Подложка, снабженная пакетом, обладающим термическими свойствами и поглощающим слоем
Изобретение относится к подложке, покрытой на одной из ее сторон пакетом тонких слоев со свойствами отражения в инфракрасной области спектра и/или при солнечном излучении, содержащим два функциональных металлических слоя, в частности, на основе серебра. Каждый из металлических функциональных слоев расположен между двумя диэлектрическими покрытиями. Согласно изобретению покрытие включает в себя по меньшей мере два поглощающих слоя, которые поглощают солнечное излучение в видимой области спектра, расположенных в по меньшей мере двух различных диэлектрических покрытиях. Изобретение также относится к двойным остеклениям, содержащим такую подложку с покрытием на внешней стороне остекления. 2 н. и 15 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к прозрачным подложкам, в частности, из жесткого неорганического материала, такого как стекло (или органического материала, такого как полимерная подложка, жесткая или гибкая), причем упомянутые подложки покрывают пакетом (стопой) тонких слоев, содержащих по меньшей мере один слой со свойствами типа металлических свойств, который может реагировать на солнечное излучение и/или длинноволновое инфракрасное излучение.
Точнее, изобретение относится к использованию таких подложек для изготовления теплоизоляционного и/или солнцезащитного остекления. Такие остекления предназначены, как для зданий, так и для транспортных средств. Они направлены, в частности, на уменьшение усилий на кондиционирование воздуха и/или на снижение избыточного перегрева (остекление, называемое «солнцезащитным остеклением») и/или на уменьшение количества энергии, рассеиваемой наружу (остекления, называемые «низкоизлучающим»).
Тип пакетов слоев, который, как известно, придает подложкам такие свойства, состоит из по меньшей мере одного металлического функционального слоя с отражающими свойствами в области инфракрасного и/или солнечного излучения, в частности, слоя на основе серебра или металлического сплава, содержащего серебро.
Этот металлический функциональный слой расположен между двумя диэлектрическими покрытиями, каждое из которых включает в себя, как правило, несколько слоев, каждый из которых изготовлен из диэлектрического материала типа нитрида металла, оксида металла или оксинитрида металла. С оптической точки зрения, целью этих покрытий, которые обрамляют металлический функциональный слой, является обеспечить «антиотражающие» свойства этого металлического функционального слоя.
Этот пакет, как правило, получают путем последовательного н нанесения слоев, осуществляемого с помощью технологии с использованием вакуума, такой как катодное напыление, возможно магнитное катодное напыление.
Также могут быть предусмотрены два очень тонких металлических слоя по обе стороны от серебряного слоя: нижележащий слой в качестве подвешивающего слоя, предназначенный для зародышеобразования, и вышележащий слой в качестве защитного или «расходуемого» слоя, для предотвращения утрачивания серебра, если вышележащий оксидный слой осаждают путем катодного напыления в присутствии кислорода.
Эти металлические слои также обладают функцией защиты функционального слоя в ходе возможной высокотемпературной термообработки типа бомбировки и/или закалки.
В настоящее время, существуют пакеты низкоизлучающих тонких слоев с единственным функциональным слоем (обозначенные в дальнейшем выражением «однослойный функциональный пакет») или с двумя функциональными слоями (обозначенные в дальнейшем выражением «двухслойный функциональный пакет»).
Из патента EP-0 847 965 также известен пакет с двумя слоями серебра («двухслойный функциональный»), задуманный для возмоности претерпевать термообработку типа бомбировки или закалки, без существенных изменений оптических свойств, благодаря использованию слоев, не пропускающих кислород, типа нитрида кремния и слоев, предназначенных для стабилизации слоев серебра.
Из патента EP-0 844 219 также известен пакет из двух слоев серебра с очень разной толщиной, позволяющий получать остекления с солнечным фактором, сниженным до по меньшей мере 32%. Двойные остекления с использованием этого типа пакета обладают коэффициентом светопропускания порядка 60-65%.
Следует напомнить, что солнечный фактор (SF или «g») остекления представляет собой отношение общей солнечной энергии, входящей в данное место через данное остекление, к общей падающей солнечной энергии, а селективность соответствует отношению коэффициента светопропускания LTvis остекления в видимой области спектра к солнечному фактору SF остекления и составляет: s=LTvis/SF.
В соответствии с климатом стран, где должны быть установлены эти остекления, в частности, в соответствии с уровнем инсоляции, желаемые характеристики с точки зрения коэффициента светопропускания и солнечного фактора могут изменяться. Следовательно, разрабатываются различные комплекты остекления, характеризующиеся их уровнями коэффициента светопропускания.
Например, в странах, где уровни инсоляции повышены, существует высокий спрос на остекление, обладающее коэффициентом светопропускания (LTvis) порядка 25-45-достаточно низкими (15-25%) значениями солнечного фактора (SF).
В частности, может быть желательным получение остеклений с низким LT, без избыточного повышения коэффициента отражения света (LR), при сохранении отражения энергии. В частности, желательным является LR менее 20% (и даже менее 15%).
Специалисту в данной области техники известно, что можно ввести в пакет, а точнее, вовнутрь одного или более диэлектрических покрытий один или несколько слоев, поглощающих в видимой области спектра.
Следует отметить, что из уровня техники уже известно использование слоев, поглощающих свет в видимой области спектра, в пакетах с несколькими функциональными слоями, в частности, в патенте EP 1 341 732 B1, который создан на основе использования таких слоев, поглощающих свет в видимой области спектра, в пакете, стойком к термообработке, типа бомбировки/закалки. Поглощающие слои имеют толщину порядка 1-3 нм. Этот пакет предназначен для придания остеклению высокого светопропускания, порядка 50-65%.
Достижение повышенной селективности не должно происходить за счет эстетично внешнего вида, и в частности, цвета. Как правило, стараются получить как можно более нейтральный внешний вид, т.е., с показателями a* и b*, близкими к 0 или чуть отрицательными, при внешнем и внутреннем отражении, а также при пропускании.
Традиционный подход к достижению одновременно повышенной селективности и исключительной нейтральности по цвету состоит в разработке все более сложных функциональных покрытий.
Адаптация колориметрических свойств этих остеклений достигается путем регулировки природы, толщины слоев или покрытий, составляющих металлические и/или диэлектрические функциональные покрытия.
Сложность покрытий затрудняет достижение одновременно хороших термических характеристики исключительной нейтральности по цвету.
Эта сложность в достижении исключительной нейтральности по цвету еще более выражена для остекления, обладающих коэффициентом светопропускания порядка 25-75%, поскольку они по своей природе более окрашены, чем остекления, обладающие более высоким или более низким коэффициентом светопропускания. Фактически, для очень высоких или очень низких коэффициентов светопропускания, для которых прозрачность близка к 0 или к 100, восприятие цветов будет менее интенсивным. Цвета «сходятся» к черному и к белому.
Наконец, сложность этих покрытий также затрудняет поддержание постоянного качества изготовления для данного покрытия. Фактически, при увеличении количества слоев и материалов, составляющих эти покрытия, становится все более и более сложным адаптировать настройки условий нанесения, для получения покрытий идентичного цвета из двух комплектов, получаемых на одном и том же участке производства или двух комплектов, получаемых на двух различных участках производства.
Также требуется, чтобы внешний вид остекления практически не изменялся, независимо от угла падения, под которым наблюдают остекление. Таким образом, является желательным, чтобы цвет при отражении, особенно с внешней стороны остекления, имел приемлемую окраску, даже когда наблюдатель рассматривает его под углом падения 45° или 60° относительно нормали. Это означает, что у наблюдателя нет впечатления значительной неоднородности оттенка или внешнего вида, в частности на высоких зданиях.
Таким образом, целью изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков при разработке остекления, обладающего хорошими термическими характеристиками, при обеспечении желаемого эстетичного внешнего вида.
В частности, цель изобретения состоит в разработке нового типа функционального двухслойного пакета, т.е., пакета, который обладает низким коэффициентом светопропускания и относительно нейтральным цветом при отражении.
Другой важной целью является обеспечение функционального двухслойного пакета, который обладает повышенной селективностью, при одновременном обладании подходящей окраски, в частности, при внешнем отражении остекления, в частности, которое не является красным.
Другой целью изобретения является обеспечение того, чтобы цвет при отражении на внешней стороне был стабильным, даже когда наблюдатель находится под углом падения, отличающимся от нормали (перпендикуляра).
Таким образом, задачей изобретения, в более широком смысле, состоит в обеспечении подложки, покрытой пакетом тонких слоев, образующих функциональное покрытие, способное реагировать на инфракрасное излучение и/или солнечное излучение, упомянутое покрытие содержащий два металлических функциональных слоя (F), в частности, на основе серебра, каждая расположенная между двумя диэлектрическими покрытиями (Di), с образованием последовательности слоев Di1/F1/Di2/F2/Di3, причем каждое диэлектрическое покрытие (Di) содержит каждый по меньшей мере один слой из диэлектрического материала, причем упомянутое функциональное покрытие содержит по меньшей мере два поглощающих слоя (A1; A2), которые поглощают солнечное излучение в видимой области спектра, расположенные в по меньшей мере двух различных диэлектрических покрытиях.
Поглощающие слои (A1, A2) отделены от металлических функциональных слоев (F) по меньшей мере одним диэлектрическим слоем, где геометрическая толщина всех диэлектрических слоев, отделяющих каждый поглощающий слой от металлического функционального слоя (F) больше или равна 5 нм.
Под «покрытием» в смысле изобретения, следует понимать, что может присутствовать лишь один слой или несколько слоев из различных материалов внутри покрытия.
Обычно под «диэлектрическим слоем» в смысле изобретения следует понимать, что по своей природе материал является «неметаллическим», т.е., не является металлом. В контексте изобретения, этот термин обозначает материал, обладающий соотношением n/k, большим или равным 5.
Под «поглощающим слоем» в смысле изобретения следует понимать, что слой представляет собой материал, обладающий соотношением n/k 0-5.
Следует напомнить, что n обозначает реальный показатель преломления материала с заданной длиной волны, а k представляет мнимую часть показателя преломления с заданной длиной волны; причем соотношение n/k рассчитывают при заданной длине волны, идентичной для n и для k, - в настоящей заявке они измерены равными 550 нм.
Функциональное покрытие может содержать по меньшей мере один поглощающий слой в первом диэлектрическом покрытии (Di1).
Функциональное покрытие может содержать по меньшей мере один поглощающий слой во втором диэлектрическом покрытии (Di2). Поглощающий слой, расположенный во втором диэлектрическом покрытии (Di2), может быть окружен и находиться в контакте с двумя сторонами слоев из диэлектрического материала, выбранных из слоя на основе нитрида кремния и/или алюминия.
Является предпочтительным, чтобы первый поглощающий слой (A1) был расположен в первом диэлектрическом покрытии (Di1), а второй поглощающий слой (A2) был расположен во втором диэлектрическом покрытии (Di2).
Является выгодным, чтобы в пакете подложки, покрытой согласно изобретению, два поглощающих слоя (A1 и A2) были отделены от каждого металлического функционального слоя (F1 и F2) по меньшей мере одним слоем из диэлектрического материала.
Поглощающие слои (A1, A2) отделены от функциональных слоев на основе серебра по меньшей мере одним диэлектрическим слоем, причем геометрическая толщина всех диэлектрических слоев, отделяющих каждый поглощающий слой от функционального слоя на основе серебра, составляет более 15 нм.
Поглощающие слои (A1, A2) могут находиться в контакте со слоем из диэлектрического материала, предпочтительно, выбранным из слоев на основе нитрида кремния и/или алюминия.
Геометрическая толщина слоя из диэлектрического материала, предпочтительно, на основе нитрида кремния и/или алюминия, расположенного в контакте со поглощающим слоем (A1 и/или A2), может составлять:
- более 15, более 20, более 25, более 30, более 35, более 40 нм, и/или
- менее 100, менее 75, менее 60 нм, менее 50 нм.
Когда пакет включает в себя поглощающий слой во втором диэлектрическом покрытии, этот поглощающий слой может быть окружен и находиться в контакте с одной сторона или с двумя сторонами слоя из диэлектрического материала. Является предпочтительным, чтобы слой из диэлектрического материала был выбран из слоя на основе нитрида кремния и/или алюминия. Является предпочтительным, чтобы поглощающий слой, расположенный во втором диэлектрическом покрытии, был окружен с обеих сторон слоями на основе нитрида кремния и/или алюминия.
Эти варианты воплощения соответствуют следующим пакетам:
- Di1a/A1/Di1b/F1/Di2a/A2/Di2b/F2/Di3,
- Di1/F1/Di2a/A1/Di2b/F2/Di3a/A2Di3b.
В пакете Di1a/A1/Di1b/F1/Di2a/A2/Di2b/F2/Di3 или в пакете Di1/F1/Di2a/A1/Di2b/F2/Di3a/A2/Di3b, часть под поглощающим слоем второго диэлектрического покрытии (Di2a) предпочтительно, имеет оптическую толщину, меньшую, чем оптическая толщина части диэлектрического покрытия (Di2b), расположенного поверх поглощающего слоя.
Является выгодным, чтобы поглощающие слои были по природе нитридными или металлическими. Является выгодным, чтобы поглощающие слои (A1 и/или A2) были по природе металлическими, либо нитридными, оксидными или оксинитридными. В частности, поглощающие слои могут быть выбраны из слоев на основе одного из следующих материалов: NbN, TiN, NiCrN, SnZnN, ZrN, Ti, NiCr, Nb, Zr или их смесь. Этот перечень является лишь укзательным, поскольку настоящему изобретению могут соответствовать поглотители другого рода. Тип поглотитель выбирают в зависимости от эстетических характеристик, от доступности материала, от энергетических характеристик, от долговечности, от ограничений по осаждению материала, и т.д.
Толщина поглощающих слоев должна быть адаптирована, в частности, в зависимости от природы выбранного материала, поглощающего в большей или в меньшей степенни. Таким оразом, представляется разумным умножить величину геометрической толщины на величину, указывающую на поглощающие свойства материала. Так же, как оптическую толщину слоя можно определить из произведения его геометрической толщины и его (реального) показателя преломления n, «толщину поглощения» можно определить из умножения геометрической толщины на k/n, где n - действительная часть показателя преломления, а k - мнимая часть показателя преломления.
В частности, толщина поглощения (геометрическая толщина X k/n) комплекта из двух поглощающих слоев (A1 и A2) составляет 0,6-25 нм, предпочтительно, 0,8-15 нм, а еще более предпочтительно, 1-12 нм; толщину поглощения необходимо рассчитать с учетом всех поглощающих слоев пакета. Однако, блокирующие слои, находящиеся в непосредственном контакте с металлическими функциональными слоями, ввиду их очень низкой толщины, не рассматриваются в качестве поглощающих слоев.
Является выгодным, чтобы отношение между толщиной поглощения (геометрической толщиной, умноженной на k/n) первого поглощающего слоя к толщинк поглощения второго поглощающего слоя (A1/A2) составляла 0,5-5,0 предпочтительно, 0,7-4,0, а еще более предпочтительно, 0,9-2,5.
Обычно световые характеристики измеряют в соответствии с осветителем D65 при 2° перпендикулярно к материалу, если не указано иное.
Подложка по изобретению обладает коэффициентом светопропускания (LT) менее 60%, предпочтительно, менее 50%. Эти значения коэффициента светопропускания измеряют непосредственно на подложке без ее использования в качестве многослойного или ламинированого остекления.
В дальнейшем описании настоящей заявки, все энергетические и эстетические характеристики подложки, покрытой согласно изобретению, измеряют при конфигурации:
- внешняя сторона/бесцветное стекло толщиной 6 мм/пакет/пространство толщиной 15 мм, заполненное Ar на 90%/бесцветное стекло толщиной 6 мм/внутренняя сторона;
- в частности, коэффициент светопропускания (LT) подложки, покрытой при данной конфигурации остекления, составляет 25-45%, предпочтительно, 30-40%.
В частности, солнечный фактор (g) подложки, покрытой при данной конфигурации остекления, составляет 15-30%, предпочтительно, 17-26%.
В частности, селективность (s) подложки, покрытой при данной конфигурации, составляет более 1,4, предпочтительно, более 1,5, а еще более предпочтительно, более 1,6.
В частности, коэффициент отражения света внешней стороны остекления (LRПр.t) при данной конфигурации, составляет менее 20%, предпочтительно, менее 18%, а еще более предпочтительно, менее 15%.
В частности, при конфигурации «внешняя сторона/бесцветное стекло толщиной 6 мм/пакет/пространство толщиной 15 мм, заполненное Ar на 90%/бесцветное стекло толщиной 6 мм/внутренняя сторона», колориметрические показатели a* и b* измерительной системы Cielab, La*b*,
- измеренные при пропускании, при нормальном падении, составляют от -12 до 2, и/или
- измеренные при отражении на внешней стороне, при нормальном падении, составляют от -12 до 2, предпочтительно, от -10 до 1, а еще более предпочтительно, от -7 до 0,
- измеренные при отражении на внешней стороне, при угле падения 60° относительно нормали, составляют от -10 до 2.
Во избежание зеленоватого внешнего отражения, является предпочтительным, чтобы показатель преломления a* и был больше показателя преломления b* при отражении на внешней стороне.
Колориметрический показатель преломления a* измерительной системы La*b*, измеренный при отражении на внешней стороне, при нормальном падении, в частности, может составлять от -7 до 2. колориметрический показатель преломления b* измерительной системы La*b*, измеренный при отражении на внешней стороне, при нормальном падении, может быть составляют от -10 до 0.
Когда угол падения для наблюдателя составляет 45°, и даже 60° относительно нормали, является желательным, чтобы колориметрические показатели a* и b* сильно не изменялись относительно показателей преломления, измеренных при нормальном падении.
Металлические функциональные слои на основе серебра изготавливают из серебра или из сплава металлов, содержащего серебро
Является выгодным, чтобы покрытие содержало блокирующий слой (OB), предпочтительно, металлический, осажденный на по меньшей мере один из двух металлических функциональных слоев (F). Покрытие может содержать металлический блокирующий слой (OB), осажденный на каждый из металлических функциональных слоев (F).
Является выгодным, чтобы покрытие содержало блокирующий слой (UB), предпочтительно, металлический, осажденный под по меньшей мере одним из двух металлических функциональных слоев (F). Покрытие может содержать блокирующий слой (UB), предпочтительно, металлический, осажденный под каждым металлическим функциональным слоем (F).
Блокирующие слои выбраны из металлических слоев на основе металла или сплава металлическов, слоев нитрида металла, слоев оксида металла и слоев оксинитрида металла для одного или более элементов, выбранных из титана, никеля, хрома, тантала и ниобия, таких как Ti, TiN, TiOx, Nb, NbN, Ni, NiN, Cr, CrN, NiCr, NiCrN. Является предпочтительным, чтобы металлические блокирующие слои были выбраны из слоев на основе Ti, NiCr. Они, как правило, имеют толщину порядка 0,3-3 нм или 0,3-2 нм.
Блокирующие слои находятся в контакте с металлическими функциональными слоями (F).
В конкретном варианте воплощения, диэлектрические покрытия (Di) содержат слой из диэлектрического материала на основе нитрида (например, Si3N4) и слой из диэлектрического материала на основе оксида (например, ZnO, SnZnO или ZnO:Al), причем слой на основе нитрида находится в контакте со поглощающим слоем. Является предпочтительным, чтобы диэлектрический слой на основе нитрида был выбран из слоев на основе нитрида кремния и/или алюминия.
Оптическая толщина диэлектрических покрытий, как правило, составляет 15-200 нм. Если диэлектрические покрытия содержат несколько последовательных диэлектрических слоев, толщины рассчитывают для всех диэлектрических слоев, образующих диэлектрическое покрытие.
Когда второе диэлектрическое покрытие содержит поглощающий слой, является предпочтительным, чтобы часть под поглощающим слоем имела оптическую толщину, меньшую, чем оптическая толщина части поверх поглощающего слоя. В частности, соотношение Di2b/Di2a составляет 1,5-6, предпочтительно, 1,8-5.
В частности, оптическая толщина части под поглощающим слоем второго диэлектрического покрытия составляет 15-120 нм, предпочтительно, 25-100 нм, а часть поверх поглощающего слоя имеет оптическую толщину 80-200 нм, предпочтительно, 0-165 нм.
Для заданных значений толщины, учтывают все слои диэлектрического материала, находящиеся между двумя металлическими функциональными слоями, а толщину поглощающего слоя для расчета оптической толщины диэлектрического покрытия, напротив, не учитывают.
В соответствии с конкретным вариантом воплощения, можно предусмотреть тонкий металлический блокирующий слой (UB) под по меньшей мере одним из двух металлических функциональных слоев. Эти блокирующие слои, как правило, имеют толщину порядка 0,3-2 нм.
Пакет также может содержать верхний защитный слой. Является предпочтительным, чтобы верхний защитный слой был последним слоем пакета, т.е., более удаленным слоем покрытой подложки пакета. Эти верхние защитные слои не рассматриваются как находящиеся в последнем диэлектрическом покрытии (Di3).
Эти слои, как правило, имеют толщину 2-10 нм, предпочтительно, 2-5 нм.
Защитный слой может быть выбран из слоя титана, циркония, гафния, цинка и/или олова; этот или эти металлы присутствуют в металлической, оксидной, или нитридной форме. Является выгодным, чтобы защитный слой представлял собой слой оксида титана, слой оксида цинка и олова или слой на основе оксида титана и циркония.
Изобретение дополнительно относится к использованию подложки, покрытой, как было описано выше, для получения двойного остекления.
Является предпочтительным, чтобы пакет согласно изобретению был расположен на стороне 2 остекления, т.е., на внутренней стороне внешней подложки, с образованием структуры типа: стекло/пакет тонких слоев/пространство/стекло.
Каждая подложка может быть прозрачной или окрашенной. Одна из подложек по меньшей мере частично может быть изготовленной из стекла, в основном окрашенного. Выбор типа окраски будет зависеть от уровня светопропускания и/или от желаемого колориметрического внешнего вида, требуемого для остекления после его изготовления.
Подложки остеклений согласно изобретению пригодны для воздействия термообработкой. Таким образом, их при необходимости можно подвергать бомбировке и/или закалке.
Следующие не ограничивающие примеры позволяют проиллюстрировать детали и полезные характеристики изобретения.
Примеры
Пример 1
В Таблице 1 ниже проиллюстрированы геометрические толщины в нанометрах каждого из слоев пакетов, полученных для сравнительных примеров (C1 à C4) и соответствующих изобретению (Пр. 1a-1h). В полученных пакетах достигается LT порядка 30%.
Сравнительный пример C1 аналогичен пакетам согласно изобретению, но не содержит поглощающего слоя.
Сравнительные примеры C2, C3 и C4 содержат один поглощающий слой, соответственно, в 1-м, 2-м и 3-м диэлектрическом покрытии.
Были выбраны различные типы поглощающего слоя: в примерах C1-C4 и a, b и c, два поглощающие слоя изготовлены из NbN (k=1,8; n=3,5). В примере d, поглощающие слои изготовлены из NiCrN (k=3,3; n=3,1); в примере e - из Ti (k=2,7; n=3,1); в примере f - из TiN (k=1,6; n=1,8); в примере g - из Nb (k=1,4; n=4,4); в примере h - из SnZnN (k=1,9; n=3,3).
[Таблица 1]
| Пр.1 | Пакет (нм) | C1 | C2 | c3 | C4 | 1a | 1b | 1c | 1d | 1e | 1f | 1g | 1h |
| TiO2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | |
| Di3 | SiN | 21 | 35 | 29 | 17 | 27 | 22 | 22 | 28 | 30 | 29 | 30 | 32 |
| Поглощение | 0 | 0 | 0 | 5,4 | 0 | 3,3 | 2,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| ZnO | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| OB2 | NiCr | 1,5 | 2 | 1,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,7 | 1,9 | 1,2 | 1,9 | 2 |
| F2 | Ag | 8 | 8,4 | 10,2 | 8 | 10,9 | 13,3 | 10,4 | 11,3 | 10,4 | 11,7 | 10,4 | 11,2 |
| UB2 | NiCr | 3 | 2,5 | 0,5 | 1 | 3 | 1,5 | 0,5 | 0,3 | 0,9 | 0,5 | 0,9 | 0,8 |
| Di2 | ZnO | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| SnZnO | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 35 | 31 | 27 | 31 | 3 | |
| SiN | 32 | 39 | 26 | 30 | 44 | 44 | 37 | 28 | 16 | 24 | 16 | 28 | |
| Поглощение | 0 | 0 | 3,7 | 0 | 3 | 0 | 5,1 | 2,6 | 2,2 | 7,7 | 2,2 | 2,9 | |
| SiN | 33 | 33 | 37 | 25 | 16 | 22 | 14 | 22 | 22 | 32 | 22 | 16 | |
| ZnO | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| OB1 | NiCr | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 1,5 | 2,5 | 0,3 | 1,1 | 1,8 | 1,5 | 1,8 | 0,3 |
| F1 | Ag | 12,3 | 11,1 | 8 | 12,1 | 11,7 | 8,9 | 10,7 | 8,3 | 12,0 | 8 | 12,0 | 14 |
| UB1 | NiCr | 2 | 1,5 | 2 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 2 | 0,3 | 1,5 | 1,0 | 1,5 | 1,3 |
| Di1 | ZnO | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Поглощение | 0 | 4,5 | 0 | 0 | 3 | 4,5 | 0 | 3,2 | 1,5 | 5,5 | 1,5 | 3,1 | |
| SiN | 27 | 15 | 42 | 58 | 41 | 38 | 39 | 46 | 36 | 40 | 36 | 33 |
В Таблице 2 ниже подытожены основные оптические и энергетические характеристики, полученнные при конфигурации:
Внешняя сторона/бесцветное стекло толщиной 6 мм/пакет/пространство толщиной 15 мм, заполненное Ar на 90%/бесцветное стекло толщиной 6 мм/внутренняя сторона
[Таблица 2]
| Пр.1 | Конфигурация 6 мм индийский PLX/15 мм 90Ag/6 мм индийский PLX | ||||||||||||
| S | g | LT | a* t | b* t | Rc | a*c | b*c | Rg | a*g | b*g | a*60 | b*60 | |
| C1 | 1,54 | 19,5 | 30,1 | -5 | -7 | 26 | -18 | -12 | 21 | -6 | -4 | 2 | -13 |
| C2 | 1,59 | 19,5 | 31,1 | -10 | -2 | 18,5 | -8 | -6 | 17 | -3 | -3 | -5 | -3 |
| C3 | 1,44 | 19,5 | 28 | -5 | -2 | 15 | -2 | 3 | 18 | 1 | -6 | -3 | -8 |
| C4 | 1,43 | 19,6 | 28 | -4 | -6 | 26 | -18 | -15 | 18,5 | 5 | -2 | 7 | -2 |
| 1a | 1,59 | 18,2 | 29 | -5 | 0 | 12 | -4 | -1 | 13 | -1 | -4 | -2,5 | -6 |
| 1b | 1,63 | 19,5 | 31 | -10 | -2 | 18 | -10 | -6 | 9 | -3,5 | -6 | -4,5 | -7 |
| 1c | 1,44 | 19,5 | 28 | -4 | 0 | 13 | -3 | 4 | 16 | 0 | -4 | 1 | -7 |
| 1d | 1,48 | 19,3 | 28,5 | -4 | -1 | 12,3 | -2 | -4 | 12,7 | -0,6 | -5,5 | -3,5 | -6,5 |
| 1e | 1,5 | 19,3 | 29 | -4 | -1 | 12 | -2 | -4 | 13 | -0,5 | -5,1 | -3,5 | -6,5 |
| 1f | 1,66 | 19,3 | 32 | -6 | -1 | 12 | -5,8 | -4 | 12,9 | -0,5 | -4,2 | -2 | -6,5 |
| 1g | 1,6 | 19,5 | 30,8 | -5,4 | -1 | 12 | -2,1 | -1,3 | 13 | -0,6 | -3,6 | -0,6 | -6,1 |
| 1h | 1,53 | 19,5 | 29,8 | -4 | -1 | 12,1 | -2 | -4 | 13 | -0,5 | -5,5 | -3,3 | -5,9 |
Пример 2
В Таблице 3 ниже проиллюстрированы геометрические толщины в нанометрах каждого из слоев пакетов, полученных для сравнительных примеров (C1-C4) и в соответствии с изобретением (Пр. 2a-2h). В полученных пакетах достигается LT порядка 40%.
Сравнительный пример C1 аналогичен пакетам согласно изобретению, но не содержит поглощающего слоя.
Сравнительные примеры C2, C3 и C4 содержат один поглощающий слой, соответственно, в 1-м, 2-м и 3-м диэлектрическом покрытии.
Были выбраны различные типы поглощающего слоя: в примерах C1-C4 и a, b и c, два поглощающие слоя изготовлены из NbN (k=1,8; n=3,5). В примере d, поглощающие слои изготовлены из NiCrN (k=3,3; n=3,1); в примере e - из Ti (k=2,7; n=3,1); в примере f - из TiN (k=1,6; n=1,8); в примере g - из Nb (k=1,4; n=4,4); в примере h - из SnZnN (k=1,9; n=3,3).
[Таблица 3]
| Пр.2 | Пакет (нм) | C1 | C2 | c3 | C4 | 2a | 2b | 2c | 2d | 2e | 2f | 2g | 2h |
| TiO2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | |
| SiN | 33 | 35 | 31 | 16 | 31 | 25 | 28 | 28 | 27 | 31 | 29 | 33 | |
| Di3 | NbN | 0 | 0 | 0 | 3,5 | 0 | 3,2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| ZnO | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| OB2 | NiCr | 0,8 | 1 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,3 | 1,4 | 0,9 | 1,1 | 1,9 |
| F2 | Ag | 12 | 11,1 | 9,8 | 10,1 | 11,6 | 13,5 | 10,1 | 11,7 | 10,9 | 12,1 | 10,9 | 11,9 |
| UB2 | NiCr | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | 0,5 | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,6 | 0,3 |
| Di2 | ZnO | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| SnZnO | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 34 | 34 | 34 | 34 | 35 | |
| SiN | 38 | 40 | 43 | 31 | 48 | 46 | 45 | 23 | 27 | 22 | 30 | 15 | |
| NbN | 0 | 0 | 4,5 | 0 | 2,5 | 0 | 4,5 | 1,4 | 1,5 | 4,6 | 2,0 | 1,5 | |
| SiN | 30 | 26 | 10 | 27 | 14 | 20 | 10 | 26 | 11 | 23 | 10 | 27 | |
| ZnO | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| OB1 | NiCr | 2,3 | 0,9 | 0,6 | 1,1 | 0,8 | 0,3 | 0,4 | 0,3 | 1,4 | 1,0 | 1,8 | 0,8 |
| f1 | Ag | 12,5 | 13,1 | 8,6 | 8 | 13,1 | 9,6 | 10,5 | 8 | 10,3 | 9,7 | 9,2 | 14,0 |
| UB1 | NiCr | 2 | 0,5 | 2 | 1,6 | 0,5 | 0,5 | 0,9 | 0,3 | 1,1 | 0,7 | 1,2 | 0,3 |
| Di1 | ZnO | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| NbN | 0 | 5 | 0 | 0 | 2,5 | 3,8 | 0 | 3,0 | 3,1 | 4,7 | 2,4 | 2,6 | |
| SiN | 31 | 15 | 45 | 33 | 36 | 35 | 40 | 46 | 43 | 36 | 43 | 25 |
В Таблице 4 ниже подытожены основные оптические и энергетические характеристики, полученнные при одной и той же конфигурации:
Внешняя сторона/бесцветное стекло толщиной 6 мм /пакет/толщина 15 мм, заполненная на 90% Ar/бесцветное стекло толщиной 6 мм /внутренняя сторона.
[Таблица 4]
| Пр.2 | Конфигурация 6 мм индийский PLX/15 мм 90 Ag/6 мм индийский PLX | ||||||||||||
| S | g | LT | a* t | b* t | Rc | a*c | b*c | Rg | a*g | b*g | a*60 | b*60 | |
| C1 | 1,67 | 25,2 | 42 | -8 | -2 | 16,8 | -12 | -8 | 20 | 2 | -8 | -6 | -7 |
| C2 | 1,62 | 26 | 42 | -9 | -1,5 | 13,5 | -5 | -7 | 12 | -1,5 | -4,5 | -5 | -4 |
| C3 | 1,48 | 26 | 38,5 | -5 | 0 | 10 | -2 | 0 | 15 | 0 | -3,5 | -2 | -6 |
| C4 | 1,48 | 26 | 38,5 | -8 | -3 | 10 | -10 | -8 | 8 | -5 | -2 | 2 | -8 |
| 2a | 1,61 | 24,9 | 40 | -5,5 | 0 | 10 | -4 | -2 | 11 | -1 | -4 | -2,5 | -5,5 |
| 2b | 1,58 | 26 | 41 | -8 | 0 | 14 | -10 | 3 | 10 | -3 | -3 | -3,5 | -5 |
| 2c | 1,51 | 25,5 | 38,5 | -5 | 0 | 10 | -3 | 3 | 14 | 1 | -3 | -1,5 | -8 |
| 2d | 1,5 | 25,7 | 38,5 | -3,5 | -1,3 | 12,7 | -2 | -5 | 10,2 | 0 | -5 | -3,7 | -6,6 |
| 2e | 1,59 | 25,5 | 40,5 | -5 | 0 | 12 | -2 | -5 | 10 | -0,5 | -3,9 | -3,1 | -5,6 |
| 2f | 1,68 | 25 | 42 | -5 | -1 | 11,7 | -5 | -5 | 13 | -0,5 | -3,5 | -3,5 | -6,3 |
| 2g | 1,58 | 25 | 39,6 | -4,3 | 0,7 | 11,1 | -2,1 | -5 | 10 | -0,5 | -5,3 | -3,5 | -6,5 |
| 2h | 1,6 | 24 | 38,5 | -4 | -1 | 12 | -2,6 | -5 | 13 | -0,5 | -5,5 | -3,1 | -6,5 |
В заключение, видно, что примеры согласно изобретению позволяют получить двойные остекления с коэффициентом светопропускания порядка 30-40%, в сочетании с низкими солнечными факторами (g меньше или равно 26%, при LT порядка 40, а g составляет 20%, когда LT составляет 30%) и низким отражением света (LRext менее 20%), и с надлежащим обеспечением желаемого внешнего вида.
Сравнительные примеры не позволяют комбинировать все желаемые критерии.
Особо примечательным является то, что цвет при отражении на внешней стороне можно поддерживать в нейтральных зонах, чего нельзя сказать о сравнительных примерах. Кроме того, можно утвеждать, что:
- в примере 1, в сравнительном примере V2 цвет при пропускании будет слишком зеленоватым, а в сравнительном примере V4 цвет при внешнем отражении будет красноватым.
- в примере 2, V4, показатель преломления a* будет ниже показателя преломления b*, что придает слишком зеленоватый оттенок, а в сравнительных примерах V2 и V4 цвет при пропускании будет слишком зеленоватым.
Угловая стабильность цвета при внешнем отражении будет особенно высокой, по сравнению с пакетами согласно сравнительным примерам.
Настоящее изобретение описано выше в качестве примера. Следует понимать, что специалист в данной области техники может получить различные варианты изобретения без отступления от объема патента, заданного в формуле изобретения.
1. Подложка, покрытая пакетом слоев, образующих функциональное покрытие, способное реагировать на солнечное излучение и/или инфракрасное излучение, причем упомянутое покрытие содержит два металлических функциональных слоя (F), каждый из которых расположен между двумя диэлектрическими покрытиями (Di), так, чтобы оно содержало по меньшей мере последовательность слоев Di1/F1/Di2/F2/Di3, начиная от подложки, причем каждое диэлектрическое покрытие (Di) содержит по меньшей мере один слой из диэлектрического материала, характеризующаяся тем, что покрытие содержит по меньшей мере два слоя, которые поглощают свет в видимой области спектра (A1, A2), расположенных в по меньшей мере двух разных диэлектрических покрытиях, при этом поглощающие слои (A1, A2) отделены от металлических функциональных слоев (F) по меньшей мере одним диэлектрическим слоем, геометрическая толщина всех диэлектрических слоев, отделяющих каждый поглощающий слой от металлического функционального слоя (F), больше или равна 5 нм.
2. Подложка с покрытием п. 1, характеризующаяся тем, что она содержит по меньшей мере один поглощающий слой в первом диэлектрическом покрытии (Di1).
3. Подложка с покрытием по любому из предыдущих пунктов, характеризующаяся тем, что она содержит по меньшей мере один поглощающий слой во втором диэлектрическом покрытии (Di2).
4. Подложка с покрытием п. 3, характеризующаяся тем, что поглощающий слой, расположенный во втором диэлектрическом покрытии (Di2), окружен с обеих сторон и находится в контакте со слоями из диэлектрического материала, выбранными из слоев на основе нитрида кремния и/или алюминия.
5. Подложка с покрытием по любому из предыдущих пунктов, характеризующаяся тем, что поглощающий слой (A1) расположен в первом диэлектрическом покрытии (Di1), а второй поглощающий слой (A2) расположен во втором диэлектрическом покрытии (Di2), причем каждый поглощающий слой отделен от каждого металлического функционального слоя (F1 и F2) по меньшей мере одним слоем из диэлектрического материала.
6. Подложка с покрытием п. 5, характеризующаяся тем, что в пакете Di1a/A1/Di1b/F1/Di2a/A2/Di2b/F2/Di3 часть под поглощающим слоем второго диэлектрического покрытия (Di2a) имеет оптическую толщину, меньшую, чем оптическая толщина части диэлектрического покрытия (Di2b), расположенного поверх поглощающего слоя.
7. Подложка с покрытием по любому из предыдущих пунктов, характеризующаяся тем, что поглощающие слои (A1, A2) являются металлическими или нитридными по природе.
8. Подложка с покрытием по любому из предыдущих пунктов, характеризующаяся тем, что поглощающие слои выбраны из слоев на основе одного из следующих материалов: NbN, TiN, NiCrN, SnZnN, ZrN, Ti, NiCr, Nb, Zr или их смеси.
9. Подложка с покрытием по любому из предыдущих пунктов, характеризующаяся тем, что она обладает коэффициентом светопропускания (LT) менее 60%.
10. Подложка с покрытием по любому из предыдущих пунктов, характеризующаяся тем, что она обладает коэффициентом светопропускания (LT) менее 50%.
11. Подложка с покрытием по любому из предыдущих пунктов, характеризующаяся тем, что при конфигурации «внешняя сторона/бесцветное стекло толщиной 6 мм/пакет/пространство толщиной 15 мм, заполненное Ar на 90%/бесцветное стекло толщиной 6 мм/внутренняя сторона» коэффициент светопропускания (LT) составляет 25-45%.
12. Подложка с покрытием по любому из предыдущих пунктов, характеризующаяся тем, что при конфигурации «внешняя сторона/бесцветное стекло толщиной 6 мм/пакет/пространство толщиной 15 мм, заполненное Ar на 90%/бесцветное стекло толщиной 6 мм/внутренняя сторона» она обладает селективностью более 1,4.
13. Подложка с покрытием по любому из предыдущих пунктов, характеризующаяся тем, что сторона без покрытия подложки предназначена для формирования внешней стороны остекления, причем коэффициент отражения света (LR) на внешней стороне при конфигурации «внешняя сторона/бесцветное стекло толщиной 6 мм/пакет/пространство толщиной 15 мм, заполненное Ar на 90%/бесцветное стекло толщиной 6 мм/внутренняя сторона» составляет менее 20%.
14. Подложка с покрытием по любому из предыдущих пунктов, характеризующаяся тем, что покрытие содержит металлический блокирующий слой (OB), осажденный на по меньшей мере один из двух металлических функциональных слоев (F).
15. Подложка с покрытием по любому из предыдущих пунктов, характеризующаяся тем, что покрытие содержит металлический блокирующий слой (UB), осажденный под по меньшей мере одним из двух металлических функциональных слоев (F).
16. Подложка с покрытием по любому из предыдущих пунктов, характеризующаяся тем, что диэлектрические покрытия (Di) содержат по меньшей мере один слой из диэлектрического материала на основе нитрида и по меньшей мере один слой из диэлектрического материала на основе оксида, причем слой на основе нитрида находится в контакте с поглощающим слоем.
17. Двойное остекление, содержащее две прозрачные подложки, характеризующееся тем, что прозрачная подложка, расположенная с внешней стороны остекления, представляет собой подложку по любому из предыдущих пунктов.
