CN109311740A - 涂覆的玻璃表面和用于涂覆玻璃基板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有涂层的涂覆的基板及其形成方法，其中该涂层包括多个离散层。该涂层包括三个反射层、设置在两个反射层之间的合金层和两个氧化层，并且该涂层具有或更小的总厚度。

Description

涂覆的玻璃表面和用于涂覆玻璃基板的方法

相关申请的引用

本申请要求根据35 U.S.C§119于2016年4月19日提交的标题为“COATED GLASSSURFACES AND METHOD FOR COATING A GLASS SUBSTRATE(涂覆的玻璃表面和用于涂覆玻璃基板的方法)”的美国临时申请第62/324,660号的权益，其全部内容通过引用并入本文，如同将其在这里进行了完整阐述。

技术领域

本发明涉及用于基板或基板表面的涂层。

背景技术

窗户技术的进步通过影响和改善加热、冷却和照明来降低能耗。为了这些目的，已经开发了各种类型的玻璃涂层。用于降低的能耗的玻璃涂层的实例包括减少太阳眩光或过热的阳光控制涂层，以及降低通常导致通过窗口的显著热传递的辐射热损失的低辐射率(low-emissivity)(“低-E”)涂层。

低-E涂层在本领域中是众所周知的。涂层通常在热红外(IR)中具有高反射率并且在可见光谱中具有高透射率。因此，它们是低热红外发射的。一些这样的涂层可以允许太阳能近红外(NIR)以有助于使建筑物升温，如在寒冷的气候中。一些这样的涂层可以反射回NIR，如在温暖的气候中。低辐射率光学性质通常通过应用具有某些固有性质的材料获得，或者可选地，可以组合多种材料以实现特定的所需性能。适用于提供低辐射率的一类材料包括非常薄的金属膜。形成红外反射膜的薄膜通常是导电金属，如银、金或铜。

包括这些金属的涂层可以对可见辐射或光高度透明，同时保持在红外光谱中的反射性。这种红外反射涂层通常包括一层或两层红外反射材料和两层或多层透明介电材料。红外反射材料减少了通过涂层的热传递。介电材料允许透射IR和可见光并控制涂层的其他性质和特性，例如色彩和耐久性。

为了获得改进的性能，一些现有系统和装置采用三重反射金属涂层或使用阻挡层作为吸收层。通过增加反射金属层或涂层的数量，可以增加红外反射。业界采用三重银涂层作为此目的的最佳选择。然而，众所周知，当垂直于玻璃表面观察对比成锐角角度观察时，三重银涂层会出现色彩不一致。也就是说，从与涂覆的主表面基本垂直的方向(定义为基本视点或0°)观察的三重银涂覆的制品的色坐标值可以与同涂覆的主表面成锐角(如，约10°至89°的角度)的方向的色坐标值显著不同。当以与涂覆的表面成锐角的角度(例如与涂覆的表面的法线垂直10°至89°的角度)观察涂覆的制品时，色坐标值的偏移表现为特征性的绿色或蓝色外观。随着角度离开法线而增加，色坐标偏移增加。

因此，业界需要一种用于透光基板的涂层，该透光基板提供了对现有可用涂层和涂覆的基板的改进的性能和色彩控制，同时提供三重金属涂层如三重银涂层的红外反射益处。

发明内容

本文公开了一种基板，其包含第一主表面和第二主表面以及涂覆到至少一个主表面上的涂层。涂层包含多个层。在实施方式中，涂层包含至少七(7)层和多达二十(20)层，其中三层是反射层，一层是合金层，其中合金层设置在三个反射层中的两层之间。

提供了一种涂覆基板的方法。该方法包括通过溅射在玻璃表面上施加至少七个离散层，其中至少三个层是反射层，并且至少一个层包含合金，其中合金层施加在反射层中的两个之间。

公开了涂覆的基板的示例性实施方式。涂覆的基板包括具有一个或多个主表面的透光基板。涂覆的基板包括设置在基板的一个主表面的至少一部分上的涂层。涂覆的基板的涂层包括多个离散层。涂层的多个离散层包括第一反射层、设置在第一反射层上方的第二反射层、设置在第二反射层上方的第三反射层、设置在第一反射层和第二反射层之间的第一氧化层、设置在第二反射层和第三反射层之间的第二氧化层、设置在基板和第一反射层之间的第三氧化层，以及设置在第一反射层和第二反射层之间并与第二反射层邻接的合金层。涂覆的基板的涂层的厚度是约至

公开了一种绝缘玻璃单元的示例性实施方式。绝缘玻璃单元包括至少两个透光基板，每个基板具有一个或多个主表面。绝缘玻璃单元包括基板安装单元，该基板安装单元包含至少两个基板，其中基板安装单元将至少两个基板保持为基本平行的构造，并且基板安装单元和至少两个基板共同形成封闭空间。绝缘玻璃单元包括设置在至少一个主表面的至少一部分上的涂层，该涂层包含多个离散层。绝缘玻璃单元的涂层的多个离散层包括第一反射层、设置在第一反射层上方的第二反射层、设置在第二反射层上方的第三反射层、设置在第一反射层和第二反射层之间的第一氧化层、设置在第二反射层和第三反射层之间的第二氧化层、设置在基板和第一反射层之间的第三氧化层，以及设置在第一反射层和第二反射层之间并与第二反射层邻接的合金层。绝缘玻璃单元的涂层的厚度是约至

公开了涂覆透光基板的示例性方法。该方法包括溅射到基板的主表面的至少一部分上，依次为：第一反射层；第一氧化层；合金层；第二反射层；第二氧化层；和第三反射层；其中涂层的总厚度是约至

根据以下描述、附图和权利要求，其他优点和特征将变得显而易见。

附图说明

图1是根据一个实施方式的涂覆的基板的示意图。

图2是根据一个实施方式的绝缘玻璃(IG)单元的示意图。

图3是用于视觉评估具有各种涂层的IG单元的测试装置的示意图。

图4是示出作为观察者位置的函数的IG单元的色彩变化的观察者等级的曲线图。

图5是在指定位置记录的样本1-样本5的一系列照片。

具体实施方式

定义

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。如有冲突，本文件(包括定义)将予以控制。

如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”、“有”、“可以”、“含有”及其变体旨在是不排除其他行为或结构的可能性的开放式的过渡性短语、术语或词语。除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一个”、“以及”和“该”包括复数指代。本公开还涵盖“包含”本文提供的实施例或要素、“由本文提供的实施例或要素组成”和“基本上由本文提供的实施例或要素组成”的其他实施例，无论是否明确阐述。

如本文所用，术语“可选的”或“可选地”是指随后描述的事件或情况可以但不必发生，并且该描述包括事件或情况发生的实例和事件或情况不发生的实例。

如本文所用，术语“约”改变，例如，组合物中成分的量、浓度、体积、加工温度、加工时间、得率、流速、压力等值，及其范围，用于描述本公开内容的实施例，是指例如通过用于制备化合物、组合物、浓缩物或使用制剂的典型测量和处理工序可以发生的数量变化；通过这些工序中的疏忽；通过用于实施该方法的起始材料或成分的制造、来源或纯度的差异，以及类似的近似考虑因素。术语“约”还包括由于具有特定初始浓度或混合物的制剂的老化而不同的量，以及由于混合或加工具有特定初始浓度或混合物的制剂而不同的量。在通过术语“约”修饰的情况下，所附权利要求包括这些数量的等同物。此外，在使用“约”来描述一系列值时，例如“约1至5”，叙述意味着“约1至约5”和“1至约5”和“约1至5”，除非由上下文特别限定。

如本文所用，词语“基本上”修饰，例如，组合物中成分的类型或数量、性质、可测量的数量、方法、位置、值或范围、用于描述本公开内容的实施例的范围是指一种变体，其不会以否定预期的组成、性质、数量、方法、位置、值或其范围方式影响其总体叙述的组成、性质、数量、方法、位置、值或范围。预期性质的实例仅通过其非限制性实例包括柔韧性、分配系数、速率、溶解度、温度等；预期值包括厚度、得率、重量、浓度等。通过“基本上”修饰的方法的影响包括由过程中使用的材料的类型或数量的变化、机器设置的可变性、环境条件对过程的影响等引起的影响，其中方式或程度效果不会否定一个或多个预期的属性或结果；以及类似的近似考虑因素。在通过术语“基本上”修饰的情况下，所附权利要求包括这些类型和量的材料的等同物。

如本文所用，术语“基板”是指包含限定基板厚度的第一主表面和第二主表面的固体制品，其中该制品通过其厚度透射可见光。在实施方式中，基板可以是基本上平面的、基本上弯曲的(例如，圆顶形、圆角形等)、基本上有角度的(例如，具有多个以其间的角度相交的子表面)，或者任何前述的组合。

如本文所用，术语“涂层”是指设置在基板上的多个层。涂层基本上覆盖基板的整个主表面或其一部分。

如本文所用，术语“层”是指以选定的厚度设置在表面上的组合物。

如本文所用，涉及本发明的层的术语“离散的”意指该层基本上不接触相同组成的另一层。

如本文所用，涉及本发明的层的术语“邻接的”意指该层接近并且基本上与相同或不同组成的另一层接触。

如本文所用，“底部”/“顶部”；“下部”/“上部”；“最低部”/“最高部”；或者涉及本发明的层或涂层的相对位置的其他这样的术语是指层或涂层相对于基板主表面的取向。物理接触基板主表面的层或涂层可称为“最低部”或“底部”层或涂层或另一个这样的术语。离基板表面最远的层或涂层可以称为“顶部”或“最上部”层或涂层，或另一个这样的术语。

如本文所用，术语“合金”是指包含镍的合金或超合金。在实施方式中，合金或超合金还包含铬。在实施方式中，合金或超合金还包含钼。

讨论

本文公开了涂覆的基板。更具体地，本文公开了一种透光基板，其上沉积有涂层，该涂层包含至少六层和多达二十个离散层。

基板可包含、基本上由或由透光材料，如玻璃、石英或任何塑料或有机聚合物基板组成。合适的透光塑料或有机聚合物基板包括聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚丙烯酸酯(如聚甲基丙烯酸甲酯)和聚碳酸酯(如基于双酚A的碳酸酯)(例如由沙特阿拉伯利雅得的沙特基础工业公司出售的)或如本领域技术人员将理解的任何其他合适的材料或材料的组合及其各种层压材料。在实施方式中，基板基本上是平面的并且包含限定基板厚度的第一主表面和第二主表面。在实施方式中，如上文所公开，基板可以是非平面的。基板厚度没有特别限制，但在实施例中的厚度是约25微米至2厘米。基板的宽度和长度不受限制，并且由用户基于如设备限制或商业价值的考虑来选择。在实施方式中，透光材料对可见光是透明的或基本透明的。在一些实施方式中，基板是两种或更多种不同透明、基本透明或透光材料的层压材料。在一些实施方式中，基板可包括透明窗玻璃，也称为钠玻璃。在一些实施方式中，除了其表面上的膜或涂层之外，基板可具有固有的低发光性质，如，可通过控制玻璃基板中的铁含量来实现。在一些实施方式中，基板可以是浮法玻璃。在一些实施方式中，基板可以是一种具有低发光性能的玻璃，如但不限于硼硅酸盐或PYREX^TM。

基板包括设置在其至少第一主侧上的涂层。涂层可包含7至20个离散层、基本上由其组成或由其组成。这些层可以布置在一个或多个主基板表面上的“叠层”中。在本文中通常提及施加到合适基板的第一主侧的单个涂层叠层；但应理解，这些参考文献应包括以各种构造施加的这种涂层。因此，例如，可以设想梯度涂层、具有第一和第二涂层两者的基板、仅覆盖基板的一个主表面的一部分的分段涂层或图案化涂层、它们的组合和其他相关实施方式，以及本文所描述的涂层组成。另外，在实施方式中，基板可包括设置在其第一主侧上的第一涂层和设置在其第二主侧上的第二涂层。在一些实施方式中，第一和第二涂层可以是相同的；在其他实施例中，第一和第二涂层是不同的。在第一和第二涂层不同的情况下，涂层的总涂层厚度、一个或多个层的层厚度、一个或多个层的层组成、总层数和在构成涂层的叠层中施用的层顺序中的一个或多个可以不同。在一些实施方式中，基板第一主表面可包括本文公开的任何涂层，而基板第二主表面包括不同的表面处理。这种不同的表面处理没有特别限制，并且可以包括不同组成的涂层叠层，并且旨在赋予与本文所述的涂层叠层不同的一组性能；保护涂层，如聚合物涂层、溶胶凝胶涂层等；着色或染色涂层；粘合涂层；以及如本领域技术人员将理解的用于各种目的的其他涂层。

本文公开的涂层可包含、基本上由或由以下组成：7至20层、或7至19层、或7至18层、或7至17层、或7至16层、或7至15层、或7至14层、或7至13层、或7至12层、或7至11层、或7至10层、或8至20层、或9至20层、或10至20层、或11至20层、或12至20层、或13至20层、或14至20层、或15至20层、或16至20层、或17至20层、或18至20层、或19至20层、或7层、或8层、或9层、或10层、或11层、或12层、或13层、或14层、或15层、或16层、或17层、或18层、或19层、或20层离散层。总涂层厚度可以是约至例如约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至

在实施方式中，7至20层涂层中的三层可以是反射层。每个反射层反射可能照射在涂层表面上的入射红外和/或近红外(NIR)辐射的一部分。合适的反射层可以基本上由或由银、金，铜、包括任何前述物质的合金(例如，银与铜、金、铂和/或钯的混合物)或任何前述物质的混合物组成。在一些实施方式中，一个或多个反射层可以基本上由银组成或由银组成。在一些实施方式中，所有三个反射层可以基本上由银组成或由银组成。

在实施方式中，第一反射层可以设置在构成涂层的叠层的底部或近端。也就是说，在三个反射层中，第一反射层最靠近基板表面。第二反射层可以设置在第一反射层的顶部，而第三反射层可以设置在第二反射层的顶部。一个或多个(例如，每个)离散反射层的厚度可以是约(1nm)至(20nm)，如约至或约至约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至如用户所选择的，第一反射层、第二反射层和第三反射层中的每一个的厚度可以相同或不同。在实施方式中，第三反射层的厚度可以大于第二反射层的厚度。在实施方式中，第二反射层的厚度可以大于第一反射层的厚度。在一些实施方式中，第一反射层的厚度可以是约至约或约至或约至在一些实施方式中，第二反射层的厚度可以是约至约或约至或约至在一些实施方式中，第三反射层的厚度可以是约至约或约至或约至

在实施方式中，涂层的各层中的一层可以是合金层。在实施方式中，合金层可以基本上由基于镍的合金或超合金，或基于奥氏体镍的合金或超合金组成。在实施方式中，合金是镍/铬/钼(下文称“NCM”)合金，例如INCONEL^TM，如INCONEL^TM625。INCONEL^TM625是按重量计由Ni(最小约58％)、Cr(约20％至约23％)、Mo(约8％至约10％)、Nb+Ta(约3.15％至约4.15％)和Fe(最大约5％)组成的NCM合金。INCONEL^TM625的典型特性包括8.44g/cm³的密度、是约1350℃的熔点、12.8μm/m℃(20-100℃)的膨胀系数、79kN/mm²的刚性模量以及205.8kN/mm²的弹性模量。INCONEL^TM625符合以下标准：BS 3076 NA 21,ASTM B446和AMS5666。INCONEL^TM625625可从西弗吉尼亚州的亨廷顿的Special Metals Corporation购得，并且是该公司的商品名。出于本文提供的实例的目的，可以获得INCONEL^TM将其以任何合适的形式使用。虽然INCONEL^TM有几种不同的合金，但其他形式也不脱离本发明的总体范围。INCONEL^TM625等同于：W.NR 2.4856(Multi-Alloys cc，South Africa)、UNS N06625(Sandmeyer Steel Co.,Philadelphia,PA)，并且也称为AWS012，而且也是625、625、625、625以及6020的通用商品名称。

虽然NCM合金是专门描述的，但其他合金或超合金适用于可能具有一种或多种抗氧化和抗腐蚀性能的高温应用，或者适用于极端环境或在高温下具有优异的机械强度和抗蠕变性，以及/或良好的表面稳定性可与本发明的涂层结合使用。

合金层的厚度可以是约至约例如约至或约至约或约至约或约至约或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至约或约至或约至或约至或约至或约至或约至在实施方式中，合金层可以设置在第一反射层和第二反射层之间。在实施方式中，合金层可以与反射层邻接。在实施方式中，合金层可以与第二反射层邻接。在实施方式中，合金层可以设置在反射层下方并与反射层邻接。在实施方式中，合金层设置在第二反射层下方并与第二反射层邻接。

涂层的其余层选自氧化层、可选的阻挡层和可选的功能顶层。至少三(3)层可以是氧化层。氧化层可包含一种或多种金属氧化物。阻挡层可包含一种或多种金属。功能顶层可以设置为叠层中的顶层，以赋予如抗反射特性、NIR反射特性、耐磨性、耐刮擦性、耐热性、抗紫外线性、抗指纹性等特性，或者上述内容的任何的组合。在实施方式中，功能顶层可包含一种或多种金属、金属氧化物或它们的混合物。

氧化层可包含、基本上由或由一种或多种金属氧化物组成。氧化层基本上是透明的介电层。有用的氧化层可包括锌、锡、铟、铋、钛、铪、锆及其合金的氧化物。尽管本文特别提到氧化物，但替代的介电材料可适用于本发明的目的。因此，例如，在一些实施方式中，氧化层可包含氮化硅和/或氮氧化硅。在一些实施方式中，介电层或氧化层由氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO₂)或它们的混合物形成。在这样的实施例中，氧化层或透明介电层可包括氧化锌锡混合物。在各种实施例中，介电层可以是单个离散层，其基本上由单个介电材料、包含两种或更多种材料的混合物的单个层，或者包含或基本上由相同或不同的介电材料组成的两个或更多个离散层组成。应该理解，在整个说明书中，参考金属氧化物。这不应该被认为局限于完全氧化的金属氧化物，而且还限于那些可以形成附聚并具有部分氧化态的物质。它们可以指定为M(金属)氧(氧化物)，例如TiO_x、SnO_x等。例如，一个或多个氧化层可包含ZnO，或基本上由或由SnO₂、SnO_x或其组合组成。

在实施方式中，涂层叠层的三层或更多层可以是氧化层。在这样的实施例中，第一氧化层可以设置在第一反射层和第二反射层之间、第二氧化层可以设置在第二反射层和第三反射层之间，并且第三氧化层可以设置在基板表面和第一反射层之间。在一些实施方式中，第三氧化层可以与例如第一主基板表面的涂覆的表面邻接。可以可选地在涂层叠层中使用一个或多个另外的氧化层。第四氧化层、第五氧化层、第六氧化层或更多个氧化层可以可选地设置在如用户所选择的叠层中，这些层的编号仅仅是为了便于叙述而不考虑任何其他编号层的描述的顺序或存在或缺失。通常，可以选择第四或更高氧化层的层构造，以有利地使用所选择的氧化层的介电性质以及叠层布置。

每个氧化层的厚度可以是约至约或约至在实施方式中，第一氧化层的厚度可以是约至或约至或约至在实施方式中，第二氧化层的厚度可以是约至或约至在实施方式中，第三氧化层的厚度可以是约至或约至在实施方式中，第四氧化层的厚度可以是约至或约至

在实施方式中，涂层中可以可选地包括一个或多个阻挡层(例如，1-10个阻挡层)。阻挡层可包含金属、基本上由金属组成或由金属组成。在实施方式中，一个或多个阻挡层基本上由钛金属组成。在实施方式中，金属基本上由M(金属)Ox(氧化物)，例如TiOx，SnOx等组成。在实施方式中，一个或多个阻挡层可以邻近反射层设置并设置在其顶部。在这样的实施例中，阻挡层可以用作牺牲氧化材料，从而为其下方的反射层提供氧化阻挡。在一些实施方式中，阻挡层可以设置成与涂层叠层中的每个反射层邻接并位于其顶部。

在实施方式中，功能顶层可以可选地包括在涂层中。功能顶层可以设置为叠层中的顶层(例如，离基板最远的层)，以赋予如抗反射特性、NIR反射特性、耐磨性、抗划伤性、耐热性、抗紫外线性、指纹抗性等以及这些中的两种或更多种。在实施方式中，功能顶层可包含一种或多种金属、金属氧化物或它们的混合物。在一些这样的实施例中，顶层可包含钛或氧化钛或它们的混合物(TiO_x或“Tiox”)或基本上由其组成。在一些实施方式中，顶层可包含氮化硅(Si₃N₄)或基本上由氮化硅(Si₃N₄)组成。当在本文公开的涂层中使用时，顶层的厚度可以是约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至或约至度、或约至或约至或约至或约至或约至在使用时，顶层可包含暴露于、面对或提供与其中放置涂覆的基板的环境的界面的表面。

现在参考图1，示意性地示出了本发明的涂覆的基板的示例性实施例。涂覆的基板1000包括具有第一主侧101和第二主侧102的基板100。第一主侧101包括设置在其上的涂层200。涂层200包括十二个离散层。涂层200的总厚度可小于如在至之间。涂层200对可见光是透明的或基本上透明的。涂层200反射一部分辐射红外能量，因此倾向于将辐射热保持在由其产生的基板的同一侧。

涂层200包含多个层。涂层布置在层系统或叠层中，如图1中示意性地所示。涂层或叠层200可以沉积在基板100上和/或附接到基板100。构成涂层200的一个或多个层的厚度可以是连续的、可以是均匀的，或可以变化。单个层的厚度可以在其宽度或长度中的一个或多个上变化。在一个实例中，膜区域或其一部分可具有或包括在其至少一部分上的渐进变化或分级厚度。例如，在一些情况下，一个或多个层可以在涂覆的表面的一个或多个区域中增加厚度或减小厚度。单个层的厚度可以在本文公开的任何特定层厚度之间变化，如在本文公开的相应层厚度范围的任何端点之间变化。一个或多个层可以以连续的关系提供，即，直接布置在相邻层或基板主表面的顶部并且基本上与其接触。

涂层200可包括三个反射层210、211、212。第一反射层210可以与基板第一主表面101接近但不邻接，并且可以是底部反射层。第三反射层212可以设置在叠层的顶部附近，并且可以是三个反射层中的最顶部。第二反射层211可以设置在第一反射层210和第三反射层212之间。第一反射层、第二反射层和第三反射层中的每一个可以是离散层。例如，三个反射层可以基本上不彼此接触。在这样的实施例中，第一反射层210的厚度可以是约至第二反射层211的厚度可以是约至并且第三反射层212的厚度可以是约至在实施方式中，一个或多个反射层可以基本上由银组成。

涂层200还可包括合金层220。合金层220可以设置在第一反射层和第二反射层210、211之间，并且可以与第二反射层211邻接。在这样的实施例中，合金层220可以是约至厚。在实施方式中，合金层220可包含镍合金或基本上由镍合金组成，如NCM合金。

涂层200还可包括至少四个氧化层230、231、232、233。第一氧化层230可以设置在第一反射层210和第二反射层211之间。第二氧化层231可以设置在第二反射层211和第三反射层212之间。第三氧化层232可以与基板第一主表面101邻接并且设置在第一反射层210下方。第四氧化层233可以设置在第三反射层212上方。在这样的实施例中，第一氧化层230可以是约至厚、第二氧化层231可以是约至厚、第三氧化层232可以是约至厚，并且第四氧化层233可以是约至厚。在实施方式中，一个或多个氧化层可包含氧化锡(SnO₂)或基本上由氧化锡(SnO₂)组成。在实施方式中，一个或多个氧化层可包含氧化锌(ZnO)或基本上由氧化锌(ZnO)组成。在实施方式中，一个或多个氧化层可包含SnO₂和ZnO的混合物。

涂层200还可包括至少三个阻挡层240、241、242。第一阻挡层240可以设置在第一反射层210的顶部并与第一反射层210邻接。第二阻挡层241可以设置在第二反射层211的顶部并与第二反射层211邻接。第三阻挡层242可以设置在第三反射层212的顶部并与第三反射层212邻接。在这样的实施例中，第一阻挡层、第二阻挡层和第三阻挡层240、241、242的厚度可以各自是约至在实施方式中，第一阻挡层、第二阻挡层和第三阻挡层240、241、242中的一个或多个可包含钛或基本上由钛组成。

涂层200还可包括功能顶层250。功能顶层250可以设置在第四氧化层233的顶部，并且可以是构成涂层200的叠层的顶层(例如，距离基板最远的层)。在这样的实施例中，顶层250的厚度可以是约至在实施方式中，顶层250可包含TiO_x或Si₃N₄或基本上由TiO_x或Si₃N₄组成。

涂层200和本文公开的其他涂层适合应用于任何透明、基本透明或透光基板，如基板100。该基板适用于需要或期望控制电磁辐射的反射率和透射率的各种布置和设置。因此，在一些实施方式中，如本文所公开的涂覆的基板可以是窗户、保护性覆盖物(如用于数字或其他发光或背光显示器)或天窗。在实施方式中，涂覆的基板是有用的并且根据涂层组成、层组成、层放置、层厚度等中的一种或多种选择性地布置以获得电磁辐射的反射率和透射率的最佳控制。

在实施方式中，本发明的涂覆的基板可用作窗玻璃(window pane)。在这样的实施例中，涂覆的基板可以布置在绝缘玻璃(“IG”)单元内。IG单元包括至少两个基本上彼此平行安置的窗玻璃，其中支撑基础结构在窗玻璃之间提供基本上封闭或密封的空间。这种封闭或密封的空间通常基本上不填充空气(真空)、空气、惰性气体，如氩气或空气和一种或多种惰性气体的混合物。在这样的实施例中，IG单元的窗玻璃中的一个或两个可包含其一个或两个主表面上的本文公开的任何涂层。在一些实施方式中，本文公开的任何涂层可以施加在第一玻璃基板的第一主表面上，并且第一玻璃基板的第一主表面可以布置成接触IG单元的窗玻璃之间的封闭或密封空间。IG单元还可包括至少第二玻璃基板，该第二玻璃基板不包括本发明的涂层。本领域技术人员容易想到其他合适的布置。例如，IG单元中的第一和第二窗玻璃可适当地包括如本文所述的本发明的一个或多个涂层，和/或一个或多个用于某些其他目的，如抗反射性、NIR反射性、隐私性、抗划伤性等的附加涂层。

在实施方式中，IG单元可包括至少两个基板，如本文公开的任何基板。每个基板可包括可以基本上彼此平行的一个或多个主表面。在实施方式中，IG单元可包括基板安装单元(例如，窗框、窗扇、隔板、密封件等)，在其中含有至少两个基板。基板安装单元可以将两个基板保持在基本平行的构造中。基板安装单元和至少两个基板可以在它们之间共同形成封闭空间。

图2是示出根据实施例的IG单元构造的示意图。IG单元10000包括第一外表面10001和第二外表面10002、涂覆的基板1000和附加的基板2000，其中表面10001和10002可以基本上彼此平行地安置。基板1000、2000可以部分地限定封闭空间3000。用于限定封闭空间3000的附加基础结构以传统方式(如在基板安装单元中)布置在IG单元10000周围。封闭空间3000可以基本上不包含空气(真空)、空气、惰性气体，或空气与一种或多种惰性气体的混合物。涂覆的基板1000可以包括在基板100第一表面101上的涂层200，使得涂层200接触封闭空间3000。在实施方式中，从表面10001行进到表面10002(例如，从建筑物外部到建筑物内部)的光可首先遇到涂层200的基层(例如，与基板相邻的最下层)。在实施方式中，涂层可以设置在附加基板2000上，使得从表面10001行进到表面10002的光可以首先遇到涂层200的顶层(例如，最上层)。

可以使用本领域技术人员已知的任何合适的薄膜沉积方法将本文公开的涂层设置在基板上。在实施方式中，可以采用溅射技术来沉积、设置或施加一层或多层涂层叠层。在这样的实施例中，可以采用溅射来沉积、设置或施加涂层叠层的6至20层中的每一层。溅射是用于将材料的薄膜沉积到表面或基板上的技术。通过首先产生气态等离子体然后将来自该等离子体的离子加速成源材料，该源材料通过能量转移被到达的离子侵蚀，并以中性粒子的形式作为单个原子或者原子或分子的簇喷射。当这些中性粒子被喷射时，它们以直线行进，除非它们与某物接触，无论它是另一颗粒还是附近的表面。放置在这些喷射的颗粒的路径中的如本文所述的基板将被其一层涂覆。气态等离子体是一种动态条件，其中中性气体原子、离子、电子和光子同时存在于近平衡状态。可以通过将如氩气或氧气的气体计量到预泵真空室中并使腔室压力达到特定水平，然后使用真空供给通过将有效电极引入该低压气体环境来产生这种动态条件。当等离子体将能量损失到其周围环境中时，如RF、AC或DC的能量源可用于供给并因此保持等离子体状态。在实施方式中，所使用的溅射类型可以是二极管溅射、磁控溅射、共焦溅射、直接溅射或其他合适的技术。

在实施方式中，溅射可以以分批的、半连续的或连续的工艺进行。半连续和连续的工艺涉及将透光基板传送通过一系列两个或更多个区域或腔室，其中在传送期间按顺序施加层。其中基板是例如，玻璃板或玻璃片，这种工艺是半连续的；其中基板是例如一卷聚酯薄膜，这样的工艺是连续的。在半连续和连续的工艺中，操作者可以调整基板通过设备的传送速率以改变层或涂层厚度，这除了在溅射期间改变施加到目标的功率之外还提供用于生产的附加变量。在分批处理中，操作者可以通过改变施加到目标的功率或在区域或腔室中的停留时间来调整层厚度。

反射层、合金层和阻挡层可以在基本上惰性的气氛中从相应的金属源中适当地溅射。氧化层和在一些实施例中的功能顶层可以从相应的电介质源适当地溅射或通过在反应性气氛中溅射金属靶来适当地溅射。例如，为了沉积氧化锌，可以在氧化气氛中溅射锌靶，或者为了沉积氮化硅层，可以在氮气氛中溅射硅靶。因此，在实施方式中，一个或多个涂层叠层的一个或多个氧化物或氮化物层可以通过从相应的氧化物源溅射或通过在反应性气氛中溅射金属靶来施加。顶层适当地包括金属、金属氧化物或金属氮化物，并且使用与预期的层组成一致的相应的源。

在实施方式中，化学气相沉积(CVD)可用于将一层或多层涂层设置在基板上。CVD涉及通过等离子体分解气体源并随后将层沉积到基板上。沉积区可以与磁控溅射系统类似地适当地布置，使得可以通过在基板通过一个或多个等离子体区时改变基板的速度和/或通过改变功率和/或一个或多个等离子体区域中的每一个内的气体流速来调整设置在基板上的层厚度。

本文公开的涂覆的基板提供优于目前可用的NIR反射基板的优点，特别是涂覆有常规三重银涂层的基板。本文公开的涂层提供与三重银涂层相关的优点，如有利的太阳热增益/可见光比。本文公开的涂覆的基板具有与使用合金和超合金涂层结合三重银涂层相关的色彩、透明度和其他可见的优点，同时在与相比于传统的三重银涂层的透光涂覆的基板的正常观察表面成一个或多个锐角处显示出减少的蓝/绿色偏移。本文公开的涂覆的基板易于使用允许容易控制层厚度的技术制造，这反过来又允许控制锐角观察性能。

当垂直于玻璃对比成锐角表面观察时，本文公开的涂层减少了颜色不一致性。从与涂覆的主基板表面(定义为0°)基本垂直的方向上的涂覆的制品的色坐标值可以基本上等于从与涂覆的主表面成锐角的角度的方向上的色坐标值，锐角\

如约10°至89°、或约15°至89°、或约20°至89°、或约25°至89°、或约30°至89°、或约35°至89°、或约40°至89°、或约45°至89°、或约50°至89°、或约55°至89°、或约60°至89°、或约65°至89°、或约70°至89°、或约75°至89°、或约80°至89°、或约85°至89°、或约10°至85°、或约10°至80°、或约10°至75°、或约10°至70°、或约10°至65°、或约10°至60°、或约15°至85°、或约15°至80°、或约15°至75°，或其任何子范围。在实施方式中，来自基本垂直于涂覆的主表面的方向上的制品的色坐标值到来自与涂覆的主表面成锐角的方向上的色坐标值的变化可以相对于已知的涂覆的制品减小。为此，本文公开的涂层适用于广泛的设计和建筑应用。

本文公开的涂覆的基板对可见光是透射的，并且对红外辐射可以是不透明的或基本上不透明的。本文公开的涂层可提供约20％至约60％的可见光透射率。此外，涂层可提供是约1.7至2.3、或约1.8至2.3、或约1.9至2.3、或约2.0至2.3、或约2.1至2.3、或约1.9至2.2、或约1.9至2.1、或约1.9至2.0的光与太阳能增益比(LSG)(可见光透射率除以太阳能热增益系数)。包括本发明的涂覆的基板的IG单元相对于常规的双涂层和三重银涂覆的IG单元具有改进的太阳热增益系数(SHGC)，同时保持期望的可见光透射率(～50％或更高)，并且进一步包括如上所述的改善的锐角观察特性。

操作实施例

通过磁控溅射施加十二个离散层来涂覆玻璃片(0.25“厚的透明标准窗玻璃)。按照表1中所示的顺序和层厚度施加这些层。将层1直接沉积在玻璃片上，其中每个后续层按所列顺序设置在其上。

表1.施加的层和每层的厚度。

以这种方式涂覆两个玻璃样本。另外的三重银涂覆的玻璃基板在公开市场上从商业来源获得(每种具有与表1的涂层不同的构造)；这些被指定为样本2和样本4，如表2所示。

每个涂覆的玻璃片安装在IG单元中，其中每个IG单元以与图2的IG单元相同的方式构造。具体地，涂覆的玻璃片的涂覆侧与接触基板1000和由IG单元限定的封闭空间的涂层一起安置。因此，每个IG单元10000包括第一外表面10001；第二外表面10002；涂覆的基板1000，例如其是表1的涂覆的基板、其改进形式或市售的三重银涂覆的基板；以及另外的基板2000，其中基板表面10001和10002基本上彼此平行地安置。基板1000、2000可以部分地限定封闭空间3000；用于限定封闭空间3000的附加基础结构以传统方式布置在IG单元10000周围。每个涂覆的基板1000可以包括在基板100第一表面101上的涂层，使得该涂层接触封闭空间3000。IG单元被布置成使得基板1000位于相对于建筑物的外表面的最外侧(例如，接触建筑物的外部环境)，其中安装有IG单元，使得基板2000位于第一基板1000的内部并且在其上安装了IG单元。

表2.安装在IG单元中的涂覆的玻璃用于测试

将五个IG样本中的每一个(例如，窗口单元)并排安装在朝南的建筑物窗口中以用于测试目的。单个IG样本的测试设置，例如样本1在图3中示出。从顶部示出单层建筑物10。IG单元10000安装在建筑物10的开口20中。IG单元10000的构造与图2的IG单元相同。建筑物10中的IG单元10000的取向使得附加基板2000接触建筑物10内的内部环境。

IG样本的测试如下进行。从安装有待测试的IG样本的建筑物10的外部上的点21开始，以角度50、51、52和53从建筑物10的外表面测量距离40。距离40是12.2米(40英尺)；角度50为0°(法线)；角度51与法线成30°；角度52与法线成60°；并且角度53与法线成75°。因此，位置60位于距建筑物10的窗户开口20的12.2米处并且与其成50°角(0°)。位置61位于距建筑物10的窗户开口20的12.2米处并且与其成51度角。位置62位于距建筑物10的窗户开口20的12.2米处并且与其成52度角。并且位置63位于距建筑物10的窗户开口20的12.2米处并且与其成53度角。

参与测试的个人不知道任何IG样本1-样本5的身份。指示个人站在每个位置60、61、62、63并观察样本1-样本5的外观色彩；然后根据外观观察到的色移，为每个位置的每个样本分配一个等级1-5：1-很少或没有色移；2-轻微的色移；3-适度的色移；4-显著的色移；5-最大色移。对每个样本评估相对于正常的色移；也就是说，位置60是在每个位置61、62、63处进行比较的基线，其中每个比较是用在不同角度评估的单个样本进行的。七个单独评估的结果在表3中示出并且在图4中以图形方式描绘。图5包括在图5中示出的每个位置60、61、62、63处的IG样本1-样本5的照片。

表3.作为位置的函数的IG样本的色移的评估。

在表3中示出，具有表1涂层的IG样本1和5显示出在锐角处感知到的色彩偏差的最低平均分数。IG样本5显示出特别低的偏差分数。IG样本2和样本4的市售涂层显示出最高的平均分数。

Claims (20)

1.一种涂覆的基板，包含：

具有一个或多个主表面的透光基板；以及

设置在所述基板的一个主表面的至少一部分上的涂层，所述涂层包含多个离散层，包括：

第一反射层；

第二反射层，其设置在第一反射层上方；

第三反射层，其设置在第二反射层上方；

第一氧化层，其设置在第一反射层和第二反射层之间；

第二氧化层，其设置在第二反射层和第三反射层之间；

第三氧化层，其设置在所述基板和所述第一反射层之间；以及

合金层，其设置在第一反射层和第二反射层之间并与所述第二反射层邻接；

其中所述涂层具有约至的厚度。

2.根据权利要求1所述的涂覆的基板，其中所述透光基板包含玻璃。

3.根据权利要求1所述的涂覆的基板，其中所述透光基板包含聚合物、聚丙烯酸酯或聚碳酸酯。

4.根据权利要求1所述的涂覆的基板，其中所述第一反射层、所述第二反射层和所述第三反射层中的每一个的厚度是约至并基本上由银组成。

5.根据权利要求1所述的涂覆的基板，其中所述合金层的厚度是约至并且包含至少约58重量％的Ni、约20重量％至约23重量％的Cr、约8重量％至约10重量％的Mo、约3.15重量％至约4.15重量％的Nb/Ta，和小于约5重量％的Fe。

6.根据权利要求1所述的涂覆的基板，其中所述第一氧化层、所述第二氧化层或两者的厚度是约至并且包含ZnO、SnO₂、SnO_x或它们的混合物。

7.根据权利要求1所述的涂覆的基板，其中所述涂层还包含设置在所述第三反射层上方的第四氧化层。

8.根据权利要求1所述的涂覆的基板，其中所述涂层还包含以下各项中的一个或多个：设置在所述第一反射层上方并与所述第一反射层邻接的第一阻挡层、设置在所述第二反射层上方并与所述第二反射层邻接的第二阻挡层或者设置在所述第三反射层上方并与所述第三反射层邻接的第三阻挡层。

9.根据权利要求8所述的涂覆的基板，其中所述第一阻挡层、所述第二阻挡层或所述第三阻挡层中的一个或多个的厚度各是约至并包含钛。

10.根据权利要求1所述的涂覆的基板，其中所述涂层还包含功能顶层。

11.根据权利要求10所述的涂覆的基板，其中所述功能顶层的厚度为约至并且包含一种或多种金属、金属氧化物、金属氮化物、具有部分氧化态的金属或它们的混合物。

12.一种绝缘玻璃单元，包含：

至少两个透光基板，每个所述透光基板具有一个或多个主表面；

包含所述至少两个基板的基板安装单元，其中所述基板安装单元将所述至少两个基板保持为基本平行的构造，并且所述基板安装单元和所述至少两个基板共同形成封闭空间；

设置在至少一个所述主表面的至少一部分上的涂层，所述涂层包含多个离散层，包括：

第一反射层；

第二反射层，其设置在第一反射层上方；

第三反射层，其设置在第二反射层上方；

第一氧化层，其设置在第一反射层和第二反射层之间；

第二氧化层，其设置在第二反射层和第三反射层之间；

第三氧化层，其设置在所述基板和所述第一反射层之间；以及

合金层，其设置在第一反射层和第二反射层之间并与所述第二反射层邻接；

其中所述涂层具有约至的厚度。

13.根据权利要求12所述的绝缘玻璃单元，其中所述涂层设置在所述封闭空间内。

14.根据权利要求13所述的绝缘玻璃单元，其中所述涂层设置在所述至少两个基板的最外基板上。

15.根据权利要求13所述的绝缘玻璃单元，其中所述涂层设置在所述至少两个基板的最内基板上。

16.一种涂覆透光基板的方法，所述方法包含将以下项溅射到所述基板的主表面的至少一部分上，依次为：

第一反射层；

第一氧化层；

合金层；

第二反射层；

第二氧化层；以及

第三反射层；

其中所述涂层的总厚度是约至

17.根据权利要求16所述的方法，还包括以下各项中的一个或多个：在溅射所述第一反射层之前溅射第三氧化层或在溅射所述第三反射层之后溅射第四氧化层。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括以下各项中的一个或多个：在溅射所述第一反射层之后溅射第一阻挡层，使得所述第一阻挡层与所述第一反射层邻接、在溅射所述第二反射层之后溅射第二阻挡层，使得所述第二阻挡层与所述第二反射层邻接，或者在溅射所述第三反射层之后溅射第三阻挡层，使得所述第三阻挡层与所述第三反射层邻接。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括在溅射所述第三反射层之后溅射功能顶层。

20.根据权利要求16所述的方法，其中所述溅射在包含多个溅射区的装置中进行，并且其中将所述基板在所述装置内输送通过所述多个溅射区。