BR102012008386A2 - REFLECTIVE STRUCTURE OF MULTIPLE LAYER INFRARED LIGHT - Google Patents
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Abstract
ESTRUTURA REFLETIVA DE LUZ DE INFRAVERMELHO DE CAMADA MÚLTIPLA. A invenção prova uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla. A estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla inclui um substrato transparente. Um filme de óxido dopado é disposto sobre o substrato transparente. Uma camada isolada de óxido é disposta sobre o filme de óxido dopado, desse modo permitindo que a luz incidente seja incidente a partir de uma superfície de topo do substrato transparente para a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla.REFLECTIVE STRUCTURE OF MULTIPLE LAYER INFRARED LIGHT. The invention provides a multi-layer reflective infrared light structure. The reflective multilayer infrared light structure includes a transparent substrate. A doped oxide film is arranged on the transparent substrate. An isolated oxide layer is arranged over the doped oxide film, thereby allowing incident light to be incident from a top surface of the transparent substrate to the multilayer infrared light reflective structure.
Description
I ESTRUTURA REFLETIVA DE LUZ DE INFRAVERMELHO DE CAMADAI REFLECTIVE STRUCTURE OF LAYER INFRARED LIGHT
MÚLTIPLAMULTIPLE
REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADOCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATION
Este pedido reivindica prioridade do Pedido de Patente de Taiwan N0 099138292, depositado em 8 de novembro de 2010, cuja totalidade é incorporada aqui como referência.This application claims priority of Taiwanese Patent Application No. 099138292, filed November 8, 2010, the entirety of which is incorporated herein by reference.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION
Campo da InvençãoField of the Invention
A presente invenção refere-se a uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla e, em particular, a uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla com custo baixo e alta reflexão.The present invention relates to a multilayer infrared light reflective structure and, in particular, a low cost, high reflection multilayer infrared light reflective structure.
Descrição da Técnica RelacionadaDescription of Related Art
Nos últimos anos, devido a preocupações com economiaIn recent years, due to economic concerns
de energia para edificações, o desenvolvimento de materiais de edificação os quais poupam energia aumentou. Foi reportado, para uma edificação, que aproximadamente de 30% a 40% de uso de condicionamento de ar podem ser reduzidos através de aparelhos de economia de energia em edificações. Atualmente, um vidro de baixa emissividade, o qual é um tipo de aparelho de economia de energia, é fabricado usando-se um equipamento de eletrodeposição com desintegração de catodo a vácuo e processos. 0 vidro de baixa emissividade é construído por um filme metálico e um filme de óxido transparente, em que um material principal do filme metálico compreende Ag, o qual reflete altamente a luz de infravermelho. Enquanto isso, o filme de óxido transparente compreende principalmente SnO2, o qual também reflete altamente a luz de infravermelho enquanto melhora a transmitância. Note que o vidro de baixa emissividade também pode combinar outros filmes de proteção ou filmes rasos com ele, para a obtenção de uma reflexão ainda mais alta. 0 vidro de baixa emissividade, contudo, é 5 dispendioso, porque, comumente, é requerido que mais de 10 filmes sejam fabricados, e o equipamento de eletrodeposição com desintegração de catodo a vácuo e os processos são dispendiosos. Também, a fabricação de vidro de baixa emissividade é complexa e difícil. Adicionalmente, um 10 método de galvanização é usado para a formação do filme metálico, o que resulta em alta contaminação. Assim sendo, o vidro de baixa emissividade não pode ser reciclado como o vidro claro padrão, desse modo tornando o vidro de baixa emissividade não amigável em termos ambientais.energy for buildings, the development of energy-saving building materials has increased. It has been reported for a building that approximately 30% to 40% of air conditioning use can be reduced by energy saving appliances in buildings. Today, low-emissivity glass, which is a type of energy-saving device, is manufactured using vacuum cathode disintegrating electrodeposition equipment and processes. Low-emissivity glass is constructed of a metal film and a transparent oxide film, wherein a major metal film material comprises Ag, which highly reflects infrared light. Meanwhile, the transparent oxide film mainly comprises SnO2, which also highly reflects infrared light while improving transmittance. Note that low emissivity glass can also combine other protective films or shallow films with it for even higher reflection. Low emissivity glass, however, is expensive because more than 10 films are commonly required to be made, and vacuum cathode disintegrating electrodeposition equipment and processes are expensive. Also, the manufacture of low emissivity glass is complex and difficult. Additionally, a galvanizing method is used for forming the metal film, which results in high contamination. Therefore, low emissivity glass cannot be recycled as standard clear glass, thus making low emissivity glass environmentally unfriendly.
Assim7 uma nova estrutura refletiva de luz deThus7 a new reflective light structure of
infravermelho de camada múltipla é desejada, para a resolução dos problemas mencionados anteriormente.Multi-layer infrared is desired for the resolution of the problems mentioned above.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO Uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla é provida. Uma modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla compreende um substrato transparente. Um filme de óxido dopado é disposto no substrato transparente. Uma camada isolada de óxido é disposta sobre o filme de óxido dopado, desse modo se permitindo que a luz seja incidente a partir de uma superfície de topo do substrato transparente para a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla.BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION A reflective multilayer infrared light structure is provided. An exemplary embodiment of a multilayer infrared light reflective structure comprises a transparent substrate. A doped oxide film is disposed on the transparent substrate. An isolated oxide layer is disposed on the doped oxide film, thereby allowing light to be incident from a top surface of the transparent substrate to the multilayer infrared light reflective structure.
Uma descrição detalhada é dada nas modalidades a seguir com referência aos desenhos associados. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSA detailed description is given in the following embodiments with reference to the associated drawings. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
A invenção pode ser mais plenamente entendida por uma leitura da descrição detalhada subsequente e dos exemplos com referências feitas aos desenhos associados, em que:The invention may be more fully understood by reading the following detailed description and examples with reference to the accompanying drawings, in which:
a figura 1 é uma vista esquemática de uma modalidadeFigure 1 is a schematic view of one embodiment.
de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla da invenção.Example of a multilayer reflective infrared light structure of the invention.
A figura 2 é uma vista esquemática de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla convencional.Figure 2 is a schematic view of a conventional multilayer reflective infrared light structure.
A figura 3 ilustra curvas de temperatura versus tempo de uma modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla da invenção e da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla convencional.Figure 3 illustrates temperature versus time curves of an exemplary embodiment of a multilayer infrared light reflective structure of the invention and the conventional multilayer infrared light reflective structure.
A figura 4 ilustra uma relação entre o comprimento de onda e a transmitância de uma modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla da invenção.Figure 4 illustrates a relationship between wavelength and transmittance of an exemplary embodiment of a multilayer infrared reflective light structure of the invention.
A figura 5 ilustra uma relação entre o comprimento deFigure 5 illustrates a relationship between the length of
onda e a reflexão de uma modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla da invenção.wave and reflection of an exemplary embodiment of a multilayer reflective infrared light structure of the invention.
A figura 6 é uma vista esquemática de uma outra modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla da invenção.Figure 6 is a schematic view of another exemplary embodiment of a multilayer reflective infrared light structure of the invention.
A figura 7 é um resultado de simulação que mostra uma relação entre o comprimento de onda e a transmitância de uma outra modalidade de exemplo de um filme de refletor de Bragg distribuído de óxido (DBR) de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla da invenção.Figure 7 is a simulation result showing a relationship between wavelength and transmittance of another exemplary embodiment of a distributed oxide Bragg reflector (DBR) film of a multilayer reflective infrared light reflective structure. of the invention.
A figura 8 ilustra uma relação entre o comprimento de onda e a transmitância de uma outra modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla da invenção.Figure 8 illustrates a relationship between wavelength and transmittance of another exemplary embodiment of a multilayer infrared reflective light structure of the invention.
A figura 9 ilustra uma relação entre o comprimento de onda e a reflexão de uma outra modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla da invenção.Figure 9 illustrates a relationship between wavelength and reflection of another exemplary embodiment of a multilayer infrared light reflective structure of the invention.
A figura 10 é uma vista esquemática de um refletor deFigure 10 is a schematic view of a reflector of
Bragg distribuído (DBR).Distributed Bragg (DBR).
As figuras Ila e Ilb são resultados de medição do índice refletivo (n) e do coeficiente de extinção (k) de um filme de SiO2 de uma modalidade de exemplo de um filme de refletor de Bragg distribuído (DBR).Figures Ila and Ilb are results of measuring the reflective index (n) and extinction coefficient (k) of a SiO2 film of an exemplary mode of a distributed Bragg reflector film (DBR).
As figuras He e Ild são resultados de medição do índice refletivo (n) e do coeficiente de extinção (k) de um filme de TiO2 de uma modalidade de exemplo de um filme de refletor de Bragg distribuído (DBR).Figures He and Ild are results of measuring the reflective index (n) and extinction coefficient (k) of a TiO2 film of an exemplary mode of a distributed Bragg reflector film (DBR).
As figuras 12a e 12d são resultados de simulaçãoFigures 12a and 12d are simulation results.
mostrando uma relação entre o comprimento de onda e a reflexão de uma modalidade de exemplo de um filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) da invenção com várias espessuras, em que o filme de DBR tem três presentemente de filmes de óxido.showing a relationship between wavelength and reflection of an exemplary embodiment of a distributed thickness Bragg reflector (DBR) film of the invention, wherein the DBR film currently has three oxide films.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A descrição a seguir é de um modo para a realização da invenção. Esta descrição é feita para fins de ilustração dos princípios gerais da invenção e não deve ser tomada em um sentido limitante. 0 escopo da invenção é mais bem determinado por uma referência às reivindicações em apenso. Sempre que possível, os mesmos números de referência são usados nos desenhos e nas descrições para referência âs mesmas partes ou a partes iguais.The following description is of a mode for carrying out the invention. This description is for the purpose of illustration of the general principles of the invention and should not be taken in a limiting sense. The scope of the invention is best determined by a reference to the appended claims. Wherever possible, the same reference numerals are used in the drawings and descriptions for reference to the same or like parts.
A presente invenção será descrita com respeito aThe present invention will be described with respect to
modalidades em particular e com referência a certos desenhos, mas a invenção não está limitada a isso, e é apenas limitada pelas reivindicações. Os desenhos descritos são apenas esquemáticos e não são limitantes. Nos desenhos, 10 o tamanho de alguns dos elementos pode estar exagerado e não desenhado em escala para fins ilustrativos. As dimensões e as dimensões relativas não correspondem às dimensões reais para a prática da invenção.particular embodiments and with reference to certain drawings, but the invention is not limited thereto, and is limited only by the claims. The drawings described are only schematic and not limiting. In the drawings, the size of some of the elements may be exaggerated and not drawn to scale for illustrative purposes. The dimensions and relative dimensions do not correspond to the actual dimensions for practicing the invention.
Uma modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla é provida. A estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla usa um filme de óxido dopado pesadamente como um material de edificação de vidro de economia de energia tendo boa transmitância para uma luz visível (isto é, uma luz com comprimentos de onda entre 700 nm e 2500 nm) e uma boa reflexão para luz de infravermelho próximo. A estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla pode permitir que uma luz incidente seja incidente a partir de uma superfície de topo de um substrato transparente para o filme de óxido dopado pesadamente na estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla. Uma eficiência de reflexão alta pode ser obtida devido à alta concentração de dopante do filme de óxido dopado pesadamente na estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla. Uma eficiência de reflexão alta pode ser obtida devido à alta concentração de dopante do filme de óxido dopado pesadamente.An exemplary embodiment of a multilayer reflective infrared light structure is provided. The multi-layer infrared light reflective structure uses a heavily doped oxide film as an energy-saving glass building material having good transmittance to visible light (i.e. a light with wavelengths between 700 nm and 2500 nm) and good reflection for near infrared light. The multilayer infrared light reflective structure may allow incident light to be incident from a top surface of a transparent substrate for the heavily doped oxide film into the multilayer infrared light reflective structure. High reflection efficiency can be achieved due to the high dopant concentration of the heavily doped oxide film in the multilayer infrared light reflective structure. High reflection efficiency can be obtained due to the high dopant concentration of the heavily doped oxide film.
A figura 1 é uma vista esquemática de uma modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a da invenção. A estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a pode compreender um substrato transparente 200. Um filme de óxido dopado 202 é disposto sobre o substrato transparente 200. Uma camada isolada de óxido 212 é disposta sobre o filme de óxido dopado 202, desse modo permitindo que a luz incidente 216 seja incidente a partir de uma superfície de topo do substrato transparente 200 para a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla. Em uma modalidade, o substrato transparente 200 pode compreender um substrato de vidro, um substrato de filme de polímero ou um substrato híbrido orgânico - inorgânico.Figure 1 is a schematic view of an exemplary embodiment of a multilayer infrared reflective light structure 500a of the invention. The multilayer infrared light reflective structure 500a may comprise a transparent substrate 200. A doped oxide film 202 is disposed on the transparent substrate 200. An isolated oxide layer 212 is disposed on the doped oxide film 202, thereby allowing incident light 216 to be incident from a top surface of transparent substrate 200 to the multilayer infrared light reflective structure. In one embodiment, the transparent substrate 200 may comprise a glass substrate, a polymer film substrate or an organic - inorganic hybrid substrate.
Em uma modalidade, o filme de óxido dopado 202 pode ser depositado sobre o substrato transparente 200 por um método de aspersão de produto químico ou de quimiossíntese atmosférica. Em uma modalidade, quando o filme de óxido dopado 202 é formado pelo método de aspersão de produto químico, um gás misturado, por exemplo, de um gás veículo compreendendo ar, oxigênio, nitrogênio e um gás reativo compreendendo Sn(OH)4, NH4F, LiF ou Li(OH), pode produzir gotículas de aspersão com um diâmetro entre em torno de 5 μπι e 80 μπι sobre o substrato transparente aquecido 200 pelo uso de um atomizador com uma frequência de ressonância entre em torno de 1,5 KHz e 2,6 MHz ou um bocal de aspersão com precisão com um diâmetro de em torno de 10 nm sob uma temperatura entre em torno de 360 0C e 460 0C, para a formação do filme de óxido dopado 202. Em uma modalidade, o filme de óxido dopado 202 pode compreender um filme de oxido de estanho dopado (SnO2) , por exemplo, um filme de 5 óxido de estanho codopado com lítio e flúor (Li-FiSnO2)7 um filme de óxido de zinco dopado com alumínio (Al:ZnO2), um filme de óxido de índio dopado com estanho (Sn:In2O3) ou um filme de óxido de zinco dopado com gálio (Ga:ZnO2) . Em uma modalidade, o filme de óxido dopado 202 é um filme de Li- 10 F:SnO2, uma concentração de dopante de lítio (Li) no filme de Li-F:SnO2 (Li) está entre em torno de 0,3% em átomo e 4,2% em átomo, e a uma concentração de dopante de flúor (F) no filme de Li-F = SnO2 está entre em torno de 0,1% em átomo e 2,5% em átomo. 0 filme de óxido dopado 202 é usado como 15 um primeiro filme refletivo de luz de infravermelho 202, em que o filme de óxido dopado 202 refletindo luz com comprimentos de onda entre em torno de 1500 nm e 2500 nm pode ter uma espessura a qual é menor do que em torno de 2 μιη.In one embodiment, the doped oxide film 202 may be deposited on the transparent substrate 200 by a chemical spray or atmospheric chemosynthesis method. In one embodiment, when the doped oxide film 202 is formed by the chemical spray method, a mixed gas, for example, of a carrier gas comprising air, oxygen, nitrogen and a reactive gas comprising Sn (OH) 4, NH4F , LiF or Li (OH), can produce spray droplets with a diameter between about 5 μπι and 80 μπι on the heated transparent substrate 200 by the use of an atomizer with a resonant frequency between about 1.5 KHz and 2.6 MHz or a precision spray nozzle with a diameter of about 10 nm under a temperature between about 360 ° C and 460 ° C for the formation of the doped oxide film 202. In one embodiment, the doped oxide 202 may comprise a doped tin oxide (SnO2) film, for example a lithium fluorine-encoded tin oxide film (Li-FiSnO2) 7 an aluminum doped zinc oxide film (Al: ZnO2 ), a dopa indium oxide film with tin (Sn: In2O3) or a gallium doped zinc oxide film (Ga: ZnO2). In one embodiment, doped oxide film 202 is a Li-10 F: SnO2 film, a concentration of lithium doping (Li) in the Li-F: SnO2 (Li) film is between about 0.3%. atoms and 4.2% atoms, and at a fluorine dopant (F) concentration in the Li-F = SnO2 film is between about 0.1% atoms and 2.5% atoms. Doped oxide film 202 is used as a first infrared light reflective film 202, wherein the doped oxide film 202 reflecting light with wavelengths between about 1500 nm and 2500 nm can have a thickness which is smaller than around 2 μιη.
Em uma modalidade, a camada isolada de óxido 212 podeIn one embodiment, the isolated oxide layer 212 may be
compreender um óxido de tungstênio (W03_x) com uma espessura entre em torno de 100 nm e 5000 nm, ou, preferencialmente, entre em torno de 2000 nm e 3000 nm. A camada isolada de óxido 212 pode ser usada para refletir 25 luz de comprimentos de onda de uma região de comprimento de onda de luz de infravermelho (por exemplo, a camada de w03-x reflete luz de comprimentos de onda entre em torno de 800 nm e 1450 nm) , a qual não pode ser refletida pelo filme de óxido dopado 202, de modo que uma reflexão de luz 30 de infravermelho seja melhorada para a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a.comprise a tungsten oxide (W03_x) with a thickness between about 100 nm and 5000 nm, or preferably between about 2000 nm and 3000 nm. The isolated oxide layer 212 can be used to reflect 25 wavelength light from an infrared light wavelength region (for example, the w03-x layer reflects light of wavelengths between about 800 nm and 1450 nm), which cannot be reflected by the doped oxide film 202, so that an infrared light reflection 30 is enhanced for the multilayer infrared light reflective structure 500a.
A figura 2 é uma vista esquemática de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla convencional 300 que serve como uma modalidade comparativa.Figure 2 is a schematic view of a conventional multilayer infrared light reflective structure 300 serving as a comparative embodiment.
5 A estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla convencional 300 compreende um filme de óxido dopado 102 e uma camada isolada de óxido 112 seqüencialmente dispostos sobre um substrato transparente 100. Uma diferença entre a estrutura refletiva de luz de 10 infravermelho de camada múltipla convencional 3 00 e uma modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a é que uma luz incidente 116 é incidente a partir de uma superfície de topo da camada isolada de óxido 112 na estrutura refletiva 15 de luz de infravermelho de camada múltipla convencional 300.The conventional multi-layer infrared light reflective structure 300 comprises a doped oxide film 102 and an isolated oxide layer 112 sequentially disposed on a transparent substrate 100. A difference between the conventional multi-layer 10 infrared light reflective structure 300 and an exemplary embodiment of a multilayer infrared light reflective structure 500a is that an incident light 116 is incident from a top surface of the isolated oxide layer 112 on the reflective layer 15 infrared light structure conventional multiple 300.
A figura 3 ilustra curvas de temperatura versus tempo do filme de óxido dopado (filme refletivo de luz de infravermelho) 202 da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a e do filme de óxido dopado (filme refletivo de luz de infravermelho) 102 da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla convencional 300. Na figura 3, a curva 30 ilustra temperatura versus tempo do filme de óxido dopado (filme refletivo de luz de infravermelho) 102 da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla convencional 300, e a curva 32 ilustra temperatura versus tempo do filme de óxido dopado (filme refletivo de luz de infravermelho) 202 da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a. Conforme mostrado na figura 3, quando a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a e a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla convencional 3 00 são iluminadas por luz, a temperatura do filme de óxido dopado (filme refletivo de luz de infravermelho) 202 da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a é mais baixa do que aquela do filme de óxido dopado (filme refletivo de luz de infravermelho) 102 da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla convencional 300. Uma diferença de temperatura entre o filme de óxido dopado (filme refletivo de luz de infravermelho) 202 da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a e o filme de óxido dopado (filme refletivo de luz de infravermelho) 102 da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla convencional 3 00 pode ser de em torno de 5 0C; especialmente após ser iluminado por um período de tempo (após em torno de 15 minutos). Assim, a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a mostra excelente reflexão de calor.Figure 3 illustrates temperature versus time curves of doped oxide film (infrared light reflective film) 202 of multi-layer infrared light reflective structure 500a and doped oxide film (infrared light reflective film) 102 of FIG. conventional multi-layer infrared light reflective structure 300. In Figure 3, curve 30 illustrates the temperature versus time of doped oxide film (infrared light reflective film) 102 of conventional multi-layer infrared light reflective structure 300, and curve 32 illustrates temperature versus time of doped oxide film (infrared light reflective film) 202 of the multilayer infrared light reflective structure 500a. As shown in Figure 3, when the multi-layer infrared light reflective structure 500a and the conventional multi-layer infrared light reflective structure 300 are illuminated by light, the temperature of the doped oxide film infrared) 202 of the multi-layer infrared light reflective structure 500a is lower than that of doped oxide film (infrared light reflective film) 102 of the conventional multi-layer infrared light reflective structure 300. A difference of temperature between the doped oxide film (infrared light reflective film) 202 of the multilayer infrared light reflective structure 500a and the doped oxide film (infrared light reflective film) 102 of the infrared light reflective structure of conventional multiple layer 300 may be around 50 ° C; especially after being illuminated for a period of time (after around 15 minutes). Thus, the reflective multilayer infrared light structure 500a shows excellent heat reflection.
A figura 4 ilustra uma relação entre o comprimento de onda e a transmitância (%) de uma modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a da invenção. A figura 5 ilustra uma relação 25 ente o comprimento de onda e a reflexão (%) de uma modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a da invenção. Nesta modalidade, o filme de óxido dopado 2 02 da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a é 3 0 um filme de óxido de estanho codopado com lítio e flúor (Li-F:Sn02) com uma espessura de em torno de 300 nm, e a camada isolada de óxido 212 é uma camada de óxido de tungstênio (W03_x) com uma espessura de em torno de 3000 nm. Nesta modalidade, o número total de filmes da estrutura 5 refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a é dois. Conforme mostrado nas figuras 4 e 5, é observado que a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a permitiu que uma luz incidente 216 fosse incidente a partir de uma superfície de topo do substrato 10 transparente 200 para o filme de óxido dopado 202 e a camada isolada de óxido 212 em seqüência, de modo que a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a pudesse ter um efeito refletivo de em torno de 80% para luz com comprimentos de onda maiores do que em 15 torno de 800 nm. Adicionalmente, o filme de óxido dopado 202 formado de um filme de óxido de estanho codopado com lítio e flúor (Li-F:SnC>2) pode refletir a luz de infravermelho de comprimentos de onda entre em torno de 1500 nm e 10 pm. Ainda, a substrato transparente 200 20 formada por uma camada de óxido de tungstênio (W03_x) pode refletir luz de infravermelho de comprimentos de onda entre em torno de 800 nm e 1450 nm. Portanto, a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a pode efetivamente refletir a luz de infravermelho. Também, 25 conforme mostrado na figura 4, é observado que a transmitância de uma modalidade de exemplo da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a para luz visível (comprimento de onda entre em torno de 400 nm e 700 nm) é maior do que em torno de 60%.Figure 4 illustrates a relationship between wavelength and transmittance (%) of an exemplary embodiment of a multilayer infrared light reflective structure 500a of the invention. Figure 5 illustrates a wavelength and reflection ratio (%) of an exemplary embodiment of a multilayer infrared light reflective structure 500a of the invention. In this embodiment, the doped oxide film 220 of the multilayer infrared light reflective structure 500a is 30 a lithium fluorine-coded tin oxide film (Li-F: Sn02) with a thickness of about 300 µm. nm, and the isolated oxide layer 212 is a tungsten oxide (W03_x) layer with a thickness of about 3000 nm. In this embodiment, the total number of films of the multilayer infrared light reflective structure 500a is two. As shown in Figures 4 and 5, it is observed that the multilayer infrared light reflective structure 500a allowed an incident light 216 to be incident from a top surface of transparent substrate 10 to doped oxide film 202 and the isolated oxide layer 212 in sequence, so that the multilayer infrared light reflective structure 500a could have a reflective effect of about 80% for light with wavelengths greater than at about 800 nm. In addition, doped oxide film 202 formed of a lithium fluorine coded tin oxide film (Li-F: SnC> 2) may reflect infrared light of wavelengths between about 1500 nm and 10 pm. Furthermore, the transparent substrate 200 20 formed by a tungsten oxide (W03_x) layer may reflect infrared light of wavelengths between about 800 nm and 1450 nm. Therefore, the 500a multilayer infrared light reflective structure can effectively reflect infrared light. Also, as shown in Figure 4, it is observed that the transmittance of an exemplary embodiment of the 500a multilayer infrared light reflective structure to visible light (wavelength between about 400 nm and 700 nm) is greater than that around 60%.
Em resumo, uma modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a tem transmitância para luz visível (comprimento de onda entre em torno de 400 nm e 700 nm) de mais de em torno de 60%, e reflete a maior parte da luz de infravermelho 5 próximo. Adicionalmente, uma modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a mostra excelente reflexão de calor. Em particular, quando a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a é iluminada após em 10 torno de 20 min, uma temperatura da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a é mais baixa do que aquela da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla convencional 300 em pelo menos em torno de 5 °C.In summary, an exemplary embodiment of a 500a multilayer infrared light reflective structure has visible light transmittance (wavelength between about 400 nm and 700 nm) of more than about 60%, and reflects the most near infrared light 5. Additionally, an exemplary embodiment of a multilayer infrared light reflective structure 500a shows excellent heat reflection. In particular, when the multi-layer infrared light reflective structure 500a is illuminated after about 10 minutes, a temperature of the multi-layer infrared light reflective structure 500a is lower than that of the multi-layer infrared light reflective structure. conventional multi-layer infrared 300 at at least about 5 ° C.
Uma outra modalidade de exemplo de uma estruturaAnother example embodiment of a structure
refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla também é provida, a qual utiliza um filme de óxido dopado pesadamente, por exemplo, um filme de (Li-F:Sn02, também referido como Li-FTO), como uma primeira camada de reflexão de luz de infravermelho. Uma alta eficiência de reflexão pode ser obtida, devido a uma alta concentração de dopante do filme de óxido dopado pesadamente. Ainda, um filme de laminação de S1O2/TÍO2 é depositado sobre o filme de óxido dopado pesadamente. O filme de laminação refletivo de SÍO2/TÍO2 utiliza um princípio de refletor de Bragg distribuído (DBR) para a obtenção de uma alta reflexão para luz com uma região específica de comprimento de onda, de modo que o filme de laminação refletivo de SÍO2/TÍO2 possa alargar o limite de comprimento de onda de reflexão do 3 0 filme de óxido dopado pesadamente para luz de infravermelho. Uma outra modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla pode combinar características dos dois materiais (o filme de óxido dopado pesadamente e o filme de laminação 5 refletivo de SÍO2/T1O2), para a formação de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla de alta eficiência, e a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla pode melhorar a utilidade de materiais de edificação de vidro para economia de 10 energia.Multi-layer infrared light reflective film is also provided, which uses a heavily doped oxide film, for example, a (Li-F: Sn02, also referred to as Li-FTO) film, as a first reflection layer of infrared light. High reflection efficiency can be obtained due to a high dopant concentration of the heavily doped oxide film. In addition, a S1O2 / TiO2 lamination film is deposited on the heavily doped oxide film. The SiO2 / TiO2 reflective lamination film utilizes a distributed Bragg reflector principle (DBR) to achieve high light reflection with a specific wavelength region, so that the SiO2 / TiO2 reflective lamination film can extend the reflection wavelength limit of 30 heavily doped oxide film for infrared light. Another exemplary embodiment of a multilayer infrared light reflective structure can combine features of the two materials (the heavily doped oxide film and the SiO2 / T1O2 reflective lamination film), to form a reflective structure of High efficiency multi-layer infrared light, and the reflective structure of multi-layer infrared light can enhance the utility of energy-saving glass building materials.
A figura 6 é uma vista esquemática de uma outra modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b da invenção. Conforme mostrado na figura 6, a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b pode compreender um substrato transparente 200. Um filme de óxido dopado 202 é disposto sobre o substrato transparente 200. Uma camada isolada de óxido 212 é disposta sobre o filme de óxido dopado 202. Um filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210 é disposto sobre a camada isolada de óxido 212, desse modo permitindo que a luz incidente 216 seja incidente a partir de uma superfície de topo do substrato transparente 200 na estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b. Em uma modalidade, o substrato transparente 200 pode compreender um substrato de vidro, um substrato de filme de polímero, ou um substrato híbrido orgânico - inorgânico. Em uma modalidade, o filme de óxido dopado 202 pode ser depositado sobre o substrato transparente 200 por um método de aspersão de produto químico ou de quimiossíntese atmosférica. Em uma modalidade, quando o filme de óxido dopado 202 é formado pelo método de aspersão de produto químico, um atomizador com uma frequência de ressonância entre em torno de 1,5 KHz e 2,6 MHz ou um bocal de aspersão com precisão com um 5 diâmetro de em torno de 10 nm pode produzir gotícuias de um gás misturado, por exemplo, de um gás veículo compreendendo ar, oxigênio, nitrogênio e um gás reativo compreendendo Sn(OH)4, NH4F, LiF ou Li(OH), pode produzir gotículas de aspersão com um diâmetro entre em torno de 5 μτη e 80 pm 10 sobre o substrato transparente aquecido 200 pelo uso sob uma temperatura entre em torno de 360 0C e 460 °C, para a formação do filme de óxido dopado 202. Em uma modalidade, o filme de óxido dopado 202 pode compreender um filme de oxido de estanho dopado (SnO2) , por exemplo, um filme de 15 óxido de estanho codopado com lítio e flúor (Li-FcSnO2) , um filme de óxido de zinco dopado com alumínio (AlrZnO2), um filme de óxido de índio dopado com estanho (SniIn2O3) ou um filme de óxido de zinco dopado com gálio (GarZnO2) . Em uma modalidade, o filme de óxido dopado 202 é um filme de Li- 20 FrSnO2, uma concentração de dopante de lítio (Li) no filme de Li-FrSnO2 (Li) está entre em torno de 0,3% em átomo e 4,2% em átomo, e a uma concentração de dopante de flúor (F) no filme de Li-FrSnO2 está entre em torno de 0,1% em átomo e 2,5% em átomo. 0 filme de óxido dopado 202 é usado como 25 um primeiro filme refletivo de luz de infravermelho 202, em que o filme de óxido dopado 202 refletindo luz com comprimentos de onda entre em torno de 1500 nm e 2500 nm pode ter uma espessura a qual é menor do que em torno de 2 pm.Figure 6 is a schematic view of another exemplary embodiment of a multilayer infrared reflective light structure 500b of the invention. As shown in Figure 6, the multilayer infrared light reflective structure 500b may comprise a transparent substrate 200. A doped oxide film 202 is disposed on the transparent substrate 200. An isolated oxide layer 212 is disposed on the transparent film. doped oxide 202. A distributed oxide Bragg reflector (DBR) film 210 is disposed over the isolated oxide layer 212, thereby allowing incident light 216 to be incident from a top surface of the transparent substrate 200 in the structure. 500b multilayer infrared light reflective. In one embodiment, the transparent substrate 200 may comprise a glass substrate, a polymer film substrate, or an organic-inorganic hybrid substrate. In one embodiment, the doped oxide film 202 may be deposited on the transparent substrate 200 by a chemical spray or atmospheric chemosynthesis method. In one embodiment, when doped oxide film 202 is formed by the chemical spray method, an atomizer with a resonant frequency between about 1.5 KHz and 2.6 MHz or a precision spray nozzle having a A diameter of about 10 nm can produce droplets of a mixed gas, for example, of a carrier gas comprising air, oxygen, nitrogen and a reactive gas comprising Sn (OH) 4, NH4F, LiF or Li (OH), produce spray droplets with a diameter between about 5 μτη and 80 pm 10 on the heated transparent substrate 200 by use at a temperature between about 360 ° C and 460 ° C for the formation of doped oxide film 202. In one embodiment, the doped oxide film 202 may comprise a doped tin oxide (SnO2) film, for example, a lithium fluorine-encoded tin oxide film (Li-FcSnO2), a doped oxide film. aluminum-doped zinc (AlrZnO2), a tin-doped indium oxide film (SniIn2O3) or a gallium-doped zinc oxide film (GarZnO2). In one embodiment, doped oxide film 202 is a Li-20 FrSnO2 film, a concentration of lithium (Li) dopant in Li-FrSnO2 (Li) film is between about 0.3% atoms and 4%. 2% atoms, and a fluorine dopant (F) concentration in the Li-FrSnO2 film is between about 0.1% atoms and 2.5% atoms. Doped oxide film 202 is used as a first infrared light reflective film 202, wherein the doped oxide film 202 reflecting light with wavelengths between about 1500 nm and 2500 nm may have a thickness which is less than around 2 pm.
3 0 Em uma modalidade, o filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210 pode ser formado por um método de quimiossíntese de sol-gel de produto químico e um método de deposição de página da web a úmido, por exemplo, um método de aspersão de produto químico, de modo que o filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210 sirva como um segundo filme refletivo de luz de infravermelho, em que uma temperatura de trabalho do método de aspersão de produto químico pode estar entre em torno de 100 0C e 350 0C. Alternativamente, o filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210 pode ser formado por um método de deposição de produto químico a úmido, tal como um revestimento com giro ou um método de revestimento com mergulho. O método de deposição de produto químico a úmido usado para a formação do filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210 pode efetivamente controlar as espessuras de respectivos filmes no filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210, de modo que os respectivos filmes possam ter uma distribuição uniforme. Conforme mostrado na figura 6, o filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210 pode compreender uma pluralidade de pares de filmes de óxido laminados de forma vertical e contínua. Por exemplo, o filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210 pode compreender pelo menos dois pares de filmes de óxido ou, preferencialmente, de dois a dez pares de filmes de óxido. Cada um dos pares 208 de filmes de óxido compreende um filme de TiO2 inferior 204 e um filme de SiO2 superior 206. Para cada um dos pares 208 de filmes de óxido, o índice refrativo (n) do filme de TiO2 inferior 204 está entre em torno de 1,9 e 2,7, e uma espessura do filme de TiO2 inferior 204 está entre em torno de 50 nm e 250 nm. Adicionalmente, o índice de refração (n) do filme de SiO2 superior 206 está entre em torno de 1,4 e 1,5, e uma espessura do filme de SiO2 superior 206 está entre em torno de 50 nm e 250 nm.In one embodiment, the Oxide Distributed Bragg Reflector (DBR) Film 210 may be formed by a chemical sol-gel chemosynthesis method and a wet web page deposition method, for example, a chemical spray method, so that the 210 oxide distributed Bragg reflector (DBR) film serves as a second infrared light reflective film, where a working temperature of the chemical spray method may be between around 100 0C and 350 0C. Alternatively, oxide distributed Bragg reflector (DBR) film 210 may be formed by a wet chemical deposition method, such as a spin coating or a dip coating method. The wet chemical deposition method used for the formation of 210 oxide distributed Bragg reflector (DBR) film can effectively control the thickness of respective films in the 210 oxide distributed Bragg reflector (DBR) film, so that their films can have a uniform distribution. As shown in Figure 6, the distributed Bragg oxide reflector (DBR) film 210 may comprise a plurality of pairs of vertically and continuously laminated oxide films. For example, the oxide distributed Bragg reflector (DBR) film 210 may comprise at least two oxide film pairs or preferably two to ten oxide film pairs. Each of the oxide film pairs 208 comprises a lower TiO2 film 204 and an upper SiO2 film 206. For each of the oxide film pairs 208, the refractive index (n) of the lower TiO2 film 204 is between around 1.9 and 2.7, and a lower TiO2 film thickness 204 is between about 50 nm and 250 nm. Additionally, the refractive index (n) of the upper SiO2 film 206 is between about 1.4 and 1.5, and a higher SiO2 film thickness 206 is between about 50 nm and 250 nm.
A estrutura e as características de um refletor deThe structure and characteristics of a reflector
Bragg distribuído (DBR) são especificamente descritas a seguir. A figura 10 é uma vista esquemática de um refletor de Bragg distribuído (DBR) 810. Falando geralmente, o DBR é fabricado pela laminação alternada de um material de índice refletivo alto 806 e um material de índice refletivo baixo 804 em pares 808, em que o material de índice refletivo alto 806 e o material de índice refletivo baixo 804 têm ambos uma espessura de um quarto de um comprimento de onda específico λ. Conforme mostrado na figura 10, cada par 808 serve como um período do DBR 810. Portanto, uma refletividade total do DBR 810 é definida de acordo com o número de pares 808, uma diferença entre o material de índice refletivo alto 806 e o material de índice refletivo baixo 804 e condições de fronteira. Consequentemente, uma interferência construtiva para uma luz incidente refletida a partir do DBR 810 ocorre pelo ajuste das diferenças das espessuras e dos índices de reflexão entre o material de índice refletivo alto 806 e o material de índice refletivo baixo 804. Cada um dos pares 208 de filmes de óxido no filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210, conforme mostrado na figura 6, escolhe o filme de TiO2 204 como um material de índice refletivo baixo inferior e o filme de SiO2 206 como um material de índice refletivo alto superior, em que o índice de refração (n) do filme de SiO2 superior 206 está entre em torno de 1,4 e 1,5 e o índice de refração (n) do filme de TiO2 inferior 204 está entre em torno de 1,9 e 2,7. As figuras Ila e Ilb são resultados de medição de um índice de reflexão (n) e de um coeficiente de extinção (k) de um filme de SiO2 206 de uma modalidade de 5 exemplo de um filme de refletor de Bragg distribuído de óxido 210. As figuras He e Ild são resultados de medição do índice de reflexão (n) e do coeficiente de extinção (k) de um filme de TiO2 204 de uma modalidade de exemplo de um filme de refletor de Bragg distribuído de óxido 210. A 10 partir dos resultados de medição das figuras 11 a lld, o filme de SiO2 206 do filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210 tem um índice de reflexão (n) de em torno de 1,46, e o filme de TiO2 204 tem um índice de reflexão (n) de em torno de 2,11. Portanto, o índice de 15 reflexão (n) do filme de TiO2 204 afeta significativamente o resultado de reflexão do filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210.Distributed Bragg (DBR) are specifically described below. Figure 10 is a schematic view of a distributed Bragg reflector (DBR) 810. Generally speaking, the DBR is manufactured by alternating lamination of a high reflective index material 806 and a low reflective index material 804 in pairs 808, wherein high reflective index material 806 and low reflective index material 804 both have a quarter thickness of a specific wavelength λ. As shown in Figure 10, each pair 808 serves as a period of the DBR 810. Therefore, a total reflectivity of the DBR 810 is defined according to the number of pairs 808, a difference between the high reflective index material 806 and the high reflectivity material. low reflective index 804 and boundary conditions. Consequently, a constructive interference to an incident light reflected from the DBR 810 occurs by adjusting the differences in thickness and reflection index between the high reflective index material 806 and the low reflective index material 804. Each of the pairs 208 of oxide films in the 210 oxide distributed Bragg reflector (DBR) reflector film, as shown in Figure 6, choose TiO2 204 film as a lower low reflective index material and SiO2 206 film as a high reflective index material where the refractive index (n) of the upper SiO2 film 206 is between about 1.4 and 1.5 and the refractive index (n) of the lower TiO2 film 204 is between about 1, 9 and 2.7. Figures 11a and 11b are results of measuring a reflection index (n) and an extinction coefficient (k) of a SiO2 206 film of an example embodiment of a distributed oxide Bragg reflector film 210. Figures He and Ild are results of measuring the reflection index (n) and extinction coefficient (k) of a TiO2 204 film of an exemplary embodiment of a 210 oxide distributed Bragg reflector film. From the measurement results of Figures 11 to 11, the SiO2 206 film of the 210 Bragg distributed reflector oxide (DBR) film has a reflection index (n) of about 1.46, and the TiO2 film 204 has a reflection index (n) of around 2.11. Therefore, the reflection index (n) of the TiO2 204 film significantly affects the reflection result of the 210 oxide distributed Bragg reflector (DBR) film.
As figuras 12a a 12d são resultados de simulação que mostram uma relação entre o comprimento de onda e a reflexão de uma modalidade de exemplo de um filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210 da invenção com várias espessuras, em que o filme de DBR 210 tem três pares de filmes de óxido. As espessuras do filme de TiO2 204 e do filme de SiO2 206 dos pares de filmes de óxido mostrados nas figuras 12a e 12d são de 125 nm, 130 nm, 150 nm e 170 nm, respectivamente. A partir dos resultados de simulação mostrados nas figuras 12a e 12d, o filme de DBR 210 com os filmes de óxido de 125 nm pode efetivamente refletir luz de comprimentos de onda entre em torno de 750 nm e 1000 nm, o filme de DBR 210 com os filmes de óxido de 13 0 nm pode efetivamente refletir luz de comprimentos de onda entre em torno de 800 nm e 1100 nm, o filme de DBR 210 com os filmes de óxido de 150 nm pode efetivamente refletir luz de comprimentos de onda entre em 5 torno de 950 nm e 1200 nm, e o filme de DBR 210 com os filmes de óxido de 170 nm pode efetivamente refletir luz de comprimentos de onda entre em torno de 1050 nm e 14 00 nm.Figures 12a to 12d are simulation results showing a wavelength and reflection relationship of an exemplary embodiment of a multi-thickness distributed oxide Bragg reflector (DBR) film 210 of the invention, wherein the film DBR 210 has three pairs of oxide films. The thicknesses of the TiO2 204 film and SiO2 206 film of the oxide film pairs shown in Figures 12a and 12d are 125 nm, 130 nm, 150 nm and 170 nm, respectively. From the simulation results shown in Figures 12a and 12d, the DBR 210 film with 125 nm oxide films can effectively reflect light of wavelengths between about 750 nm and 1000 nm, the DBR 210 film with 130 nm oxide films can effectively reflect light of wavelengths between around 800 nm and 1100 nm, DBR 210 film with 150 nm oxide films can effectively reflect light of wavelengths between 5 and 1100 nm. around 950 nm and 1200 nm, and DBR 210 film with 170 nm oxide films can effectively reflect light of wavelengths between about 1050 nm and 1400 nm.
Em uma modalidade, a estrutura ref letiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b ainda pode 10 compreender uma camada isolada de óxido 212 disposta sobre o filme de DBR 210, conforme mostrado na figura 6, em que a camada isolada de óxido 212 pode compreender uma camada de óxido de tungstênio (WC>3_X) , e a camada isolada de óxido 212 pode ter uma espessura entre em torno de 2000 nm e 3000 15 nm. A camada isolada de óxido 212 pode ser usada para refletir luz da região de comprimento de onda de luz de infravermelho (por exemplo, a camada de W03_x pode refletir luz de comprimentos de onda entre em torno de 800 nm e 1450 nm) , o que não pode ser refletido pelo filme de 20 óxido dopado 202 e pelo filme de DBR 210, de modo que uma reflexão de luz de infravermelho é melhorada para a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b.In one embodiment, the multilayer infrared light reflective structure 500b may further comprise an isolated oxide layer 212 disposed on the DBR film 210, as shown in Figure 6, wherein the isolated oxide layer 212 may comprise a tungsten oxide layer (WC> 3_X), and the isolated oxide layer 212 may have a thickness between about 2000 nm and 3000 15 nm. The isolated oxide layer 212 can be used to reflect light from the infrared light wavelength region (for example, the W03_x layer can reflect light of wavelengths between about 800 nm and 1450 nm). cannot be reflected by doped 20 oxide film 202 and DBR film 210, so an infrared light reflection is enhanced for the 500b multi-layer infrared light reflective structure.
A figura 7 é um resultado de simulação que mostra uma 25 relação entre o comprimento de onda e a transmitância de uma outra modalidade de exemplo de um filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210 de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b da invenção. Devido ao fato de DBR ser um tipo de cristal 30 fotônico unidimensional, o DBR é uma estrutura composta pela laminação de pelo menos um par de materiais dielétricos, os quais têm índices de reflexão diferentes e espessuras de um quarto de um comprimento de onda específico. Também, um projeto estrutural do DBR resulta na 5 prevenção de a luz de uma região de comprimento de onda específico ser transmitida ali, em que o comprimento de onda específico pode ser referido como um espaço de banda fotônica. Assim, pelo controle dos índices de reflexão e da espessura dos filmes no filme de DBR, a região de 10 comprimento de onda de reflexão e a eficiência são bem controladas. Conforme mostrado na figura 7, quando o filme de DBR 210 é construído pelos três pares 208 dos filmes de óxido laminados de forma vertical e contínua, e as espessuras do filme de TiO2 204 (n = 2,5) e do filme de 15 SiO2 206 (n = 1,5) são ambas de em torno de 150 nm, o filme de DBR 210 pode efetivamente refletir luz de comprimentos de onda entre em torno de 800 nm e 1100 nm, em que a transmitância da luz de comprimentos de onda entre em torno de 800 nm e 1100 nm é mais baixa do que 0,3, de modo que o 20 filme de DBR 210 pode refletir até em torno de 70% de luz de infravermelho.Figure 7 is a simulation result showing a relationship between wavelength and transmittance of another exemplary embodiment of an oxide distributed Bragg reflector (DBR) film 210 of a reflective infrared light structure of FIG. multilayer 500b of the invention. Because DBR is a one-dimensional photonic crystal type, DBR is a structure composed of the lamination of at least one pair of dielectric materials, which have different reflection indices and thicknesses of a quarter of a specific wavelength. Also, a structural design of the DBR results in preventing light from a specific wavelength region from being transmitted there, where the specific wavelength can be referred to as a photonic band space. Thus, by controlling the reflection rates and film thicknesses in the DBR film, the reflection wavelength region and efficiency are well controlled. As shown in Figure 7, when the DBR 210 film is constructed by the three pairs 208 of the vertically and continuously rolled oxide films, and the thicknesses of the TiO2 204 film (n = 2.5) and the 15 SiO2 film 206 (n = 1.5) are both around 150 nm, the DBR 210 film can effectively reflect light of wavelengths between around 800 nm and 1100 nm, where light transmittance of wavelengths between 800 nm and 1100 nm is lower than 0.3, so that the DBR 210 film can reflect up to 70% of infrared light.
A figura 8 ilustra uma relação entre o comprimento de onda e a transmitância (%) de uma outra modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho 25 de camada múltipla 500b da invenção, conforme mostrado na figura 6. A figura 9 ilustra uma relação entre o comprimento de onda e a reflexão (%) de uma outra modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b da invenção, conforme 30 mostrado na figura 6. Uma outra modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b usada nas figuras 8 e 9 é fabricada pelos processos a seguir. Em uma modalidade de exemplo, o filme de óxido dopado 202 pode ser depositado sobre o substrato transparente 200 por um método de aspersão de produto químico ou de quimiossíntese atmosférica. Em uma modalidade, quando o filme de óxido dopado 202 é formado pelo método de aspersão de produto químico, um atomizador com uma frequência de ressonância entre em torno de 1,5 KHz e 2,6 MHz ou um bocal de aspersão com precisão com um diâmetro de em torno de 10 nm pode produzir gotículas de um gás misturado, por exemplo, de um gás veículo compreendendo ar, oxigênio, nitrogênio e um gás reativo compreendendo Sn(OH)4, NH4F, LiF ou Li(OH), pode produzir gotículas de aspersão com um diâmetro entre em torno de 5 μπι e 80 pm sobre o substrato transparente aquecido 200 pelo uso sob uma temperatura entre em torno de 360 0C e 460 °C, para a formação do filme de óxido dopado 202. Em uma modalidade, o filme de óxido dopado 202 pode compreender um filme de oxido de estanho dopado (SnO2) , por exemplo, um filme de óxido de estanho codopado com lítio e flúor (Li-FsSnO2) , um filme de óxido de zinco dopado com alumínio (AlrZnO2), um filme de óxido de índio dopado com estanho (SnrIn2O3) ou um filme de óxido de zinco dopado com gálio (GarZnO2). Em uma modalidade, o filme de óxido dopado 202 é um filme de Li- FrSnO2, uma concentração de dopante de lítio (Li) no filme de Li-FrSnO2 (Li) está entre em torno de 0,3% em átomo e 4,2% em átomo, e a uma concentração de dopante de flúor (F) no filme de Li-FrSnO2 está entre em torno de 0,1% em átomo e 2,5% em átomo. 0 filme de óxido dopado 202 é usado como um primeiro filme refletivo de luz de infravermelho 202, em que o filme de óxido dopado 202 refletindo luz com comprimentos de onda entre em torno de 1500 nm e 2500 nm pode ter uma espessura a qual é menor do que em torno de 2 pm. Em seguida, o filme de refletor de Bragg distribuído (DBR) de óxido 210 é laminado sobre o filme de óxido dopado 202, onde o filme de DBR 210 pode ser formado usando-se um método de quimiossíntese de sol-gel de produto químico para a preparação de uma solução aquosa de SiO2 e uma solução aquosa de TiO2. Quando da execução do método de quimiossíntese de sol-gel de produto químico, HCl é usado para controle do valor de pH da solução aquosa de SiO2, desse modo se afetando uma taxa de hidrólise da solução aquosa de SiO2. Também, um tensoativo apropriado pode ser adicionado para extensão do tempo de gel, para se evitar a aglomeração de SiO2. Mais ainda, uma temperatura de reação de TiO2 e uma quantidade de água adicional são controladas para se controlar a taxa de hidrólise da solução aquosa de TiO2, de modo que uma taxa de dissolução e a quantidade de núcleos separados da solução também sejam controladas. Assim, o diâmetro de núcleos é controlado de forma acurada. Finalmente, um equipamento de revestimento com giro usado para a fabricação da estrutura de filme de DBR compreende as etapas a seguir. (1) Revestimento de um filme de SiO2 sobre um substrato de vidro claro, em que uma espessura do filme de SiO2 é controlada para estar entre em torno de 100 nm e 170 nm, e um solvente desnecessário da solução aquosa de SiO2 é removido a uma temperatura de em torno de 300 0C processador a formação de um filme denso de SiO2. (2) Em seguida, um filme de TiO2 é revestido sobre o filme denso de SiO2, e uma espessura do filme de TiO2 é controlada para estar entre em torno de 100 nm e 170 nm, e um solvente desnecessário da solução aquosa de TiO2 é removido a uma temperatura de em torno de 3 00 0C para a formação de um filme denso de TiO2. (3) Em seguida, as etapas (1) e (2) são repetidas para a formação do filme de DBR. Finalmente, o filme de DBR é cozido por 5 horas a uma temperatura de em torno de 500 0C por um processo de cozimento, de modo que o TiO2 amorfo possa se transformar em um TiO2 cristalino. O processo de cozimento melhora a reflexão do filme de DBR. Note que da descrição de uma outra modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b da invenção está completada. Nesta modalidade, o filme de óxido dopado 202 da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b é um filme de Li-F:Sn02 com uma espessura de em torno de 2300 nm. Também, o filme de DBR 210 da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b é construído por três pares 208 dos filmes de óxido (seis camadas no total) laminados de forma vertical e contínua, e as espessuras do filme de TiO2 204 (n =2,5) e do filme de SiO2 206 (n = 1,5) estão ambas entre em torno de 100 nm e 170 nm. Ainda, a camada isolada de óxido 212 da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b é uma camada de óxido de tungstênio (W03_x) com uma espessura de em torno de 3000 nm. 0 número total de filmes da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b é oito. Conforme mostrado nas figuras 8 e 9, o efeito de reflexão de luz de infravermelho da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b tem contribuição de dois tipos de filmes, os quais são o filme de óxido dopado 202 e o filme de DBR 210, sem uma interferência de cada outro. Também, o efeito de reflexão de luz de infravermelho dos três pares 208 do filme de DBR 5 210 para luz com comprimentos de onda entre em torno de 800 nm e 1000 nm pode ser de até 70%. Ainda, o filme de óxido dopado 202 pode refletir luz de infravermelho de comprimentos de onda entre em torno de 1500 nm e 10 pm. Mais ainda, a camada isolada de óxido de WC>3_X 212 pode 10 refletir a luz de comprimentos de onda entre em torno de 800 nm e 1450 nm. Portanto, a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b pode efetivamente refletir a luz de infravermelho. Conforme mostrado na figura 8, uma transmitância para luz visível de uma outra 15 modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b é maior do que 60%.Figure 8 illustrates a relationship between wavelength and transmittance (%) of another exemplary embodiment of a multilayer infrared light reflective structure 500b of the invention as shown in Figure 6. Figure 9 illustrates a wavelength to reflection ratio (%) of another exemplary embodiment of a multilayer infrared light reflective structure 500b of the invention as shown in Figure 6. Another exemplary embodiment of a multi-layer infrared reflective structure Multi-layer infrared light 500b used in Figures 8 and 9 is manufactured by the following processes. In an exemplary embodiment, the doped oxide film 202 may be deposited on the transparent substrate 200 by a chemical spray or atmospheric chemosynthesis method. In one embodiment, when doped oxide film 202 is formed by the chemical spray method, an atomizer with a resonant frequency between about 1.5 KHz and 2.6 MHz or a precision spray nozzle having a around 10 nm in diameter may produce droplets of a mixed gas, for example of a carrier gas comprising air, oxygen, nitrogen and a reactive gas comprising Sn (OH) 4, NH4F, LiF or Li (OH), may produce spray droplets with a diameter between about 5 μπι and 80 pm on the heated transparent substrate 200 by use at a temperature between about 360 ° C and 460 ° C for the formation of doped oxide film 202. In one embodiment doped oxide film 202 may comprise a doped tin oxide (SnO2) film, for example a lithium fluorine-coded tin oxide film (Li-FsSnO2), an aluminum doped zinc oxide film ( AlrZnO2), a doped indium oxide film with om tin (SnrIn2O3) or a gallium doped zinc oxide film (GarZnO2). In one embodiment, doped oxide film 202 is a Li-FrSnO2 film, a lithium (Li) doping concentration in the Li-FrSnO2 (Li) film is between about 0.3% atoms and 4, 2% atoms, and a fluorine dopant (F) concentration in the Li-FrSnO2 film is between about 0.1% atoms and 2.5% atoms. Doped oxide film 202 is used as a first infrared light reflective film 202, wherein doped oxide film 202 reflecting light at wavelengths between about 1500 nm and 2500 nm may have a thickness which is smaller. than around 2 pm. Then, the distributed oxide 210 Bragg reflector (DBR) film is laminated onto the doped oxide film 202, where the DBR 210 film can be formed using a chemical sol-gel chemosynthesis method to the preparation of an aqueous SiO2 solution and an aqueous TiO2 solution. When performing the chemical sol-gel chemosynthesis method, HCl is used to control the pH value of the aqueous SiO2 solution, thereby affecting a hydrolysis rate of the aqueous SiO2 solution. Also, an appropriate surfactant may be added for gel time extension to prevent agglomeration of SiO 2. Further, a TiO2 reaction temperature and an additional amount of water are controlled to control the hydrolysis rate of the aqueous TiO2 solution, so that a dissolution rate and the amount of separate nuclei of the solution are also controlled. Thus, the core diameter is accurately controlled. Finally, a spin coating equipment used for the fabrication of the DBR film structure comprises the following steps. (1) Coating a SiO2 film on a clear glass substrate, wherein a SiO2 film thickness is controlled to be between about 100 nm and 170 nm, and an unnecessary solvent of the aqueous SiO2 solution is removed at a temperature of about 300 ° C processor forms a dense SiO2 film. (2) Next, a TiO2 film is coated over the dense SiO2 film, and a TiO2 film thickness is controlled to be between about 100 nm and 170 nm, and an unnecessary solvent of the aqueous TiO2 solution is removed at a temperature of about 300 ° C to form a dense TiO2 film. (3) Next, steps (1) and (2) are repeated for forming the DBR film. Finally, the DBR film is baked for 5 hours at a temperature of around 500 ° C by a baking process so that amorphous TiO2 can turn into a crystalline TiO2. The cooking process improves the reflection of DBR film. Note that from the description of another exemplary embodiment of a multilayer infrared light reflective structure 500b of the invention is completed. In this embodiment, the doped oxide film 202 of the multilayer infrared light reflective structure 500b is a Li-F: Sn02 film having a thickness of about 2300 nm. Also, the DBR 210 film of the 500b multi-layer infrared light reflective structure is constructed by three pairs 208 of the vertically and continuously laminated oxide films (six layers in total), and the thicknesses of the TiO2 film 204 ( n = 2.5) and SiO2 206 film (n = 1.5) are both between about 100 nm and 170 nm. Further, the isolated oxide layer 212 of the multilayer infrared light reflective structure 500b is a tungsten oxide (W03_x) layer with a thickness of about 3000 nm. The total number of films of the 500b multilayer infrared light reflective structure is eight. As shown in Figures 8 and 9, the infrared light reflecting effect of the 500b multilayer infrared light reflective structure has contributions from two types of films, which are doped oxide film 202 and DBR film 210. without interference from each other. Also, the infrared light reflection effect of the three pairs 208 of the DBR 5 210 film for light with wavelengths between about 800 nm and 1000 nm can be up to 70%. In addition, doped oxide film 202 may reflect infrared light of wavelengths between about 1500 nm and 10 pm. Further, the isolated WC oxide layer> 3_X 212 may reflect light of wavelengths between about 800 nm and 1450 nm. Therefore, the 500b multilayer infrared light reflective structure can effectively reflect infrared light. As shown in Figure 8, a visible light transmittance of another exemplary embodiment of a multilayer infrared reflective light structure 500b is greater than 60%.
Em resumo, a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b tem uma transmitância para luz visível (comprimento de onda entre em torno de 4 00 nm e 700 nm) maior do que em torno de 60%, e reflete a maior parte da luz de infravermelho próximo. A estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b utiliza um conceito de uma estrutura combinada pelo uso de um filme de óxido dopado pesadamente com alta eficiência de reflexão de luz de infravermelho como uma primeira camada de reflexão de luz de infravermelho. Também, um filme de DBR de óxido disposto sobre o filme de óxido dopado pesadamente pode servir como uma segunda camada de reflexão de luz de infravermelho, desse modo se permitindo que a luz incidente seja incidente a partir de uma superfície de topo do filme de DBR de óxido para a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla. 0 filme de DBR de óxido pode ser usado para melhoria da reflexão de luz de infravermelho. Portanto, a eficiência de reflexão de luz de 5 infravermelho da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla pode ser melhorada significativamente. 0 número total de filmes da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b pode ser controlado para ser menor do que seis, devido à 10 estrutura combinada, o a espessura total da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b pode ser reduzida para menos do que aquela da estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla convencional. Adicionalmente, a estrutura refletiva de luz 15 de infravermelho de camada múltipla 500b fabricada por um método de deposição de produto químico a úmido simplifica os processos de fabricação e poupa custos de fabricação. Portanto, a estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b pode ser aplicada a materiais de 20 edificação de vidro para economia de energia, servindo como uma estrutura de material de economia de energia para os produtos de próxima geração.In summary, the 500b multi-layer infrared light reflective structure has a visible light transmittance (wavelength between about 400 nm and 700 nm) greater than about 60%, and reflects most of the near infrared light. The 500b multilayer infrared light reflective structure utilizes a concept of a structure combined by using a heavily doped oxide film with high infrared light reflection efficiency as a first infrared light reflection layer. Also, an oxide DBR film disposed over the heavily doped oxide film can serve as a second infrared light reflection layer, thereby allowing incident light to be incident from a top surface of the DBR film. oxide for the reflective multilayer infrared light structure. Oxide DBR film can be used to improve infrared light reflection. Therefore, the infrared light reflection efficiency of the multilayer infrared light reflective structure can be significantly improved. The total number of films of 500b multilayer infrared light reflective structure can be controlled to be less than six, because of the combined structure, the total thickness of 500b multilayer infrared light reflective structure can be reduced to less than that of the conventional multilayer infrared light reflective structure. In addition, the 500b multi-layer infrared light reflective structure 15 manufactured by a wet chemical deposition method simplifies manufacturing processes and saves manufacturing costs. Therefore, the 500b multi-layer infrared light reflective structure can be applied to energy-saving glass building materials, serving as an energy-saving material structure for next-generation products.
As modalidades de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla são providas. 25 Uma modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500a permite que uma luz incidente seja incidente a partir de uma superfície de topo de um substrato transparente para o filme de óxido dopado pesadamente na estrutura refletiva de luz de 30 infravermelho de camada múltipla. Uma alta eficiência de reflexão pode ser obtida devido à alta concentração de dopante do filme de óxido dopado pesadamente. Adicionalmente, uma outra modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada 5 múltipla 500b utiliza um filme de óxido dopado pesadamente como uma primeira camada de reflexão de luz de infravermelho. Ainda, uma outra modalidade de exemplo de uma estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b utiliza um filme de refletor de Bragg 10 distribuído (DBR) de óxido formado por um filme de laminação refletivo de SiO2 / TiO2 como uma segunda camada de reflexão de luz de infravermelho. A estrutura refletiva de luz de infravermelho de camada múltipla 500b combina as características das primeira e segunda camadas de reflexão 15 de luz de infravermelho, desse modo efetivamente refletindo a luz de infravermelho de comprimentos de onda entre em torno de 800 nm e 10 μιη. Também, a transmitância para luz visível (comprimento de onda entre em torno de 400 nm e 700 nm) das estruturas refletivas de luz de infravermelho de 20 camada múltipla 500a e 500b podem melhorar substancialmente a utilização de materiais de edificação de vidro para economia de energia.Example embodiments of a multilayer reflective infrared light structure are provided. An exemplary embodiment of a multilayer infrared light reflective structure 500a allows incident light to be incident from a top surface of a transparent substrate for the heavily doped oxide film in the infrared light reflective structure. multilayer High reflection efficiency can be obtained due to the high dopant concentration of the heavily doped oxide film. Additionally, another exemplary embodiment of a multi-layer 5-reflective infrared light structure 500b utilizes a heavily doped oxide film as a first infrared light reflection layer. Still another exemplary embodiment of a 500b multilayer infrared light reflective structure utilizes an oxide reflective Bragg 10 (DBR) reflector film formed by a SiO2 / TiO2 reflective lamination film as a second reflection layer of infrared light. The multilayer infrared light reflective structure 500b combines the characteristics of the first and second infrared light reflection layers 15, thereby effectively reflecting infrared light of wavelengths between about 800 nm and 10 μιη. Also, the visible light transmittance (wavelength between about 400 nm and 700 nm) of the multi-layer 20a infrared light reflective structures 500a and 500b can substantially improve the use of energy saving glass building materials .
Embora a invenção tenha sido descrita a título de exemplo e em termos das modalidades preferidas, é para ser 25 entendido que a invenção não está limitada às modalidades mostradas. Ao contrário, pretende-se cobrir várias modificações e arranjos similares (conforme seria evidente para aqueles versados na técnica). Portanto, o escopo das reivindicações em apenso deve estar de acordo com a 30 interpretação mais ampla, de modo a englobar todas essas modificações e esses arranjos similares.Although the invention has been described by way of example and in terms of preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the embodiments shown. Rather, it is intended to cover various similar modifications and arrangements (as would be apparent to those skilled in the art). Therefore, the scope of the appended claims must be in accordance with the broader interpretation to encompass all such modifications and similar arrangements.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BR102012008386A BR102012008386A2 (en) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | REFLECTIVE STRUCTURE OF MULTIPLE LAYER INFRARED LIGHT |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BR102012008386A BR102012008386A2 (en) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | REFLECTIVE STRUCTURE OF MULTIPLE LAYER INFRARED LIGHT |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR102012008386A2 true BR102012008386A2 (en) | 2014-04-29 |
Family
ID=50516327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BR102012008386A BR102012008386A2 (en) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | REFLECTIVE STRUCTURE OF MULTIPLE LAYER INFRARED LIGHT |
Country Status (1)
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|---|---|
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-
2012
- 2012-03-16 BR BR102012008386A patent/BR102012008386A2/en not_active Application Discontinuation
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