CN106232352B - Shgc/u值增加的双银涂层绝缘玻璃窗单元及用于绝缘玻璃窗单元或其他窗的对应涂层制品 - Google Patents

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Abstract

一种绝缘玻璃(IG)窗单元，包括第一和第二基板，和由所述基板中的一个支撑的低辐射(low‑E)涂层。低辐射涂层具有两个银基红外(IR)反射层，使绝缘玻璃窗单元的太阳得热系数SHGC与U值的比值被增加，以及涂层的上部银基层与涂层的底部银基层的厚度比值被增加。低辐射涂层被设计为具有较低的薄膜侧反射率，从而，例如低辐射涂层被用在绝缘玻璃窗单元的第三面时，从安装或将要安装绝缘玻璃窗单元的建筑外侧观察时，绝缘玻璃窗单元可实现较低的可见光反射率。

Description

SHGC/U值增加的双银涂层绝缘玻璃窗单元及用于绝缘玻璃窗 单元或其他窗的对应涂层制品
本发明涉及一种绝缘玻璃(IG)窗单元，含有低辐射(low-E)涂层，由基板支撑，类似玻璃基板，和/或涉及一种相应的含有低辐射涂层的涂层制品，由玻璃基板支撑，被用于绝缘玻璃窗或其他窗单元中。在本发明的一些实施例中，低辐射涂层被设计为，使绝缘玻璃窗单元的SHGC与U值的比值被增加，以及以及涂层的上部银基层与涂层的底部银基层的厚度比例被增加。在一些实施例中，低辐射涂层被设计为，具有较低的薄膜侧反射率，从而当低辐射涂层被应用在绝缘玻璃窗单元的第三面时，从安装或将要安装绝缘玻璃窗单元的建筑外部观察时，绝缘玻璃窗单元可实现较低的可见光反射率。在一些示例性实施例中，涂层制品可以或也可以不被热处理(例如，热回火、热弯曲和/或热强化)。
发明背景
涂层制品在本领域中为已知技术，被用在如汽车挡风玻璃、绝缘玻璃 (IG)窗单元、单片车辆窗，和/或类似等窗的应用中。
U值(有时称为热导率)用于测量建筑构件的热损耗，如墙、地板、窗或屋顶。其也可以被称为整体传热系数，以及测量建筑的部分传热如何。其表示U值越高，建筑围护的热性能越差。较低的U值通常表示绝缘水平较高。也就是说，U值用于测量产品防止热量从房屋或建筑散发的水平。U值越低，产品则更好地将热保持在建筑内部。在此所述的U值单位为BTU/hr- ft2-°F，并根据玻璃中心(COG)的NFRC2010(包括NFRC100-2010冬天) 被计算。在此所使用的U值涉及冬季/夜间U值。
太阳得热系数(SHGC)测量多少来自太阳的热量被阻挡。SHGC被表示为0至1之间的数。SHGC越低，产品越能阻挡太阳能热增益。在炎热的气候条件下，阻挡太阳能热增益尤为重要。然而，寒冷的气候中，人们可能希望在寒冷的冬季获得太阳能，以减少家庭取暖的费用。在此所述的SHGC 根据NFRC2010被计算。除非另有说明，在此所述的SHGC在绝缘玻璃窗单元的外部→内部环境中被测量。
涂层制品可以或也不可热处理。该涂层制品的热处理(HT)通常需要使用至少580摄氏度的温度，更优选至少约600摄氏度，通常为至少620摄氏度，约5-10分钟或以上，来用于热回火等。在此所使用的“热处理”和“加热”的术语表示加热至足够的温度，以实现含有涂层制品的玻璃的热回火，热弯曲，和/或热强化。该定义包括，例如，在至少580摄氏度的烤炉或熔炉中加热涂层制品，更优选是至少约600摄氏度，以足够的时间，允许回火，弯曲，和/或热强化。在一些情况下，所述加热可能至少约4或5分钟以上。
发明的示例性实施例概述
在寒冷的气候区(例如，加拿大、斯堪的纳维亚、美国北部等)，优选是具低辐射涂层的窗，其可实现以下特征中的一个或多个，且优选是所有特征相结合：(i)具有较高可见光透射率的绝缘玻璃窗单元，例如至少70％， (ii)具有较高SHGC值的绝缘玻璃窗单元，例如至少0.50，更优选是至少 0.52，甚至更优选是至少0.54或0.56，当低辐射涂层位于绝缘玻璃窗单元的第三面时，在绝缘玻璃窗单元外部→内部的环境中，示例性范围约为0.50-0.60，(iii)绝缘玻璃窗单元具有15％以下的较低外部/外侧反射率，例如，当低辐射涂层被用于绝缘玻璃窗单元的第三面时实现较低的薄膜侧反射率，由此从建筑物的外部观察到的反射率较小，(iv)低辐射和/或低表面电阻，例如4％以下的法向发射率，且更优选是3％以下，(v)具有可接受的U值的绝缘玻璃窗单元，例如，双层玻璃的绝缘玻璃窗单元，具有一个低辐射涂层，U值0.253BTU/hr-ft2-°F以下，更优选是0.251BTU/hr-ft2-°F以下，甚至更优选是0.249BTU/hr-ft2-°F以下，甚至更优选是0.248BTU/hr-ft2-°F以下，且示例性范围为0.244-0.253，更优选是0.244-0.251BTU/hr-ft2-°F，且(vi) 至少2.0的较高的SHGC与U值的比值，经SHGC/U值被计算出，更优选是至少2.10，甚至更优选是至少2.15，甚至更优选是至少2.20，且最优选是至少2.21，且最优选是至少2.24。
常规的双银低辐射涂层(即，除了类似介质层的其他层以外，具有两个银基红外反射层的低辐射涂层)被研究来增加光与太阳能吸收比率(LSG) 系数，表示透射光与太阳能透射的比被最大化。通常双银低辐射涂层的LSG 比值范围从1.6-1.8，且热绝缘系数(U值)为0.244-0.252。大多数双银涂层中，银层的厚度几乎相似，上银层与下银层的比例为0.8至1.2。然而，现有的双银低辐射涂层具有较低的SHGC值和通常较高的薄膜侧反射率，从而在寒冷气候不太理想。例如，美国专利No.8,142,622指出较低的SHGC值是可取的并由双银低辐射涂层被实现，因此与本发明相背离。
相反，现有的单银涂层(即，除了类似介质层的其他层以外，仅具有一个银基红外反射层的低辐射涂层)能够实现最大的太阳能透射，且维持 0.260-0.280BTU/hr-ft2-°F的合适U值。虽然增加银层厚度可以提高U值，但其可能会不理想地减少太阳得热系数(SHGC)以及增加可见光反射率(例如，薄膜侧反射率)，上述两者都是不可取的。该涂层针对寒冷的气候条件提出了当前优选的解决方案和执行最佳魁北克的标准和要求，虽然U值大于双银涂层。然而，在寒冷的气候中，往往需要较高的SHGC，且通常涂层还需要具有相对较低的薄膜侧反射率，从而涂层可用在绝缘玻璃窗单元的第三面，所以，来自太阳的非能动热量可以进入建筑来帮助加热建筑。因此，现有的单银低辐射涂层不能在实现较低的U值和较低的薄膜侧反射率的同时，来实现较高的SHGC与U值的比值。美国专利No.8,409,717公开了一种单银低辐射涂层，具有不理想的较高U值。特别是，美国专利No.8,409,717的图 3中示出，具有该单银涂层的绝缘玻璃窗单元的U值较高，为0.271-0.280。
因此，十分明显，在本领域中需要一种可实现以下特征中的一个或多个的具低辐射涂层的窗，更优选是至少四个或五个，最优选为六个：(i)具有较高可见光透射率的绝缘玻璃窗单元，例如至少约70％(ii)具有较高 SHGC值的绝缘玻璃窗单元，例如至少0.50，更优选是至少0.52，甚至更优选是至少0.54，甚至更优选是至少0.56，如图2中所示的，当低辐射涂层位于绝缘玻璃窗单元的第三面时，在绝缘玻璃窗单元的外部→内部环境中，示例性范围约为0.50-0.60，(iii)具有较低的外部/外侧可见光反射率，例如 15％以下，由此，当用于绝缘玻璃窗单元的第三面时，低辐射涂层可实现较低的薄膜侧反射率，因此从建筑物外部观察到的反射率较小，(iv)较低的辐射和/或较低的表面电阻，例如法向发射率为4％以下，且更优选是3％以下，(v)具有可接受的U值的绝缘玻璃窗单元，例如双层绝缘玻璃窗单元，具有一个低辐射涂层，U值约为0.253BTU/小时FT2-°F以下，更优选是约 0.251BTU/hr-ft2-°F以下，更优选是约为0.249以下，示例性范围为0.244- 0.253，更优选是约0.244-0.251BTU/hr-ft2-°F，和(vi)较高的SHGC与U值的比值，经SHGC/U值被计算出，至少为2.0，更优选是至少为2.10，甚至更优选是至少为2.15，甚至更优选是至少为2.20，更优选是至少为2.21，且最优选是至少为2.24。此外，在此所述的U值根据玻璃中心(COG)的 NFRC 2010被计算。且在此所述的SHGC根据和NFRC 2010被计算，且除非另有明确规定，否则该段中在绝缘玻璃窗单元外部→内部的环境中被测量。本发明的示例性实施例满足上述需求的一个或多个，更优选是至少四个或五个，且最优选是所有上述需求的六个。为了提供较高可见光透射率和较高 SHGC相结合的优点，在本发明的一些实施例中，底部银基红外反射层的厚度与上部银基红外反射层的厚度的比值为0.30-0.50，更优选是0.38-0.47。
在本发明的一些实施例中，提供一种绝缘玻璃IG窗单元，包括：第一和第二玻璃基板，彼此被隔开，其之间具有间隙，且基本上相互平行，其中所述第一玻璃基板被用来配置在建筑外部，且所述第二玻璃基板比所述第一玻璃基板更靠近建筑内部；低辐射涂层，位于面对所述间隙的所述第二玻璃基板的主表面上，其中所述低辐射涂层，自所述第二玻璃基板逐渐包含：(a) 含有氮化硅的介质层；(b)含有钛氧化物的介质层；(c)含有氧化锌的第一下部接触层；(d)含有银的第一红外反射层，位于所述第一下部接触层之上并直接与其接触；(e)第一上部接触层，位于所述含有银的第一红外反射层之上并直接与其接触；(f)含有锡酸锌的层；(g)含有氧化锌的第二下部接触层；(h)含有银的第二红外反射层，位于所述第二下部接触层之上并直接与其接触；(i) 第二上部接触层，位于所述含有银的第二红外反射层之上并直接与其接触；和(j)介质层，其中，所述低辐射涂层仅具有两个含有银的红外反射层，其中，所述低辐射涂层的法向发射率为0.04以下，其中，所述绝缘玻璃窗单元仅具有两个玻璃基板，其中，所述含有银的第一红外反射层的厚度除以所述含有银的第二红外反射层的厚度，计算出所述含有银的第一红外反射层的厚度与所述含有银的第二红外反射层的厚度比值为0.30-0.50，且其中，所述绝缘玻璃窗单元具有以下各特征：(i)至少69.5％的可见光透射率，(ii)至少 0.50的太阳得热系数SHGC值，(iii)15％以下的外部可见光反射率，(iv) 0.253BTU/hr-ft2-°F以下的U值，和(v)经SHGC值/U值计算的比值至少为 2.0。
在本发明的一些实施例，一种绝缘玻璃IG窗单元，包括：第一和第二玻璃基板，彼此被隔开，其之间具有间隙，且基本上相互平行，其中所述第一玻璃基板被用来配置在建筑外部，且所述第二玻璃基板比所述第一玻璃基板更靠近建筑内部；低辐射涂层，位于面对所述间隙的所述第二玻璃基板的主表面上，其中所述低辐射涂层，自所述第二玻璃基板逐渐包含：(a)介质层； (b)含有氧化锌的第一下部接触层；(c)含有银的第一红外反射层，位于所述第一下部接触层之上并直接与其接触；(d)第一上部接触层，位于所述含有银的第一红外反射层之上并直接与其接触；(e)含有氧化锡和/或锡酸锌的层；(f) 含有氧化锌的第二下部接触层；(g)含有银的第二红外反射层，位于所述第二下部接触层之上并直接与其接触；(h)第二上部接触层，位于所述含有银的第二红外反射层之上并直接与其接触；和(i)另一介质层，其中，所述低辐射涂层的法向发射率为0.04以下，其中，所述含有银的第一红外反射层的厚度除以所述含有银的第二红外反射层的厚度，计算出所述含有银的第一红外反射层的厚度与所述含有银的第二红外反射层的厚度比值为0.30-0.50，且其中，所述绝缘玻璃窗单元具有以下各特征：(i)至少69.5％的可见光透射率， (ii)至少0.50的太阳得热系数SHGC值，(iii)15％以下的外部可见光反射率，和(iv)0.253BTU/hr-ft2-°F以下的U值
在本发明的一些实施例中，提供一种绝缘玻璃IG窗单元，包括：第一和第二玻璃基板，彼此被隔开，其之间具有间隙，且基本上相互平行，其中，所述第一玻璃基板被用来配置在建筑外部，且所述第二玻璃基板比所述第一玻璃基板更靠近建筑内部；低辐射涂层，位于面对所述间隙的所述第二玻璃基板的主表面上，其中所述低辐射涂层，自所述第二玻璃基板逐渐包含：介质层；含有氧化锌的第一下部接触层；含有银的第一红外反射层，位于所述第一下部接触层之上并直接与其接触；第一上部接触层，位于所述含有银的第一红外反射层之上并直接与其接触；含有氧化锡和/或锡酸锌的层；含有氧化锌的第二下部接触层；含有银的第二红外反射层，位于所述第二下部接触层之上并直接与其接触；第二上部接触层，位于所述含有银的第二红外反射层之上并直接与其接触；和另一介质层，其中，所述低辐射涂层的法向发射率为0.04以下，其中，所述含有银的第一红外反射层的厚度除以所述含有银的第二红外反射层的厚度，计算出所述含有银的第一红外反射层的厚度与所述含有银的第二红外反射层的厚度比值为0.30-0.50，且其中，所述绝缘玻璃窗单元具有以下各特征：(i)至少69.5％的可见光透射率，(ii)至少0.50 的太阳得热系数SHGC值，(iii)15％以下的外部可见光反射率，和(iv) 经SHGC值/U值计算的比值至少为2.20(更优选是至少2.24)，其中U值的单位为BTU/hr-ft2-°F。
附图简要说明
图1是示出根据本发明的示例性实施例的涂层制品的横截面图。
图2是示出根据本发明的示例性实施例的含有图1中的涂层制品的绝缘玻璃窗单元的横截面图，该涂层制品位于绝缘玻璃窗单元的第三面上。
图3是绘出底部/上部银基层比值的水平轴值与SHGC和可见光透射率 (Tvis)的垂直轴值相比较的图表，包括Tvis值的绘图(上部轮廓线)和SHGC 值的绘图(下部轮廓线)。
本发明示例性实施例的具体说明
在此所述的涂层制品可用在类似绝缘玻璃或或单片的窗单元应用中。
本发明的示例性实施例涉及一种低辐射涂层30，在涂层制品和/或绝缘玻璃窗单元中被使用。
图1是示出根据本发明的非限制性实施例的涂层制品的横截面图。所涂层制品包括：基板1(例如，透明，绿色，青铜，或蓝绿色的玻璃基板，厚度约为1至10毫米，更优选是厚度约为1毫米至3.5毫米)；和涂层(或层系统)30，直接或间接地配置在基板1上。，低辐射涂层(或层系统)30 为双银低辐射涂层，并包括：底部含有氮化硅纳的介质层3，在本发明的不同的实施例中其可以是减少雾霾的富硅型的Si3N4，或任何其他合适的化学计量比；含有钛氧化物的透明介质层5(例如，TiO2或任何其他合适的化学计量)，透明的第一下部接触层7(接触底部银基红外反射层9)，导电的和优选是金属的含有银的第一红外(IR)反射层9；透明的第一上部接触层 11(其接触层9)；含有锡酸锌的透明介质层14；含有氧化锡的透明介质层 15；透明的第二下部接触层17(银基红外反射层19)；导电的和优选是金属的含有银的第二红外反射层19；透明的第二上部接触层21(其接触层 19)；透明介质层23；和透明的含有氮化硅的层25。所述“接触”层7、11、 17和21各自接触至少一个红外(IR)反射层(例如，银基层)。所述层3- 25形成低辐射(即低辐射率)涂层30，配置在玻璃或塑料基板1上。在本发明的示例性实施例中，涂层30的层3-25可被溅射沉积在基板1上。
在单片的实例中，如图1所示涂层制品仅包括玻璃基板1。然而，在此所述的单片涂层制品可用于类似绝缘玻璃窗单元等的装置中。对于绝缘玻璃窗单元，绝缘玻璃窗单元可包括2个隔开的玻璃基板。例如，在美国专利文件No.2004/0005467中说明了一种示例性绝缘玻璃窗单元，其公开的内容被纳入此处作为参考。图2示出示例性的绝缘玻璃窗单元，包括如图1所示的涂层的玻璃基板1，通过隔片、密封剂/隔片40或类似的被耦合到另玻璃基板2，其之间定义有间隙50。在绝缘玻璃窗单元实施例中，该间隙50可在一些情况下被填充气体，例如氩气(Ar)。在一些例子的情况下，示例性绝缘玻璃单元可以包括一对隔开的透明玻璃基板，厚度分别为3-4毫米，其中的一个涂有在此所述的涂层30，其中基板之间的间隙50可约为5至30毫米，更优选是约10到20毫米，最优选是约12-13毫米或16毫米。在一些例子的情况下，低辐射涂层30可配置在如图2所示的绝缘玻璃窗单元的第三面上。当低辐射涂层是30位于第三面上，特别是在寒冷的气候下，涂层30位于面对图2示出的填有气体的间隙50的内基板1的主表面上。在另一个例子中，涂层30或其他涂层可配置在绝缘玻璃窗单元的第二面上，为玻璃基板2的内表面。如图2所示，绝缘玻璃窗单元的第一面在建筑外部，而第四面在建筑内部。
在本发明的一些实施例中，介质层3和25可包括氮化硅。氮化硅层3 和25可提高涂层制品的热处理性，例如热回火或类似等，可以或也可以不包括氧气。在本发明的实施例中，氮化硅层3和/或25可以是计量型(即， Si3N4)，或者富硅型。例如，富硅型氮化硅3(和/或25)可与银基红外反射层19下的锡酸锌14和/或氧化锡15相结合，允许银以(例如溅射或类似等)方式沉积，使其与银之下的其他材料相比，表面电阻被减少。此外，富硅型氮化硅层3中存在自由硅，使类似钠(Na)的原子在热处理(HT)期间从玻璃1向外迁移，在其达到银及损害银之前通过富硅型氮化硅层被更有效地阻止。
在一些示例性实施例中，当富硅型氮化硅被用于层3和/或25时，沉积的富硅型氮化硅层可通过SixNy层被特征化，其中x/y可以是0.76-1.5，更优选是0.8-1.4，且更优选是0.85-1.2。此外，在示例性实施例中，热处理富硅型氮化硅层之前和/或之后可具有至少2.05的折射率“n”，更优选是至少2.07，且有时至少为2.10(例如，632nm)(注意：也可使用化学计量比的氮化硅，折射率“n”为2.02-2.04)。在此被发现，使用硅丰富的氮化硅，层3的折射率“n”为2.1-2.2，从而使涂层制品和绝缘玻璃窗单元的透射及反射的颜色更中性。在本发明的示例性实施例中，在此所述的任何和/或所有氮化硅层3、 25可掺杂类似不锈钢或铝的其他材料。例如，在本发明的示例性实施例中，在此所述的任何或所有氮化硅层可选择性地包括0-15％的铝，更优选是约1- 10％的铝。在本发明的特定实施例中，可在含有至少氮气的气氛中溅射对象 Si或SiAl，从而来沉积氮化硅。还可在层3和/或25中提供少量的氧气。
优选是，红外反射层9和19基本上或完全为金属和/或导电的，并且可包括或基本上由银(Ag)构成。红外反射层9和19使涂层具有较低的辐射和/ 或良好的太阳能控制特性。然而，在本发明的示例性实施例中，红外反射层可被轻微氧化，并且除了银以外，还可掺杂其他元素。
在本发明的示例性实施例中，上部接触层11和21可以是或包括氧化镍 (Ni)、铬/氧化铬(Cr)，或类似氧化铬镍(NiCrOx)的镍合金氧化物，或其他合适的材料。例如，在这些层(11和/或21)中使用NiCrOx，可提高耐久性。在本发明的一些实施例中，NiCrOx层11和/或21可被充分氧化(即，完全化学计量)，或者可以是部分被氧化(即低氧化)。在一些情况下，NiCrOx层11和/或21可至少被氧化约50％。在本发明的不同实施例中，接触层11和/或21(例如，包括镍和/或铬的氧化物)可以或也可以不氧化。氧化分级表示层中的氧化程度，在层的整个厚度中变化。例如，接触层11和/ 或21可被分级，从而与相邻红外反射层距离较远或更远/最远的接触层的一部分相比，与相邻红外反射层接触的界面上则较少被氧化。有关氧化分级接触层的不同类型在美国专利No.6,576,349中被说明，其公开的内容被纳入此处作为参考。在本发明的不同实施例中，接触层11和/或21(例如，包括镍和/或铬的氧化物)可以或也可以不连续穿过下面的红外反射层。
在本发明的示例性实施例中，介质层15可以包括氧化锡。然而，在其他示例性实施例中，其可掺杂其他材料，例如在选择性的实施例中使用铝或锌。此外，在本发明的示例性实施例中，含有锡酸锌的层14可省略，或替换成基于氧化锡的层(例如，可掺杂铝或类似等)，或可掺杂其他物质，如 Al、Nb、Bi等。此外，在此所述的透明介质层15可以是或包括氧化锡，并且可以掺杂其他材料，如Al、Bi、和/或Nb)。另外，在本发明的示例性实施例中，透明介质层15可包括氧化铌(而不是氧化锡)，其可以或也可以不掺杂其他材料。
含有氧化钛的介质层5(例如TiO2或任何其他合适的化学计量)被配置用于光学目的，且其位于氮化硅层3和基于氧化锌的层7之间，有助于抗反射。同样，两个银基层9、19也有利于抗反射。
在本发明的实施例中，下部接触层7和/或17，包括氧化锌(例如， ZnO)。氧化锌层7和/或17可包含类似铝其他的材料(例如，形成 ZnAlOx)。例如，在本发明的示例性实施例中，氧化锌层7、17中的一个或多个可掺杂约1-10％的铝，优选是约1-5％的铝，最优选是约1-4％的铝。在一些实施例中，含有ZnO和/或ZnAlO的下部接触层7比含有ZnO和/或 ZnAlO的上部接触层17厚至少更优选是至少
基于锡酸锌的层14配置在含有氧化锡的接触层15之下并与其接触，并可配置在接触层11之上并与其接触，位于第一和第二红外反射层9和19之间的堆栈层的中心部分。在一些示例性实施例中，可将类似铝、锌、氮等的其他材料掺杂至基于锡酸锌的层14和/或基于氧化锡的层15。
在本发明的一些示例性实施例中，介质层23可包括氧化锡。然而在本发明的一些示例性实施例中，层23为选选项且无须配置。在本发明的示例性实施例中，介质层25可以是或包括氮化硅(例如，Si3N4)或任何其他合适的材料。选择性地，所述层25之上也可配置其他层。层25被配置用于耐久性目的，并在选择性的热处理和/或环境下保护下面的层。在示例性实施例中，层25可具有约1.9-2.2的折射率，更优选是约1.95-2.05。选择性的，提供含有氧化锆的外层(未显示)来作为涂层30的保护层可以减少和/或消除一些热稳定问题。
在示例性实施例中，发现当基于锡酸锌的层14和含有氧化锡的层15相结合的总厚度约为时可实现良好的光学性能，更优选是约 在此涉及的所有层厚度为物理厚度。在示例性实施例中，基于锡酸锌的层14基本上比基于氧化锡的层15更厚。例如，在一些实施例中，锡酸锌层14比基于氧化锡的层15厚至少更优选是至少400或在本发明的示例性实施例中，各层14和15基本上比接触层11更厚。例如，在一些实施例中，基于锡酸锌的层14和基于氧化锡的层15分别比接触层11 厚至少更优选是至少
在示出的涂层之下或以上还可配置其他层。因此，系统层或涂层位于基板1“之上”或由基板1“支撑”(直接或间接地)。因此，即使层3和基板1之间配置有其他层，图1中的涂层也可被认为是位于基板1“之上”或由基板 1“支撑”。此外，在不脱离本发明的实施例的整个精神范围的情况下，在一些示例性实施例中，所示的涂层中的一些层可被移除，且在本发明的其他实施例中，可在不同的层之间添加其他层，或是不同的层可与添加在分开段中的其他层断开。例如，在本发明的示例性实施例中，可移除层5。作为另一个示例，本发明的示例性实施例中含有氮化硅的层可配置在层15的任何一边。
参照图3，双银低辐射涂层的分析示出SHGC的峰值区域，基于底部银基层9与上部银基层19的厚度比值。在此发现，双银低辐射涂层的最高 SHGC在底部银基层9的物理厚度与上部银基层19的物理厚度比值为0.20- 0.50的区域被实现。然而，该0.20-0.30比值的区域中，涂层的可见光透射率相当低。因此，在此发现，最佳结果是，在底部银基层9的物理厚度与上部银基层19的物理厚度比值为0.30-0.50的区域范围内，可实现较高的可见光透射率以及较高的SHGC(参见图3中的矩形框)。如在此所述的，在寒冷的气候中应用时特别理想。因此，在本发明的示例性实施例中，通过利用该范围并与在此所述的其他因素相结合，可实现理想的热特性和光学特性。因此，在本发明的优选实施例中，底部红外反射层9的厚度与上部红外反射层 19的厚度比值为0.30-0.50，更优选是0.38-0.47。例如，当底部银基红外反射层9的厚度为且上部/顶部银基红外反射层19的厚度为时，则底部红外反射层9的厚度与上部红外反射层19的厚度比值为0.45，其在优选的范围内。
图2的绝缘玻璃单元，其包括图1中的涂层制品，在此发现，能够实现以下组合的优势特点，特别是在寒冷气候的应用中：(i)绝缘玻璃窗单元具有较高的可见光透射率，例如至少70％，(ii)绝缘玻璃窗单元具有较高的 SHGC值，例如至少0.50，更优选是至少0.52，更优选是至少0.54，甚至更优选是至少0.56，，当低辐射涂层位于如图2所示的绝缘玻璃窗单元的第三面，在绝缘玻璃窗单元的外部→内部环境下，示例性范围约为0.50-0.60； (iii)绝缘玻璃窗单元具有较低的外部/外侧反射率，例如15％以下，由此，当用于绝缘玻璃窗单元的第三面时，低辐射涂层可实现较低的薄膜侧反射率，因此从建筑物外部观察到的反射率较小，(iv)较低的辐射和/或较低的表面电阻，例如法向发射率为4％以下，且更优选是3％以下，(v)绝缘玻璃窗单元具有可接受的U值，例如具有一个低辐射涂层的双层绝缘玻璃窗单元的 U值为0.253以下，更优选是0.251以下，甚至更优选是0.249以下，示例性范围为0.244-0.253，更优选是约0.244-0.251，和(vi)较高的SHGC与U值的比值，经SHGC/U值被计算，至少为2.0，更优选是至少为2.10，甚至更优选是至少为2.15，甚至更优选是至少为2.20，甚至更优选是至少为2.21，且最优选是至少为2.24。
虽然图1的绝缘玻璃单元优选是用于如图2所示的绝缘玻璃窗单元的第三面上，但是在本发明的示例性实施例中，图1的涂层也可用于绝缘玻璃窗单元的第二面上。U值(热导率)在第二面和第三面之间不会被影响，且在一个实例中，涂层30位于绝缘玻璃窗单元的第二面上(位于面对间隙50的基板2的内表面上)，该单元可具有约0.468或类似的SHGC值。
在本发明的不同实施例中，虽然可在层中使用各种厚度及材料，但是，图1-2实施例中的玻璃基板上的各层的示例厚度及材料如下被示出，从玻璃基板向外：
示例性材料/厚度；Fig.1-2实施例
在本发明的示例性实施例中(例如，参照图1-2)，当被单片测量时 (在任何选择性的热处理之前)，涂层制品可具有以下的光学和太阳能特性。该表面电阻(Rs)和辐射率值，将所有的红外反射层(例如，银层9、19) 考虑在内。在以下的表中，本领域中的技术人员应理解，“f”指的是薄膜侧，且“g”是指玻璃侧，“t”表示透射率，且R是指反射率。
光学/太阳能特性(单片；热处理前)
应注意，上述表中，较低的薄膜侧可见光反射率值(RfY)可以通过本发明的实施例被实现，特别是在寒冷气候下，低辐射涂层被用在绝缘玻璃窗单元的第三面。在示例性实施例中，单片测量时，薄膜侧可见光反射率 (RfY)比玻璃侧可见光反射率(RgY)低，特别在用于寒冷的气候下十分理想。
当单片涂层制品被配置在绝缘玻璃窗单元中，如图2所示位于第三面时，在发明的示例性实施例中(例如，参照图1-2)的绝缘玻璃窗单元可具有以下光学和太阳能特性。
光学/太阳能特性(绝缘玻璃单元；非热处理)
应注意，在上述的表中，从建筑外部观察到较低的可见光反射率值 (RoutsideY)其可通过本发明的实施例被实现，特别是在寒冷气候下，低辐射涂层被用在绝缘玻璃窗单元的第三面。在示例性实施例中，从建筑的外部观察到将被安装的绝缘玻璃单元的可见光透射率(RoutsideY)低于从建筑的内部观察到的可见光反射率(RinsideY)。
除非特别申明，以下示例被提供仅作为举例目的，并不局限于此。
示例1
以下的示例是通过在3毫米厚的透明玻璃基板1上溅射被制成，从而近似下面说明的层堆栈。该示例是根据图1所示的本发明的示例性实施例。厚度单位为埃并为近似值。
示例1的涂层制品具有以下被单片测量的特性：
光学/太阳能特性(示例1单片；热处理前)
当被溅射沉积在玻璃基板上之后，如图1所示，示例性涂层物品没有被热回火，并如图2所示，被设置在玻璃窗单元的第三面上，其中，第二玻璃基板2未涂层，清晰及厚度为3毫米。绝缘玻璃窗单元的玻璃基板1和2之间的间隙50中填充有90％的氩气和10％的空气，且厚/宽约13毫米。绝缘玻璃单元具有以下特性：
光学/太阳能特性(示例1绝缘玻璃单元；非热处理)
该性能，包括：较低的U值、较高的可见光透射率、较高的SHGC，和较低的外反射率的组合，比市场上类似本申请的任何已知产品更具有优势。
在本发明的示例性实施例中，提供一种绝缘玻璃(IG)窗单元，包括：第一和第二玻璃基板，彼此被隔开，其之间具有间隙，且基本上相互平行，其中所述第一玻璃基板被用来配置在建筑外部，且所述第二玻璃基板比所述第一玻璃基板更靠近建筑内部；低辐射涂层，位于面对所述间隙的所述第二玻璃基板的主表面上，其中，所述低辐射涂层，从所述第二玻璃基板向上依次包含：(a)含有氮化硅的介质层；(b)含有氧化钛的介质层；(c)含有氧化锌的第一下部接触层；(d)含有银的第一红外反射层，位于所述第一下部接触层之上并直接与其接触；(e)第一上部接触层，位于所述含有银的第一红外反射层之上并直接与其接触；(f)含有锡酸锌的层；(g)含有氧化锌的第二下部接触层； (h)含有银的第二红外反射层，位于所述第二下部接触层之上并直接与其接触；(i)第二上部接触层，位于所述含有银的第二红外反射层之上并直接与其接触；和(j)介质层，其中，所述低辐射涂层仅具有两个含有银的红外反射层，其中，所述低辐射涂层的法向发射率为0.04以下，其中，所述绝缘玻璃窗单元仅具有两个玻璃基板，其中，所述含有银的第一红外反射层的厚度除以所述含有银的第二红外反射层的厚度，计算出所述含有银的第一红外反射层的厚度与所述含有银的第二红外反射层的厚度比值为0.30-0.50，且其中，所述绝缘玻璃窗单元具有以下各特征：(i)至少69.5％的可见光透射率，(ii) 至少0.50的太阳得热系数SHGC值，(iii)15％以下的外部可见光反射率， (iv)0.253BTU/hr-ft2-°F以下的U值，和(v)经SHGC值/U值计算的比值至少为2.0。
根据前段落中的绝缘玻璃窗单元，所述低辐射涂层具有小于或等于4.0 欧姆/平方的表面电阻Rs。
根据前两个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元可选择性具有至少0.52的SHGC值，更优选为至少0.54，且甚至更优选为至少0.56。
根据前三个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元可选择性地具有0.50-0.60的SHGC值。
根据前四个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元可选择性地仅具有一个低辐射涂层(即，不是多个表面上具有多个低辐射涂层)。
根据前五个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元可选择性地具有0.253BTU/hr-ft2-°F以下的U值，甚至更优选为0.249以下，且示例性范围为0.244-0.253BTU/hr-ft2-°F。
根据前六个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元可选择性地具有至少2.10的经SHGC值/U值计算的比值，甚至更优选为至少2.20，且最优选为至少2.24。
根据前七个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述第一和第二上部接触层中的一个或两个可含有镍和/或铬的氧化物(例如NiCrOx)。
根据前八个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，可选择性地进一步包括： (a)含有氧化锡的层，位于所述含有锡酸锌的层和所述含有氧化锌的第二下部接触层之间并直接与其接触，或(b)含有氧化铌的层，位于所述含有锡酸锌的层和所述含有氧化锌的第二下部接触层之间并直接与其接触。根据(a)，例如含有氧化锡的层可掺杂类似Al,Bi等的其他材料。
根据前九个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述含有氧化钛的介质层可位于所述含有氧化锌的第一下部接触层之下并直接与其接触。
根据前十个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，位于所述第二上部接触层之上的所述介质层可含有氧化锡和/或氮化硅。
在本发明的示例性实施例中，提供一种绝缘玻璃IG窗单元，包括：第一和第二玻璃基板，彼此被隔开，其之间具有间隙，且基本上相互平行，其中所述第一玻璃基板被用来配置在建筑外部，且所述第二玻璃基板比所述第一玻璃基板更靠近建筑内部；低辐射涂层，位于面对所述间隙的所述第二玻璃基板的主表面上，其中，所述低辐射涂层，从所述第二玻璃基板向上依次包含：(a)介质层；(b)含有氧化锌的第一下部接触层；(c)含有银的第一红外反射层，位于所述第一下部接触层之上并直接与其接触；(d)第一上部接触层，位于所述含有银的第一红外反射层之上并直接与其接触；(e)含有氧化锡和/或锡酸锌的层；(f)含有氧化锌的第二下部接触层；(g)含有银的第二红外反射层，位于所述第二下部接触层之上并直接与其接触；(h)第二上部接触层，位于所述含有银的第二红外反射层之上并直接与其接触；和(i)另一介质层，其中，所述低辐射涂层的法向发射率为0.04以下，其中，所述含有银的第一红外反射层的厚度除以所述含有银的第二红外反射层的厚度，计算出所述含有银的第一红外反射层的厚度与所述含有银的第二红外反射层的厚度比值为0.30- 0.50，且其中，所述绝缘玻璃窗单元具有以下各特征：(i)至少69.5％的可见光透射率，(ii)至少0.50的太阳得热系数SHGC值，(iii)15％以下的外部可见光反射率，和(iv)0.253BTU/hr-ft2-°F以下的U值。
根据前段落中的绝缘玻璃窗单元，可选择性地具有至少2.0的经SHGC 值/U值计算的比值。
根据前两个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元可选择性具有至少0.52的SHGC值，更优选为至少0.54，且更优选为至少0.56。
根据前三个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元可选择性地仅具有一个低辐射涂层。
根据前四个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元可选择性地具有0.251BTU/hr-ft2-°F以下的U值。
根据前五个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元可选择性地具有至少2.10的经SHGC值/U值计算的比值，更优选为至少2.20，且甚至更优选为至少2.24。例如，本发明的示例具有0.251的U值，和0.57的SHGC值，由此SHGC/U值的比值为2.27。
根据前六个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述第一和第二上部接触层都可含有镍和/或铬的氧化物。
根据前七个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述含有氧化锡和/或锡酸锌的层可包括或基本由锡酸锌构成，并可位于所述第一上部接触层和含有氧化锡的层之间并与其接触。
根据前八个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述低辐射涂层可进一步包括含有氧化钛的层，位于所述第一层红外反射层和所述第二玻璃基板之间。
根据前九个段落中任何一个的绝缘玻璃窗单元，其中，所述含有银的第一红外反射层的厚度除以所述含有银的第二红外反射层的厚度，计算出所述含有银的第一红外反射层的厚度与所述含有银的第二红外反射层的厚度比值为0.38-0.47。
虽然参照最实用和优选的实施例对本发明进行了说明，但是应理解，本发明并不局限于所述实施例，相反可进行各种修改和等效的配置，修改将由后附的权利要求范围定义。

Claims (13)

1.一种绝缘玻璃窗单元，包括：
第一和第二玻璃基板，彼此被隔开，其之间具有间隙，且基本上相互平行，其中所述第一玻璃基板被用来配置在建筑外部，且所述第二玻璃基板比所述第一玻璃基板更靠近建筑内部；
低辐射涂层，位于面对所述间隙的所述第二玻璃基板的主表面上，
其中，所述低辐射涂层，从所述第二玻璃基板向上依次包含：
含有氮化硅的介质层；
含有氧化钛的介质层；
含有氧化锌的第一下部接触层；
含有银的第一红外反射层，位于所述第一下部接触层之上并直接与其接触；
第一上部接触层，位于所述含有银的第一红外反射层之上并直接与其接触；
含有锡酸锌的层；
含有氧化锡的层；
含有氧化锌的第二下部接触层；
含有银的第二红外反射层，位于所述第二下部接触层之上并直接与其接触；
第二上部接触层，位于所述含有银的第二红外反射层之上并直接与其接触；和
介质层，
其中，所述低辐射涂层仅具有两个含有银的红外反射层，其中，所述低辐射涂层的法向发射率为0.04以下，其中，所述绝缘玻璃窗单元仅具有两个玻璃基板，
其中，所述含有银的第一红外反射层的厚度除以所述含有银的第二红外反射层的厚度，计算出所述含有银的第一红外反射层的厚度与所述含有银的第二红外反射层的厚度比值为0.30-0.50，且
其中，所述绝缘玻璃窗单元具有以下各特征：(i)至少69.5％的可见光透射率，(ii)至少0.50的太阳得热系数SHGC值，(iii)15％以下的外部可见光反射率，(iv)0.253BTU/hr-ft2-℉以下的U值，和(v)经SHGC值/U值计算的比值至少为2.0，
其中，所述含有锡酸锌的层和所述含有氧化锡的层相结合的总厚度为
其中，所述含有锡酸锌的层比所述含有氧化锡的层厚至少
2.根据权利要求1所述的绝缘玻璃窗单元，其中，所述低辐射涂层具有小于或等于4.0欧姆/平方的表面电阻Rs。
3.根据权利要求1所述的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元具有至少0.52的SHGC值。
4.根据权利要求3所述的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元具有至少0.56的SHGC值。
5.根据权利要求1所述的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元具有0.50-0.60的SHGC值。
6.根据权利要求1或2所述的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元仅具有一个低辐射涂层。
7.根据权利要求1所述的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元具有0.251BTU/hr-ft2-℉以下的U值。
8.根据权利要求1所述的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元具有0.244-0.253BTU/hr-ft2-℉的U值。
9.根据权利要求1所述的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元具有至少2.10的经SHGC值/U值计算的比值。
10.根据权利要求9所述的绝缘玻璃窗单元，其中，所述绝缘玻璃窗单元具有至少2.20的经SHGC值/U值计算的比值。
11.根据权利要求1所述的绝缘玻璃窗单元，其中，所述第一和第二上部接触层中的一个或两个含有镍和/或铬的氧化物。
12.根据权利要求1所述的绝缘玻璃窗单元，其中，位于所述第二上部接触层之上的所述介质层含有氧化锡和/或氮化硅。
13.一种绝缘玻璃窗单元，包括：位于基板上的低辐射涂层，所述低辐射涂层，从所述基板向上依次包含：
含有氮化硅的介质层；
含有氧化钛的介质层；
含有氧化锌的第一下部接触层；
含有银的第一红外反射层，位于所述第一下部接触层之上并直接与其接触；
第一上部接触层，位于所述含有银的第一红外反射层之上并直接与其接触；
含有锡酸锌的层；
含有氧化锡的层；
含有氧化锌的第二下部接触层；
含有银的第二红外反射层，位于所述第二下部接触层之上并直接与其接触；
第二上部接触层，位于所述含有银的第二红外反射层之上并直接与其接触；和
另一介质层，
其中，所述低辐射涂层的法向发射率为0.04以下，
其中，所述含有银的第一红外反射层的厚度除以所述含有银的第二红外反射层的厚度，计算出所述含有银的第一红外反射层的厚度与所述含有银的第二红外反射层的厚度比值为0.30-0.50，且
其中，所述涂层制品，被单片测量，其可见光透射率至少为70％，且薄膜侧可见光反射率为6.5％以下，
其中，所述含有锡酸锌的层和所述含有氧化锡的层相结合的总厚度为
其中，所述含有锡酸锌的层比所述含有氧化锡的层厚至少
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