ТЕРМООБРАБАТЫВАЕМОЕ ИЗДЕЛИЕ ЗЕЛЕНОЙ ОКРАСКИ С ПОКРЫТИЕМ, ИМЕЮЩЕЕ НИЗКОЕ ЗНАЧЕНИЕ СОЛНЕЧНОГО ФАКТОРА

[0001] Данное изобретение относится к изделиям с покрытием (покрытым изделиям), которые включают в себя два или более отражающих инфракрасное (ИК) излучение функциональных слоя, проложенных между по меньшей мере диэлектрических слоев, и/или способу их изготовления. Покрытие может быть разработано так, чтобы покрытые изделия реализовали зеленую окраску на отражение со стороны стекла в сочетании с низким солнечный фактором (SF) и/или низким коэффициентом теплопритока от солнечного излучения (SHGC). Такие изделия с покрытием могут быть использованы в рамках одинарных окон, теплоизоляционных (IG) стеклопакетов, ламинированных окон и/или других подходящих применений и необязательно могут быть в некоторых случаях подвергнуты термообработке (например, термической закалке).

ПРЕДПОСЫЛКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] В данной области техники известны солнцезащитные покрытия с пакетом слоев стекло/Si₃N₄/NiCr/Si₃N₄, где металлический слой NiCr является единственным отражающим инфракрасное (ИК) излучение слоем покрытия. В некоторых случаях слой NiCr может быть азотирован. Например, см. патент США № 6926967, который включен сюда путем ссылки. См. также патент США № 5688585.

[0003] К сожалению, хотя такие пакеты слоев с отражающими ИК-излучение слоями NiCr обеспечивают эффективное регулирование инсоляции и, в целом, являются хорошими покрытиями, они обладают недостатком с точки зрения возможности достижения более широкой палитры доступных цветов, если это желательно. Например, если при таком многослойном покрытии желательно получить голубовато-зеленый оттенок, данный подход требует значительно увеличить толщину нижнего диэлектрического слоя, что, к сожалению, приводит к нежелательным эффектам интерференции в данном конкретном покрытии.

[0004] Зеленая окраска часто желательна в контексте одинарных окон, термоизоляционных (IG) стеклопакетов и/или других подходящих применений. Желательная зеленая окраска (например, на отражение со стороны стекла, или с внешней стороны, т.е. снаружи), измеренная монолитно, т.е. на одинарных окнах, и/или в IG-стеклопакетах, может охарактеризоваться следующими показателями: значения а* от -4,0 до -16,0, более предпочтительно от -5,0 до -12,0, а наиболее предпочтительно -6,0 до -10,5; необязательно в сочетании со значениями b* от +7,0 до -15,0, более предпочтительно от +3,0 до -8,0, а наиболее предпочтительно 0,0 до -5,0.

[0005] Низкий солнечный фактор (SF) и коэффициент теплопритока от солнечного излучения (SHGC) также желательны в некоторых областях применения, особенно в теплых климатических условиях. Солнечный фактор (SF), рассчитанный в соответствии со стандартом EN 410, определяется как соотношение между полной энергией, поступающей в помещение или т.п. через остекление, и падающей солнечной энергией. Таким образом, следует понимать, что более низкие значения SF являются показателем хорошей солнцезащиты от нежелательного нагрева помещений или т.п., защищенных окнами/остеклением. Низкое значение SF является показателем изделия с покрытием (например, IG-стеклопакета), которое(ый) способно(ен) поддерживать помещение довольно прохладным в летние месяцы при жарких погодных условий. Таким образом, низкие значения SF иногда желательны в условиях высоких температур. И хотя низкие значения SF иногда желательны у таких изделий с покрытием, как IG-стеклопакеты, достижение более низких значений SF может происходить за счет ухудшения окраски. Часто бывает желательно, хотя и трудно, достигнуть сочетания приемлемого коэффициента пропускания видимого света, желаемой окраски на отражение со стороны стекла и низкого значения SF у таких изделий с покрытием, как IG-стеклопакет или тому подобные. Значения SF (G-фактор; EN 410-673 2011) и SHGC (NFRC-2001) рассчитываются исходя из полного спектра (Т, Rg и Rf) и, как правило, измеряются с помощью спектрофотометра, такого как Perkin Elmer 1050. Измерения SF выполняют на одинарном стекле с покрытием, а также могут быть использованы их расчетные значения для одинарных, стеклопакетных и ламинированных применений.

[0006] Патентный документ США 2012/0177899 раскрывает несколько различных покрытий. Примеры 2 и 5 на странице четыре этого документа США '899 описывают стекло/SiN/NiCrN_x/SiN/NiCrN_x/SiN. Тем не менее, эти примеры имеют нежелательную бронзовую окраску на отражение со стороны стекла. Примеры 1 и 4 на странице четыре документа США '899 описывают стекло/SiN/NiCrN_x/SiN/NiCrN_x/SiN, но с другими толщинами. К сожалению, хотя примеры 1 и 4 в документе США '899 и имеют желаемую зеленую окраску, они страдают нежелательно высокими значениями SF и SHGC, а также высоким коэффициентом отражения видимого света со стороны стекла в 36%.

[0007] Патент США № 8286395 раскрывает в сравнительном примере 2 следующее покрытие: стекло/SiN/NbN/SiN/NbN/SiN. К сожалению, сравнительный пример 2 в этом патенте США '395 объясняет, что окраска на отражение со стороны стекла является синей. Кроме того, покрытие № 2 в сравнительном примере 1 патента США '395 также не смогло достичь зеленой окраски на отражение со стороны стекла, о чем свидетельствует ее нейтральное снаружи цветовое значение а*, равное -1 (это нейтральный цвет, не зеленый цвет). Таким образом, с материалами/толщинами по патенту США '395 не удалось добиться зеленой окраски на отражение со стороны стекла. В патенте США '395 также ничего не говорится о значениях SF и SHGC. Следует отметить, что цвет на отражение со стороны стекла является существенным, когда IG-стеклопакет снабжен покрытием на поверхности два, поскольку цвет на отражение со стороны стекла является цветом, видимым наблюдателем с внешней стороны здания, в котором установлено такое окно.

[0008] Было бы желательно, если бы у IG-стеклопакетов с двумя оконными стеклами зеленая окраска на отражение со стороны стекла могла быть достигнута в сочетании со значением SF не более 0,29 (более предпочтительно - не более 0,25, а наиболее предпочтительно - не более 0,23 или 0,21) и/или значением SHGC не более 0,27 (более предпочтительно - не более 0,25, а наиболее предпочтительно - не более 0,23), и, необязательно, также в сочетании с одним или более из следующих: коэффициент отражения видимого света со стороны стекла не более чем 35% и/или термообрабатываемость. Следует отметить, что типичный, обычный IG-стеклопакет с двумя стеклами имеет значение SHGC около 0,70. Также было бы желательно, чтобы изделие с покрытием, измеренное в виде одинарного стекла, имело значение SF не более 0,40 (более предпочтительно - не более 0,35, а наиболее предпочтительно - не более 0,31) и значение SHGC не более 0,42 (более предпочтительно - не более 0,38, а наиболее предпочтительно - не более 0,36).

[0009] В некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения неожиданно было обнаружено, что при наличии двух или более отражающих ИК-излучение слоев (например, состоящих из или включающих в себя NbZr и/или NbZrN_x) между соответствующими диэлектрическими слоями, вместе с определенными параметрами толщины, может быть достигнута желательная зеленая окраска на отражение со стороны стекла в сочетании с низким значением SF. Необязательно, эти желаемые признаки могут быть достигнуты в сочетании с термообрабатываемостью и/или коэффициентом отражения видимого света со стороны стекла не более 35% (более предпочтительно - не более 31%, наиболее предпочтительно - не более 27%, а в некоторых случаях не более 18%). Такие покрытия обеспечивают улучшенные контроль цвета и/или диапазоны цвета, если это желательно, низкие значения SF, а значит, и возможность поддерживать помещения прохладными в жарком климате, а также хорошую термостойкость (низкое(ие) значение(я) ΔE*), если желательно.

[0010] Говоря в общем, некоторые примерные варианты осуществления настоящего изобретения удовлетворяют одну или более из вышеперечисленных потребностей путем предоставления изделия с покрытием, имеющего зеленую окраску на отражение со стороны стекла и включающего поддерживаемую стеклянной подложкой систему слоев, содержащую: первый диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния; первый отражающий инфракрасное (ИК) излучение слой, содержащий NbZr, на стеклянной подложке поверх по меньшей мере первого диэлектрического слоя, содержащего нитрид кремния; второй диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния, на стеклянной подложке поверх по меньшей мере первого диэлектрического слоя, содержащего нитрид кремния, и первого отражающего ИК-излучение слоя, содержащего NbZr; второй отражающий ИК-излучение слой, содержащий NbZr, на стеклянной подложке поверх по меньшей мере второго диэлектрического слоя, содержащего нитрид кремния; третий диэлектрический слой, содержащий нитрид кремния, на стеклянной подложке поверх по меньшей мере второго отражающего ИК-излучение слоя, содержащего NbZr; и при этом изделие с покрытием: имеет зеленую окраску на отражение снаружи/со стороны стекла, включая значение а* снаружи/со стороны стекла от -4,0 до -16,0 и значение b* снаружи/со стороны стекла от +7,0 до -15,0; и (i) при измерении на одинарном стекле имеет значение SF не более 0,40 и значение SHGC не более 0,42, и/или (ii) при измерении на теплоизоляционном (IG) стеклопакете с двумя стеклянными подложками/панелями имеет значение SF не более 0,25 и значение SHGC не более 0,27. В некоторых примерных вариантах осуществления может быть предусмотрен дополнительный отражающий ИК-излучение слой и/или диэлектрический слой. Изделие с покрытием может быть одинарным оконным блоком, IG-стеклопакетом или ламинированным оконным блоком в некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения.

[0011] Некоторые примерные варианты осуществления настоящего изобретения удовлетворяют одну или более из вышеперечисленных потребностей путем предоставления изделия с покрытием, имеющего зеленую окраску на отражение со стороны стекла и включающего поддерживаемую стеклянной подложкой систему слоев, содержащую: первый диэлектрический слой, содержащий азот; первый отражающий инфракрасное (ИК) излучение слой на стеклянной подложке поверх по меньшей мере первого диэлектрического слоя; второй диэлектрический слой, содержащий азот, на стеклянной подложке поверх по меньшей мере первого диэлектрического слоя и первого отражающего ИК-излучение слоя; второй отражающий ИК-излучение слой на стеклянной подложке поверх по меньшей мере второго диэлектрического слоя; третий диэлектрический слой, содержащий азот, на стеклянной подложке поверх по меньшей мере второго отражающего ИК-излучение слоя, причем каждый из первого и второго отражающих ИК-излучение слоев содержит одно или более из следующих: NbZr, NbZrN_x, NiCr, NiCrN_x, NiCrMo, NiCrMoN_x, NbCr, NbCrN_x, Nb и NbN_x; и при этом изделие с покрытием: имеет зеленую окраску на отражение снаружи/со стороны стекла, включая значение а* снаружи/со стороны стекла от -4,0 до -16,0 и значение b* снаружи/со стороны стекла от +7,0 до -15,0; и (i) при измерении на одинарном стекле имеет значение SF не более 0,40 (более предпочтительно - не более 0,35, а наиболее предпочтительно - не более 0,31) и значение SHGC не более 0,42 (более предпочтительно - не более 0,38, а наиболее предпочтительно - не более 0,36), и/или (ii) при измерении на теплоизоляционном (IG) стеклопакете с двумя стеклянными подложками/панелями имеет значение SF не более 0,25 (более предпочтительно - не более 0,23, а наиболее предпочтительно - не более 0,21) и значение SHGC не более 0,27 (более предпочтительно - не более 0,25, а наиболее предпочтительно - не более 0,23).

[0012] Таким образом, настоящее изобретение охватывает одинарные оконные блоки, IG-стеклопакеты, ламинированные оконные блоки и любые другие изделия, включающие стеклянную подложку с покрытием на ней, как заявлено в формуле изобретения. Следует отметить, что измерения на одинарном стекле могут быть проведены путем удаления одной подложки с покрытием из IG-стеклопакета и/или ламинированного оконного блока, с последующим выполнением измерений на одинарном стекле. Следует также отметить, что для одного и того же данного покрытия значения SF и SHGC будут значительно выше у одинарного оконного блока, чем у IG-стеклопакета.

[0013] В некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения термообработанные (HT) изделия с покрытием имеют значение ΔE* на отражение со стороны стекла из-за термообработки (например, термической закалки) не более 4,5, более предпочтительно, не более 4,0, еще более предпочтительно, не более 3,5, а наиболее предпочтительно, не более 3,0. Для примера, термообработка (НТ) может происходить в течение по меньшей мере примерно 5 минут при температуре(ах) по меньшей мере примерно 580 градусов Цельсия (ºC) и достаточна для термической закалки. Термин ΔE* известен в данной области техники и является показателем термостойкости при термообработке, определяется и объясняется, например, в патенте США № 6926967, который включен сюда путем ссылки.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0014] Фиг. 1 представляет собой частичный вид в разрезе одинарного изделия с покрытием (термообработанным или нетермообработанным) в соответствии с одним примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0015] Фиг. 2 представляет собой частичный вид в разрезе одинарного изделия с покрытием (термообработанным или без термообработки) в соответствии с другим примерным вариантом осуществления по настоящему изобретению.

[0016] Фиг. 3 представляет собой вид сбоку в разрезе теплоизоляционного (IG) стеклопакета, включая изделия с покрытием по фиг.1 или фиг. 2, в соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0017] Обратимся теперь более конкретно к сопровождающим чертежам, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые части на нескольких видах.

[0018] Изделия с покрытием в соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения достигают желательной зеленой окраски на отражение со стороны стекла в сочетании со следующими параметрами: (i) при измерении на одинарном стекле значение SF не более 0,40 (более предпочтительно - не более 0,35, а наиболее предпочтительно - не более 0,31) и значение SHGC не более 0,42 (более предпочтительно - не более 0,38, а наиболее предпочтительно не более 0,36); и/или (ii) при измерении на теплоизоляционном (IG) стеклопакете с двумя стеклянными панелями значение SF не более 0,25 (более предпочтительно - не более 0,23, а наиболее предпочтительно - не более 0,21) и значение SHGC не более 0,27 (более предпочтительно - не более 0,25, а наиболее предпочтительно - не более 0,23). Необязательно, такие изделия с покрытием могут также достичь термообрабатываемости и/или коэффициента отражения видимого света со стороны стекла не более 35%. Неожиданно было обнаружено, что при наличии двух или более отражающих ИК-излучение слоев (например, состоящих из или включающих в себя NbZr и/или NbZrN_x) между соответствующими диэлектрическими слоями, вместе с определенными параметрами толщины, желаемая зеленая окраска на отражение со стороны стекла может быть достигнута в сочетании с низким значением SF. Необязательно, эти желаемые признаки могут быть достигнуты в сочетании с термообрабатываемостью и/или коэффициентом отражения видимого света со стороны стекла (R_{G[или снаружи]}Y) не более 35% (более предпочтительно - не более 31%, а еще более предпочтительно - не более 27% и, в некоторых случаях, не более 18%). Таким образом, такие покрытия обеспечивают улучшенные контроль цвета и/или диапазоны цвета, если желательно, низкие значения SF, указывающие на возможность поддерживать помещения прохладными в жаркой окружающей среде, а также могут обеспечивать хорошую термостойкость (низкое(ие) значение(я) ΔE*), если это желательно.

[0019] Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают покрытие или систему слоев, которые могут быть использованы в окнах, таких как одинарные окна (например, транспортного средства, жилого дома и/или архитектурного сооружения), в IG-стеклопакетах и/или других подходящих применениях. Некоторые примерные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают систему слоев, которая характеризуется контролем цвета, низкими значениями SF и/или стабильностью цвета при термообработке. Что касается стабильности (стойкости) при термообработке (HT), то она означает низкое значение ΔЕ*, где Δ указывает изменение a*, b* и L* из-за HT, такой как термическая закалка, гибка при нагреве или термоупрочнение, для одинарного стекла и/или для двойных стеклопакетов, таких как IG-стеклопакеты или ламинированные окна. В некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения стабильность цвета при HT может привести к существенному совпадению между термообработанными и нетермообработанными вариантами покрытия или системы слоев. Другими словами, в одинарных и/или IG применениях, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения две стеклянные подложки, имеющие на себе одну и ту же систему покрытия (одна с HT после осаждения, а другая без HT), при рассмотрении невооруженным глазом кажутся практически одинаковыми.

[0020] Используемые здесь термины "термическая обработка" и "термообработка" означают нагревание изделия до температуры, достаточной для достижения термической закалки, гибки при нагреве или термоупрочнения стеклосодержащего изделия. Это определение включает в себя, например, нагревание изделия с покрытием в термошкафу или печи при температуре по меньшей мере примерно 580 градусов Цельсия, более предпочтительно, по меньшей мере примерно 600 градусов Цельсия, в течение достаточного периода времени, чтобы обеспечить закалку, гибку и/или термоупрочнение. В некоторых случаях НТ может продолжаться по меньшей мере примерно 4 или 5 минут. Изделие с покрытием может подвергаться или не подвергаться термообработке в различных вариантах осуществления настоящего изобретения.

[0021] Фигуры 1-2 представляют собой виды сбоку в разрезе изделий с покрытием в соответствии с различными примерными вариантами осуществления настоящего изобретения. В варианте осуществления по фиг. 1 солнцезащитное покрытие 8 включает в себя два отражающих ИК-излучение слоя 3 и 5, в то время как на фиг. 2 солнцезащитное покрытие 8' включает в себя три отражающих ИК-излучение слоя 3, 5 и 15. В варианте осуществления по фиг. 2 также предусмотрен дополнительный диэлектрический слой 16. На фиг. 3 изображен IG-стеклопакет с покрытием (8 или 8') на поверхности два, показывающий, что на IG-стеклопакете можно использовать покрытие (8 или 8') либо по варианту осуществления на фиг. 1, либо по варианту осуществления на фиг. 2.

[0022] Обращаясь к фиг. 1, изделие с покрытием содержит, по меньшей мере, стеклянную подложку 1 (например, бесцветную, зеленую, бронзовую, серую, синюю или сине-зеленую стеклянную подложку толщиной от примерно 1,0 до 12,0 мм), диэлектрические слои 2, 4, 6 (например, состоящие из или включающие в себя нитрид кремния (например, Si₃N₄), оксинитрид кремния, оксид олова или какой-либо другой подходящий диэлектрик), отражающие ИК-излучение слои 3, 5, которые могут быть металлическими или практически металлическими или включать в себя металлический или практически металлический материал, такой как NbZr, NbZrN_x, NiCr, NiCrN_x, NiCrMo, NiCrMoN_x, NbCr, NbCrN_x, Nb и/или NbN_x. Следует принять во внимание, что отражающие ИК-излучение слои 3 и/или 5, могут быть необязательно азотированы в некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения. Хотя в некоторых случаях отражающий ИК-излучение слой может включать в себя некоторое небольшое количество кислорода, предпочтительно, чтобы эти слои 3 и 5 практически не содержали кислорода, например, более 5% кислорода, предпочтительнее не более примерно 3% или 2% кислорода в некоторых вариантах осуществления (в атомных %). Изделие с покрытием дополнительно содержит верхний защитный слой 7 диэлектрика, включающий в себя или состоящий из защитного материала, такого как оксид циркония (например, ZrO₂) или оксинитрид кремния. Необязательно, диэлектрический слой, состоящий из или включающий в себя оксинитрид кремния и/или оксинитрид кремния-циркония с любой подходящей стехиометрией может быть расположен между и контактирующим со слоями 6 и 7 в верхней части пакета слоев. В некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения покрытие 8 не включает в себя каких-либо металлических блокирующих или отражающих ИК-излучение слоев из или на основе Ag или Au. В некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения отражающие ИК-излучение слои 3 и 5 отражают по меньшей мере часть ИК-излучения и не соприкасаются с любым другим металлическим отражающим ИК-излучение слоем. В некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения возможно включение в каждый из слоев других материалов, таких как легирующие примеси. Следует понимать, конечно, что в некоторых альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть предусмотрены другие слои, или же некоторые слои могут быть опущены, и могут быть использованы различные материалы.

[0023] Обращаясь к варианту осуществления на фиг. 2, изделие с покрытием содержит, по меньшей мере, стеклянную подложку 1 (например, бесцветную, зеленую, бронзовую, серую, синюю или сине-зеленую стеклянную подложку толщиной от примерно 1,0 до 12,0 мм), диэлектрические слои 2, 4, 6, 16 (например, состоящие из или включающие в себя нитрид кремния (например, Si₃N₄), оксинитрид кремния, оксид олова или какой-либо другой подходящий диэлектрик), отражающие ИК-излучение слои 3, 5, 15, которые могут быть металлическими или практически металлическими или включать в себя металлический или практически металлический материал, такой как NbZr, NbZrN_x, NiCr, NiCrN_x, NiCrMo, NiCrMoN_x, NbCr, NbCrN_x, Nb и/или NbN_x. Следует принять во внимание, что отражающие ИК-излучение слои 3, 5 и/или 15 могут быть необязательно азотированы в некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения. Необязательно, в варианте осуществления по фиг. 2 диэлектрический слой, состоящий из или включающий в себя оксинитрид кремния и/или оксинитрид кремния-циркония любой подходящей стехиометрии может быть расположен между и контактирующим со слоями 16 и 7 в верхней части пакета слоев. И хотя отражающий ИК-излучение слой в некоторых случаях может включать в себя некоторое небольшое количество кислорода, предпочтительно, чтобы эти слои 3, 15 и 15 практически не содержали кислорода, например, не более 5% кислорода, предпочтительно, не более примерно 3% или 2% кислорода в некоторых вариантах осуществления. Изделие с покрытием по фиг. 2 дополнительно содержит верхний защитный слой 7 диэлектрика, включающий в себя или состоящий из защитного материала, такого как оксид циркония (например, ZrO₂) или оксинитрид кремния. Например, когда отражающие ИК-излучение слои включают в себя или состоят из NbZr, они могут быть нанесены распылением с использованием мишеней из NbZr при потоке газа примерно 200-300 мл Ar и примерно 0,8-2,5 мл/кВт N₂ и/или O₂.

[0024] В некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения покрытие 8' по варианту на фиг. 2 не включает в себя каких-либо металлических блокирующих или отражающих ИК-излучение слоев из или на основе Ag или Au. В некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения отражающие ИК-излучение слои 3, 5 и 15 отражают по меньшей мере часть ИК-излучения и не соприкасаются с любым другим металлическим отражающим ИК-излучение слоем. В некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения возможно включение в каждый из слоев других материалов, таких как легирующие примеси. Следует понимать, конечно, что в некоторых альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть предусмотрены другие слои, или же некоторые слои могут быть опущены, и могут быть использованы различные материалы.

[0025] В целом покрытия (8, 8') на фиг. 1-2 включают в себя по меньшей мере проиллюстрированные слои. Следует отметить, что используемые здесь термины "оксид" и "нитрид" предполагают различные стехиометрии. Например, термин нитрид кремния (для одного или более слоев 2, 4, 6, 16) подразумевает как стехиометрический Si₃N₄, так и нестехиометрический нитрид кремния. Аналогично, могут быть использованы различные стехиометрии. Например, когда для отражающих ИК-излучение слоев 3, 5, 15 применяется NbZr, могут быть использованы различные соотношения Nb к Zr, в том числе, но не ограничиваясь ими, соотношение 50/50, соотношение 85/15 или соотношение 90/10. В некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения соотношение Nb/Zr в слоях 3, 5 и 15 может быть от 1/1 до 9,5/1 в различных примерных вариантах осуществления настоящего изобретения, так что эти слои предпочтительно содержат больше Nb, чем Zr. Изображенные слои могут быть нанесены на стеклянную подложку 1 с помощью магнетронного распыления или любого другого типа распыления, или с помощью любого другого подходящего метода в различных вариантах осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что в показанных на фиг. 1-2 пакетах могут быть представлены другой(ие) слой(и), например, между слоями 2 и 3 или между слоями 3 и 4, или же между подложкой 1 и слоем 2, или тому подобное. В общем случае, другой(ие) слой(и) также могут быть предусмотрены в других местах покрытия. Таким образом, хотя покрытие 8, 8' или его слои находится или находятся "на" подложке 1 или "поддерживаются" подложкой 1 (прямо или косвенно), между ними могут быть предусмотрены другие слои. Так, например, показанные на фиг. 1-2 слоистые системы 8, 8' и их слои считаются находящимися "на" подложке 1, даже если между ними может быть предусмотрен(ы) другой(ие) слой(и) (т.е. используемые здесь термины "на" и "поддерживаемая" не обязательно подразумевают непосредственный контакт). Тем не менее, в предпочтительных вариантах осуществления могут быть непосредственные контакты, показанные на фиг. 1-2.

[0026] В некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения каждый из диэлектрических слоев 2, 4, 6 и 16 может иметь показатель преломления "n" в пределах от 1,7 до 2,7 (при 550 нм), более предпочтительно от 1,9 до 2,5 в некоторых вариантах осуществления, а наиболее предпочтительно от примерно 2,0 до 2,06 в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения. Один, два, три или все из этих слоев 2, 4, 6, 16 могут быть выполнены из или включать в себя нитрид кремния и/или оксинитрид кремния в некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения. В таких вариантах осуществления настоящего изобретения, где слои 2, 4, 6 и/или 16 содержат нитрид кремния (например, Si₃N₄), в распыляемые мишени, содержащие Si и используемые для образования этих слоев, могут быть или не быть дополнительно подмешаны до 1-20% (например, 8%) по массе алюминия или нержавеющей стали (например, SS№316), причем примерно это же количество затем появляется в образующихся слоях. Даже при этом количестве(ах) алюминия и/или нержавеющей стали такие слои по-прежнему считаются диэлектрическими слоями.

[0027] Хотя фиг. 1-2 иллюстрируют изделие с покрытием в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения в монолитной форме, т.е. с одинарным стеклом, изделия с покрытием в соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения могут включать в себя теплоизоляционные (IG) стеклопакеты (оконные блоки), такие как показанный на фиг. 3. В вариантах осуществления с IG-стеклопакетом покрытие 8 или 8' с фиг. 1-2 может быть предусмотрено на внутренней стенке наружной подложки/панели IG-стеклопакета, как показано на фиг. 3 (поверхность два), и/или на внутренней стенке внутренней подложки, или в любом другом подходящем месте в других вариантах осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 3, примерный IG-стеклопакет может включать в себя пару разнесенных стеклянных подложек 1, 30, каждая толщиной примерно 3-19 мм, по меньшей мере одна из которых покрыта покрытием 8, 8', описанным здесь в некоторых примерных случаях, причем зазор 34 между подложками может составлять от примерно 5 до 30 мм, более предпочтительно от примерно 10 до 20 мм, а наиболее предпочтительно примерно 16 мм. Прокладка(и) 32 могут быть предусмотрены по периферии для разнесения стеклянных подложек друг от друга и поддержания зазора 34. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления стеклянная подложка 1, показанная на фиг. 1-2, может быть наружной стеклянной подложкой 1 IG-стеклопакета, как показано на фиг. 3, и покрытие 8, 8' может быть предусмотрено на внутренней поверхности наружной стеклянной подложки 1 (то есть поверхности два IG-стеклопакета). Зазор между подложками в IG-стеклопакете может быть заполнен газом воздухом и/или аргоном в некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения. Также могут быть использованы IG-стеклопакеты с тремя стеклянными панелями, например, с покрытием, находящимся на внутренней поверхности самой внешней панели.

[0028] Возвращаясь к варианту осуществления с фиг. 1, различные толщины могут быть использованы сообразно одной или нескольким из обсуждавшихся здесь потребностей. В соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления настоящего изобретения примерные толщины (в ангстремах) и материалы для соответствующих слоев по варианту осуществления с фиг. 1 на стеклянной подложке 1 в некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения для достижения желаемой зеленой окраски на отражение со стороны стекла в сочетании с низким(и) значением(ями) SF и/или SHGC являются следующими (слои перечислены в порядке движения от стеклянной подложки 1):

Таблица 1 Толщины для зеленого цвета и низкого SF/SHGC по варианту на фиг. 1 Слой Примерный диапазон ( ) Предпочтительный ( ) Наилучший ( ) нитрид кремния (слой 2): 750-1250 900-1100 950-1060 ИК-отражатель (напр., NbZr) (слой 3): 70-120 80-110 90-100 нитрид кремния (слой 4): 140-350 200-280 225-255 ИК-отражатель (напр., NbZr) (слой 5): 70-120 80-110 90-100 нитрид кремния (слой 6): 150-400 200-300 250-280 защитный слой (напр., ZrO2) (слой 7): 10-500 10-60 20-40

[0029] Представленная выше таблица 1 относится, например, к тем вариантам осуществления, где желательны в целом зеленая окраска на отражение со стороны стекла и низкое(ие) значение(я) SF и/или SHGC для варианта осуществления по фиг. 1 (или варианта осуществления по фиг. 1, использованного в IG-стеклопакете, как показано на фиг. 3). Было неожиданно обнаружено, что в варианте осуществления по фиг. 1 желаемая зеленая окраска на отражение со стороны стекла может быть достигнута в сочетании с низкими значениями SF и SHGC и низким отражением видимого света со стороны стекла с использованием толщин, рассмотренных в вышеуказанной таблице 1, и при таком строении покрытия 8 с фиг. 1, что: (i) нижний диэлектрический слой 2 значительно толще, чем средний диэлектрический слой 4, предпочтительно, по меньшей мере на 200 толще, более предпочтительно, по меньшей мере на 400 толще, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере на 500 толще; (ii) отражающие ИК-излучение слои 3 и 5 (например, включающие в себя или состоящие из NbZr, или его нитрида) имеют практически одинаковую толщину, что означает, что они имеют одинаковую толщину плюс/минус 15%, более предпочтительно плюс/минус 10%; и (iii) нижний диэлектрический слой 2 значительно толще, чем диэлектрический слой 6, предпочтительно, по меньшей мере на 200 толще, более предпочтительно, по меньшей мере на 400 толще, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере на 500 толще. Следует отметить, что желательная зеленая окраска (например, на отражение со стороны стекла, или снаружи), измеренная на одинарном стекле и/или в IG-стеклопакете, может быть охарактеризована: значениями а* на отражение снаружи/со стороны стекла от -4,0 до -16,0, более предпочтительно от -5,0 до -12,0, а наиболее предпочтительно от -6,0 до -10,5; необязательно, в сочетании со значениями b* на отражение снаружи/со стороны стекла от +7,0 до -15,0, более предпочтительно от +3,0 до -8,0, а наиболее предпочтительно от 0,0 до -5,0.

[0030] В некоторых примерных вариантах осуществления отражающие ИК-излучение слои 3 и 5 могут быть из тех же или практически тех же самых материалов, как указано выше (например, NbZr и/или его нитрида). В некоторых примерных вариантах осуществления слои 3 и/или 5 являются металлическими, или практически металлическими, и предусмотрены между слоями нитрида (например, слоями 2, 4, 6 на основе нитрида кремния), с тем чтобы уменьшить или предотвратить окисление отражающих ИК-излучение слоев во время возможной термообработки (например, термической закалки, гибки при нагреве и/или термоупрочнения), тем самым позволяя добиваться предсказуемой окраски после термообработки под разными углами обзора.

[0031] В некоторых примерных вариантах осуществления стабильность цвета при HT может привести к существенному совпадению между термообработанными и нетермообработанными вариантами покрытия или системы слоев. Другими словами, в одинарных и/или IG применениях, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, две стеклянные подложки, имеющие на себе одну и ту же систему покрытия (одна с HT после осаждения, а другая без HT), при рассмотрении невооруженным глазом выглядят практически одинаковыми.

[0032] До и/или после любой необязательной термообработки (HT), такой как термическая закалка, в некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения изделия с покрытием согласно варианту осуществления на фиг. 1 (или фиг. 1, 3), имеют цветовые/оптические характеристики, представленные в нижеприведенной таблице 2 (измеренные на одинарном стекле и/или в IG-стеклопакете). Следует отметить, что нижний индекс "G" обозначает на отражение со стороны стекла, индекс "Т" обозначает на пропускание, а нижний индекс "F" обозначает на отражение со стороны пленки. Как известно специалистам в данной области техники, сторона стекла (G) означает положение наблюдения со стороны стекла (в отличие от положения со стороны слоев/пленки) изделия с покрытием. Сторона пленки (F) означает положение наблюдения с той стороны изделия с покрытием, на которой нанесено покрытие. В нижеприведенной таблице 3 приведены некоторые характеристики изделий с покрытием в соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления настоящего изобретения после HT, такой как термическая закалка (измеренные на одинарном стекле в случае таблицы 3), для всех цветов. Характеристики, приведенные ниже в таблице 2, применимы к представленным здесь изделиям с покрытием с HT и без HT, за исключением того, что данные термостойкости в таблице 3 относятся к HT-ым изделиям с покрытием и демонстрируют стойкость при HT.

[0033] В отношении варианта осуществления по фиг. 2 могут быть использованы различные толщины сообразно одной или нескольким из обсуждавшихся здесь потребностей. В соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления настоящего изобретения примерные толщины (в ангстремах) и материалы для соответствующих слоев покрытия 8ʹ по варианту осуществления с фиг. 2 на стеклянной подложке 1 в некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения для достижения желаемой зеленой окраски на отражение со стороны стекла в сочетании с низким(и) значением(ями) SF и/или SHGC являются следующими (слои перечислены в порядке движения от стеклянной подложки 1):

Таблица 4 Толщины для зеленого цвета и низкой SF/SHGC по варианту с фиг. 2 Слой Примерный диапазон ( ) Предпочтительный ( ) Наилучший ( ) нитрид кремния (слой 2): 10-250 15-200 15-130 ИК-отражатель (напр., NbZr) (слой 3): 15-75 20-65 25-55 нитрид кремния (слой 4): 450-900 600-760 650-710 ИК-отражатель (напр., NbZr) (слой 5): 10-70 10-55 15-50 нитрид кремния (слой 6): 350-750 400-700 500-640 ИК-отражатель (напр., NbZr) (слой 15): 10-120 20-95 30-90 нитрид кремния (слой 16): 250-650 350-500 380-470 защитный слой (напр., ZrO2) (слой 7): 10-500 10-60 20-40

[0034] Представленная выше таблица 4 относится, например, к тем вариантам осуществления, где желательны в целом зеленая окраска на отражение со стороны стекла и низкое(ие) значение(я) SF и/или SHGC для варианта осуществления по фиг. 2 (или варианта осуществления по фиг. 2, использованного в IG-стеклопакете, как показано на фиг. 3). Было неожиданно обнаружено, что в варианте осуществления по фиг.2 желаемая зеленая окраска на отражение со стороны стекла может быть достигнута в сочетании с низкими значениями SF и SHGC и низким отражением видимого света со стороны стекла с использованием толщин, рассмотренных в вышеуказанной таблице 4, и при таком строении покрытия 8ʹ с фиг. 2, что удовлетворяется одно или несколько из следующих условий: (i) нижний диэлектрический слой 2 значительно тоньше, чем диэлектрический слой 4, предпочтительно, по меньшей мере на 200 тоньше, более предпочтительно, по меньшей мере на 400 тоньше, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере на 500 тоньше; (ii) отражающий ИК-излучение слой 15 толще, чем один или оба из отражающих ИК-излучение слоев 3 и 5, по меньшей мере на 10 ангстрем, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере на 20 ангстрем; и (iii) нижний диэлектрический слой 2 значительно тоньше, чем диэлектрический слой 6, предпочтительно по меньшей мере на 200 тоньше, более предпочтительно, по меньшей мере на 400 тоньше, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере на 450 тоньше.

[0035] В некоторых примерных вариантах осуществления отражающие ИК-излучение слои 3, 5 и 15 могут состоять из тех же или практически тех же самых материалов, как указано выше (например, NbZr и/или его нитрида). В некоторых примерных вариантах осуществления слои 3, 5 и/или 15 являются металлическими, или практически металлическими, и расположены между слоями нитрида (например, слоями 2, 4, 6, 16 на основе нитрида кремния), чтобы уменьшить или предотвратить окисление отражающих ИК-излучение слоев во время возможной термообработки (например, термической закалки, гибки при нагреве и/или термоупрочнения), тем самым позволяя добиться предсказуемой окраски после термообработки под разными углами обзора.

[0036] До и/или после любой необязательной термообработки (HT), такой как термическая закалка, в некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения изделия с покрытием согласно варианту осуществления на фиг. 2 (или фиг. 2, 3) имеют цветовые/оптические характеристики, представленные в нижеприведенной таблице 5 (измеренные на одинарном стекле и/или в IG-стеклопакете). В нижеприведенной таблице 6 приведены некоторые характеристики изделий с покрытием в соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления настоящего изобретения после HT, такой как термическая закалка (измеренные на одинарном стекле в случае таблицы 6), для всех цветов. Характеристики, приведенные ниже в таблице 5, применимы к представленным здесь изделиям с покрытием с HT и без HT согласно фиг. 2 (или фиг. 2-3) за исключением того, что данные термостойкости в таблице 6 относятся к HT-ым изделиям с покрытием и демонстрируют стойкость при HT.

[0037] Только в качестве примера ниже приведены Примеры 1-2, представляющие различные примерные варианты осуществления настоящего изобретения, а также Сравнительные примеры (СП) 1-3.

ПРИМЕРЫ

[0038] Пример 1 представлял собой пакет слоев на прозрачной стеклянной подложке, как показано на фиг. 1, а Пример 2 - пакет слоев на прозрачной стеклянной подложке, как показано на фиг. 2. Оба были измерены на одинарном стекле, подвергнуты термообработке и измерены повторно. Они также помещались в IG-стеклопакеты, как показано на фиг. 3. Слои нитрида кремния в каждом примере наносили распылением кремниевой мишени (легированной примерно 8% Al) в атмосфере, содержащей газообразные аргон и азот. Стеклянные подложки 1 и 30 были прозрачными (бесцветными) с толщиной 6 мм, а воздушный зазор 34 в IG-стеклопакете был 12 мм толщиной. Слои NbZr в каждом примере наносили распылением мишеней из приблизительно 90/10 Nb/Zr для магнетронного напыления в атмосфере, содержащей аргон и небольшое количество газообразного азота. Сравнительные примеры (СП) 1-3 представлены для целей сравнения. Толщины слоев даны в ангстремах ().

Таблица 7 Пакеты слоев в примерах Слой Пр. 1 Пр. 2 СП 1 СП 2 СП 3 нитрид кремния (слой 2): 1016 30 485 600 1310 NbZr (слой 3): 96 51 79 68 107 нитрид кремния (слой 4): 239 681 239 314 236 NbZr (слой 5): 95 45 101 136 н/д нитрид кремния (слой 6): 266 550 452 388 н/д NbZr (слой 15): н/д 79 н/д н/д н/д нитрид кремния (слой 16): н/д 412 н/д н/д н/д ZrO2 (слой 7): 30 30 40 40 40

[0039] Измеренные на одинарном стекле до закалки (HT) Примеры 1-2 в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения и Сравнительные примеры (СП) 1-3 имели следующие характеристики (отожженные и нетермообработанные, одинарные стекла) (Ill C, наблюдатель 2 градуса). Следует отметить, что "R_GY (под углом 45°)" указывает на коэффициент отражения видимого света со стороны стекла под углом сорок пять градусов от нормали.

[0040] Как видно из таблицы 8 выше, только Примеры 1-2, измеренные на одинарном стекле перед любой необязательной термической закалкой, имели сочетание (i) желательного зеленого видимого цвета на отражение со стороны стекла и (ii) приемлемых значений SF/SHGC. Выше можно видеть, что Сравнительные примеры 1-2 (СП 1-2) оказались нежелательными хотя бы потому, что они не смогли достичь зеленой окраски на отражение со стороны стекла. Единственным СП, который смог достичь зеленой окраски на отражение со стороны стекла, был СП 3, но у СП 3 проблема заключалась в том, что его SF и SHGC слишком высоки (неприемлемы). Также из таблицы 8 может быть видно, что значения SF и SHGC Примеров 1 -2 были улучшенными (более низкими) по сравнению с СП 1-3. Из таблицы 8 также можно видеть, что СП 1 и 2 имеют нежелательную окраску со стороны пленки, причем каждый имеет экстремальное значение цвета в районе 30; в противоположность этому, Примеры 1-2 не имеют значений цвета со стороны пленки в районе 30. Кроме того, можно видеть, что дополнительный отражающий ИК-излучение слой, предусмотренный в Примере 2 (по сравнению с Примером 1), улучшил/понизил коэффициент отражения со стороны стекла желательным образом. Таким образом, можно увидеть, что при наличии двух или более отражающих ИК-излучение слоев (например, состоящих из или включающих в себя NbZr и/или NbZrN_x) между соответствующими диэлектрическими слоями, вместе с определенными параметрами толщины, желаемая зеленая окраска на отражение со стороны стекла может быть достигнута наряду с низким(и) значением(ями) SF/SHGC. Необязательно эти желаемые признаки могут быть достигнуты в сочетании с приемлемой окраской на отражение со стороны пленки и коэффициентом отражения видимого света со стороны стекла не более 35% (более предпочтительно - не более 31%, еще более предпочтительно - не более 27%, а в некоторых случаях - не более 18%). Таким образом, такие покрытия обеспечивают улучшенные контроль цвета и/или диапазоны цвета, при желании, и низкие значения SF/SHGC, указывающие на возможность сохранять помещения прохладными в жаркой окружающей среде.

[0041] Измеренные на одинарных стеклах после закалки (HT) Примеры 1-2 в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения имели следующие характеристики (HT, одинарное стекло) (Ill. С, наблюдатель 2 градуса). В таблице 9 приведены данные для СП 1-3 перед HT, так как они существенно не изменились из-за HT.

[0042] Как видно из таблицы 9 выше, после термической закалки (HT) только Примеры 1-2 имели сочетание (i) желательного зеленого видимого цвета на отражение со стороны стекла и (ii) приемлемого(ых) значения(й) SF/SHGC. Выше можно видеть, что Сравнительные примеры 1-2 (СП 1-2) оказались нежелательными хотя бы потому, что они не смогли достичь зеленой окраски на отражение со стороны стекла. И единственным СП, который смог достичь зеленой окраски на отражение со стороны стекла, был СП 3, но у СП 3 проблема заключалась в том, что его значения SF и SHGC слишком высоки и неприемлемы. Как видно из таблицы 9, значения SF (а значит, и SHGC) Примеров 1-2 были неожиданно улучшенными (более низкими) по сравнению с этими значениями у СП 1-3.

[0043] Примеры 1-2, измеренные в IG-стеклопакете с двумя стеклянными подложками, как показано на фиг. 3 (с покрытием на поверхности два), перед закалкой, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения и Сравнительные примеры (СП) 1-3 имели следующие характеристики (отожженный и нетермообработанный IG-стеклопакет) (Ill. С, наблюдатель 2 градуса).

[0044] Как видно из таблицы 10 выше, только Примеры 1-2, измеренные на IG-стеклопакете, как показано на фиг. 3, перед любой необязательной термической закалкой имели сочетание (i) желательного зеленого видимого цвета на отражение со стороны стекла и (ii) приемлемого значения SF/SHGC. Выше можно видеть, что Сравнительные примеры 1-2 (СП 1-2) оказались нежелательны хотя бы потому, что они не смогли достичь зеленой окраски на отражение снаружи/со стороны стекла. И единственным СП, который смог достичь зеленой окраски на отражение снаружи/со стороны стекла, был СП 3, но у СП 3 проблема заключалась в том, что его значения SF и SHGC слишком высоки (неприемлемы). Как видно также из таблицы 10, значения SF (а значит, и SHGC) Примеров 1-2 были улучшенными (более низкими) по сравнению с этими значениями у СП 1-3.

[0045] Измеренные в IG-стеклопакете после закалки (HT) Примеры 1-2 в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения имели следующие характеристики (HT, IG-стеклопакет) (Ill. С, наблюдатель 2 градуса). В таблице 11 приведены данные IG-стеклопакетов для СП 1-3 перед HT, так как они существенно не изменились из-за HT.

[0046] Как опять же видно из таблицы 11 выше, после термической закалки (HT) в IG-стеклопакете только Примеры 1-2 имели сочетание (i) желательного зеленого видимого цвета на отражение снаружи/со стороны стекла и (ii) приемлемого значения SF/SHGC. Выше можно видеть, что Сравнительные примеры 1-2 (СП 1-2) оказались нежелательны хотя бы потому, что они не смогли достичь зеленой окраски на отражение снаружи/со стороны стекла. И единственным СП, который смог достичь зеленой окраски на отражение снаружи/со стороны стекла, был СП 3, но у СП 3 проблема заключалась в том, что его значения SF и SHGC были слишком высоки и неприемлемы. Как видно также из таблицы 11, значения SF (а значит, и SHGC) Примеров 1-2 были улучшенными (более низкими) по сравнению с этими значениями у СП 1-3.

[0047] Выше отмечено, что один, два или все из отражающих ИК-излучение слоев 3, 5, 15 могут состоять из или включать в себя NiCrMo и/или NiCrMoN_x в некоторых примерных вариантах осуществления настоящего изобретения. В таких вариантах осуществления один, два или все из отражающих ИК-излучение слоев 3, 5, 15 могут, например, состоять из или включать в себя C22, BC1, B3, или их оксид и/или их нитрид. В таблице 12 ниже приведен примерный состав сплава C22 на основе NiCrMo.

[0048] С учетом приведенного выше раскрытия специалисту в данной области техники станут очевидными многие другие признаки, модификации и усовершенствования. Поэтому такие другие признаки, модификации и усовершенствования считаются частью настоящего изобретения, объем которого должен определяться нижеследующей формулой изобретения.