CN112384486A - 具有一个或多个ir反射层和一个或多个氮氧化硅锆层的涂覆制品及制备其的方法 - Google Patents

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Abstract

低发射率(低E)涂层包括为诸如银的材料或含诸如银的材料的第一红外(IR)反射层和第二红外反射层。该涂层包括底部电介质部分和中心电介质部分，该底部电介质部分包括氮氧化硅锆的层或含氮氧化硅锆的层，该中心电介质部分包括锡酸锌的层或含锡酸锌的层。该涂层被构造成实现以下项的组合：期望的可见光透射率、一致且低的发射率值、在任选的热处理(诸如热回火)时的热稳定性、期望的U值、期望的LSG值以及期望的着色和/或反射率值。在某些示例性实施方案中，可提供夹置在一对电介质层之间的吸收剂层。本文中的涂覆制品可用于绝缘玻璃(IG)窗单元的背景中，或者用于其他合适的应用中，诸如单片式窗应用、层压窗和/或类似应用。

Description

具有一个或多个IR反射层和一个或多个氮氧化硅锆层的涂覆 制品及制备其的方法
本发明涉及具有低发射率(低E)涂层的涂覆制品，该涂层包括为金属(诸如银等)或包括金属的至少第一红外(IR)反射层和第二红外反射层。低E涂层被设计成使得涂覆制品可实现以下中的一者或多者：期望的可见光透射率、一致且低的发射率值、在任选的热处理(诸如热回火)时的热稳定性、低U值、期望的LSG值以及期望的着色和/或反射率值。在某些示例性实施方案中，该涂层包括底部电介质部分和中心电介质部分，该底部电介质部分包括氮氧化硅锆的层或含氮氧化硅锆的层，该中心电介质部分包括锡酸锌的层或含锡酸锌的层。已发现，至少底部电介质部分与中心电介质部分的组合(该底部电介质部分包括氮氧化硅锆的层或含氮氧化硅锆的层，该中心电介质部分包括锡酸锌的层或含锡酸锌的层)允许实现以下项的组合：期望的可见光透射率、一致且低的发射率值、在任选的热处理(诸如热回火)时的热稳定性、期望的低U值、期望的LSG值以及期望的着色和/或反射率值。在某些示例性实施方案中，可提供夹置在一对电介质层之间的吸收剂层，以定制可见光透射率(诸如当需要较低可见光透射率的涂层时)。本文中的涂覆制品可用于绝缘玻璃(IG)窗单元的背景中，或者用于其他合适的应用中，诸如单片式窗应用、层压窗和/或类似应用。
背景技术和发明内容
涂覆制品在本领域中已知用于窗应用，诸如绝缘玻璃(IG)窗单元、车窗、单片式窗和/或类似应用。在某些示例性情况中，涂覆制品的设计者通常力图在IG窗口单元的情况下实现期望的可见光透射率、期望的颜色、低发射率(或发射性)、低薄层电阻(Rs)、期望的LSG值、和/或期望的U值的组合。期望的可见光透射率和期望的颜色可允许涂覆制品用于需要这些特性的应用中，诸如在IG或车窗应用中，而低发射率和低薄层电阻和低薄层电阻特性允许此类涂覆制品阻挡大量的IR发射，以便减少例如车辆或建筑物内部的不期望的加热。
低E涂层通常通过溅射沉积在玻璃基底上。涂层或涂覆制品的发射率和/或薄层电阻值在很大程度上由通常由银等制成的一个或多个IR反射层驱动。然而，相对于此类涂层的发射率值，难以实现低公差变化。换句话讲，本领域中的一个问题是难以在给定的较小的公差变化内实现所需的低发射率值和/或薄层电阻值。公差变化一直大于所期望的。
鉴于上述情况，应当理解，在本领域中存在对包含低E涂层的涂覆制品的需要，该涂层被设计成使得可在给定的小公差范围(例如，±1％的公差)内实现期望的低发射率值。还期望提供还可实现以下中的一者或多者的此类涂层：高可见光透射率、低发射率、在任选的热处理(诸如热回火)时的热稳定性、低U值、以及期望的着色和/或反射率值。
常规地，难以在具有两个银基IR反射层的涂层中实现期望的LSG值和低ΔE*值(例如，玻璃侧反射)。在本发明的示例性实施方案中，令人惊讶地发现，当组合以下项时，具有两个银基IR反射层的涂层可实现的期望的LSG值和低ΔE*值(例如，玻璃侧反射)与其他期望的光学特性的组合：(a)包含银的第二IR反射层比包含银的第一IR反射层厚，更优选地当第二IR反射层比包含银的第一IR反射层厚至少10埃
Figure BDA0002882273020000021
时(更优选地厚至少20埃，甚至更优选地厚至少30埃，并且最优选地厚至少40埃)；(b)提供底部电介质部分，该底部电介质部分包括氮氧化硅锆的层或含氮氧化硅锆的层，(c)中心电介质部分，该中心电介质部分包括一个或多个锡酸锌的层或一个或多个含锡酸锌的层；(d)层堆叠的底部电介质部分中的基于氮氧化硅锆的层比该层叠堆的该底部电介质部分中的基于锡酸锌的层厚(优选地厚至少10埃，更优选地厚至少20埃，并且最优选地厚至少30埃)；(e)层叠堆的中心电介质部分中的至少一个基于锡酸锌的层比该层叠堆的底部电介质部分中的基于氮氧化硅锆的层厚(优选厚至少20埃，更优选厚至少40埃，并且最优选厚至少60埃)；以及任选地(f)吸收剂14，该吸收剂位于夹置在一对含氮化硅层13、13′之间的中心叠堆中。
在本发明的某些示例性实施方案中，已发现至少底部电介质部分与中心电介质部分(介于IR反射层之间)的组合(该底部电介质部分包括氮氧化硅锆的层或含氮氧化硅锆的层，该中心电介质部分包括锡酸锌的层或含锡酸锌的层)允许实现以下项的组合：期望的可见光透射率、一致且低的发射率值、在任选的热处理(诸如热回火)时的热稳定性、期望的U值、期望的LSG值以及期望的着色和/或反射率值。在某些示例性实施方案中，可提供夹置在一对电介质层之间的吸收剂层，以定制可见光透射率(诸如当需要较低可见光透射率的涂层时)。在涂层的下部电介质部分中、在玻璃基底与最下IR反射层(例如，银等)之间的含氮氧化硅锆的层改善了IR反射层的质量，从而允许涂覆制品实现具有低公差变化的低发射率值。已惊奇地发现，在涂层的下部电介质部分中，在锡酸锌层或含锡酸锌的层下方以及在氧化锌层或含氧化锌的层的下方提供氮氧化硅锆可改善银的品质，并因此以所期望的方式获得较低的发射率值和较低的发射率公差值。即使氮氧化硅锆不直接接触IR反射层，其仍改善位于上方的IR反射层的质量，从而允许以更一致的方式改善并制造涂层的热特性。已发现IR反射层生长得更好并且具有更平滑的基部，这可在一致的基础上更容易地重复。还已发现，在氮氧化硅锆上方提供钛氧化物(例如TiO2)层或包含钛氧化物的层导致涂覆制品的可见光透射率增加，并且(如果需要的话)导致改善的光学特性，以及线速度的增加。
在本发明的一个示例性实施方案中，提供了涂覆制品，该涂覆制品包括由玻璃基底支撑的涂层，所述涂层包括依次远离所述玻璃基底的以下层：包含氮氧化硅锆的电介质层；包含锡酸锌的第一层；包含氧化锌的第一层，包含氧化锌的所述第一层位于包含锡酸锌的所述层上方并且直接接触包含锡酸锌的所述层；包含银的第一红外(IR)反射层，包含银的所述第一红外反射层位于所述基底上的包含氧化锌的所述第一层上方并且直接接触包含氧化锌的所述第一层；以及包含金属氧化物的接触层，包含金属氧化物的所述接触层位于包含银的所述第一IR反射层上方并且直接接触包含银的所述第一IR反射层；包含锡酸锌的第二层，包含锡酸锌的所述第二层在所述玻璃基底上的至少所述第一IR反射层和所述接触层上方；包含氧化锌的第二层，包含氧化锌的所述第二层位于至少包含锡酸锌的所述第二层上方；包含银的第二IR反射层，包含银的所述第二IR反射层位于至少所述第一IR反射层、包含锡酸锌的所述第一层和包含锡酸锌的所述第二层、以及包含氧化锌的所述第一层和包含氧化锌的所述第二层上方；另一个电介质层，所述另一个电介质层在至少包含银的所述第二IR反射层上方；其中所述涂层含有两个银基IR反射层；其中包含银的所述第二IR反射层比包含银的所述第一IR反射层厚至少10埃
Figure BDA0002882273020000041
其中包含氮氧化硅锆的所述电介质层比包含锡酸锌的所述第一层厚至少10埃
Figure BDA0002882273020000042
并且其中包含锡酸锌的所述第二层比包含氮氧化硅锆的所述电介质层厚至少20埃
Figure BDA0002882273020000043
附图说明
图1为根据本发明的示例性实施方案的涂覆制品的剖视图。
图2为根据本发明的另一示例性实施方案的涂覆制品的剖视图。
图3为根据本发明的另一示例性实施方案的涂覆制品的剖视图，包括实施例2、实施例4和实施例6的叠堆。
图4为根据本发明的另一示例性实施方案的涂覆制品的剖视图，包括实施例1、实施例3和实施例5的叠堆。
图5是示出根据本发明的各种示例性实施方案的层叠堆的示意图，包括实施例7至实施例10的层叠堆。
图6为示出实施例1至实施例6的光学、热和性能数据的图表。
图7为示出实施例7至实施例10的光学、热和性能数据的图表。
图8是示出实施例11至实施例14的光学、热和性能数据的图表。
图9为根据本发明的另一示例性实施方案的涂覆制品的剖视图，包括实施例11至实施例13的叠堆。
图10为根据本发明的另一示例性实施方案的涂覆制品的剖视图，包括实施例12至实施例14的叠堆。
具体实施方式
现在参考附图，其中类似的附图标号在若干视图中表示类似的部件。
本文中的涂覆制品可用于应用诸如单片窗、包括单片涂覆制品的IG窗单元、车窗和/或包括单个或多个基底(诸如玻璃基底)的任何其他合适的应用中。
本发明的某些实施方案涉及具有由玻璃基底1支撑的低发射率(低E)涂层的涂覆制品，该低E涂层包括银等或包括银等的至少第一红外(IR)反射层和第二红外反射层。例如，参见图1中的IR反射层9和19。低E涂层被设计成使得涂覆制品可实现以下多个项的组合：期望的可见光透射率、一致且低的发射率值、在任选的热处理(诸如热回火)时的热稳定性、低U值、期望的LSG值以及期望的着色和/或反射率值。在某些示例性实施方案中，该涂层包括底部电介质部分和中心电介质部分，该底部电介质部分包括氮氧化硅锆2的层或含氮氧化硅锆2的层，该中心电介质部分包括锡酸锌12和/或15的层或含锡酸锌12和/或15的层。已发现，至少底部电介质部分与中心电介质部分的组合(该底部电介质部分包括氮氧化硅锆2的层或含氮氧化硅锆2的层，该中心电介质部分包括锡酸锌12和/或15的层或含锡酸锌12和/或15的层)允许实现以下项的组合：期望的可见光透射率、一致且低的发射率值、在任选的热处理(诸如热回火)时的热稳定性、期望的U值、期望的LSG值以及期望的着色和/或反射率值。在某些示例性实施方案中，可提供夹置在一对电介质层13、13′(例如，可掺杂有铝等的氮化硅的电介质层或含可掺杂有铝等的氮化硅的电介质层)之间的吸收剂层14，以定制可见光透射率(诸如当需要较低可见光透射率的涂层时)。本文中的涂覆制品可用于绝缘玻璃(IG)窗单元的背景中，或者用于其他合适的应用中，诸如单片式窗应用、层压窗和/或类似应用。
在玻璃基底1与IR反射层(例如，银等的反射层)9之间，在涂层的下部电介质部分中提供氮氧化硅锆2的层或含氮氧化硅锆2的层改善了IR反射层9的质量，从而允许涂覆制品实现具有低公差变化的低发射率值。并且已惊奇地发现，在涂层的下部电介质部分中，在锡酸锌层或含锡酸锌的层5下方和/或在氧化锌层或含氧化锌的层7的下方提供氮氧化硅锆2可改善银的品质，并因此改善(较低的)发射率值和较低的发射率公差值。即使氮氧化硅锆2不直接接触IR反射层9，其仍可令人惊讶地改善叠置的IR反射层的质量，从而允许以更一致的方式改善并制造涂层的热特性。已发现IR反射层9和19生长得更好并且具有更平滑的基部，这可在一致的基础上更容易地重复。还令人惊讶地发现，在氮氧化硅锆2上方提供钛氧化物(例如TiO2)的或包含钛氧化物的层3导致涂覆制品的可见光透射率增加，并且导致改善的光学特性以及线速度的增加。
如本文所用，术语“热处理(heat treatment)”和“热处理(heat treating)”意指将制品加热到足以实现含玻璃制品的热回火、热弯曲和/或热强化的温度。该定义包括例如在烘箱或炉中在至少约580摄氏度、更优选地在至少约600摄氏度的温度下加热涂覆制品足够的周期以允许回火、弯曲和/或热强化。在某些情况下，HT可持续至少约4分钟或5分钟。在本发明的不同实施方案中，涂覆制品可以进行或可以不进行热处理。
图1是根据本发明的示例性实施方案的涂覆制品的剖视图。涂覆制品包括玻璃基底1(例如，透明、绿色、青铜或蓝绿色玻璃基底，厚约1.0mm至10.0mm，更优选地约1.0mm至6.0mm，其中示例性玻璃基底为厚约3.8mm至4.0mm的透明玻璃基底)和直接或间接地设置在基底1上的多层低E涂层(或层系统)。如图1中所示，低E涂层包括：氮氧化硅锆的或含氮氧化硅锆的电介质层2；钛氧化物(例如TiO2)的或包含钛氧化物的电介质层3；锡酸锌的或含锡酸锌的电介质层5、12、15，可任选地掺杂有金属诸如Sn或Al的锌氧化物的或含可任选地掺杂有金属诸如Sn或Al的锌氧化物的电介质层7和17；银、金等的或含银、金等的反射层9和19；Ni、Cr、NiCr、NiCrMo或它们的任意氧化物(诸如NiCr的氧化物或NiCrMo的氧化物)的或含Ni、Cr、NiCr、NiCrMo或它们的任意氧化物的上接触层11和21，金属氧化物诸如锡氧化物(例如SnO2)、锡酸锌等的或含金属氧化物诸如锡氧化物、锡酸锌等的电介质层22，和诸如硅氮化物(例如Si3N4)和/或氮氧化硅的材料的或含诸如硅氮化物和/或氮氧化硅的材料的电介质层23，以及诸如锆氧化物(例如ZrO2)的材料的任选的电介质保护层(未示出)。为了将涂层的可见光透射率定制为所需值，涂层还可包括设置在一对电介质层13、13′之间的吸收剂层14，该电介质层为硅氮化物等或含硅氮化物等。吸收剂层14优选地为金属的或基本上金属的(含有0％至10％的氧，更优选地0％至5％的氧，原子％)，并且可为NiCr、NiCrMo、NbZr等或含NiCr、NiCrMo、NbZr等。需注意，“C22”为基于NiCrMo的材料，其在某些示例性实施方案中可用于吸收剂层14。在本发明的某些示例性实施方案中，也可额外地提供其他层和/或材料，并且在某些示例性情况中也可去除或分离某些层。例如，任选地，氮化硅和/或氮氧化硅(未示出)的层或含氮化硅和/或氮氧化硅的层可设置在玻璃基底1与氧氮化硅锆2之间。此外，在本发明的某些示例性实施方案中，可用其他材料代替上文所述的材料以用于特定层。
图2是根据本发明的另一示例性实施方案的涂覆制品的剖视图。图2示出了在本发明的某些示例性实施方案中，可省略来自图1实施方案的层13、13′和14。
图3至图5是包括根据本发明的示例性实施方案的涂层的涂覆制品的剖视图，其中出于举例的目的列出了以nm为单位的层的示例性厚度(d)。
在单片情况下，涂覆制品仅包括一个基底诸如玻璃基底1。然而，例如本文的单片涂覆制品可用于诸如IG窗单元的装置中。通常，IG窗单元可包括两个间隔开的玻璃基底，其间限定有间隙。示例性IG窗单元例如在美国专利号5,770,321、5,800,933、6,524,714、6,541,084和US 2003/0150711中示出和描述，其公开内容在此通过引用并入本文。示例性IG窗单元可包括例如图1至图5中任一个所示的涂覆玻璃基底，该涂覆玻璃基底通过一个或多个间隔物、一种或多种密封剂等连接到另一玻璃基底，其间限定有间隙。在IG单元实施方案中，基底之间的该间隙在某些情况下可填充有气体，诸如氩气(Ar)或Ar气与空气的混合物。示例性IG单元可包括一对间隔开的基本上透明的玻璃基底，其各自为4mm(例如3.8mm)厚，其中一个在某些示例性情况下涂覆有本文中的涂层，其中基底之间的间隙可为从约5mm至30mm，更优选地约从10mm至20mm，并且最优选地约为16mm。在某些示例性情况下，涂层可设置在外部/内部玻璃基底1的面向间隙的一侧上(尽管在某些替代实施方案中涂层可在另一基底上)，该侧通常被称为IG窗口单元的表面二。
在本发明的某些示例性IG单元实施方案中，涂层被设计成使得所得IG单元(例如，出于参考目的，使用在被16mm的间隙间隔开的一对3.8mm的透明玻璃基底，该间隙被空气和Ar气体的混合物填充)具有不大于1.4W/(m2K)，更优选地不大于1.3W/(m2K)，有时不大于1.1W/(m2K)，并且有时不大于1.0W/(m2K)的U值。本文的U值根据EN 410-6732011-Winter来测量和参考，其公开内容据此以引用方式并入本文。实际上，优选的是，相对于单层或三层银层叠堆，当涂层含有两个银基IR反射层(例如，如图1至图5所示)时，本文所讨论的光学特征和热特征得以实现。
已发现氧氮化硅锆层2中的氮/氧比率在某些示例性实施方案中是显著的。氧氮化硅锆层2中过多的氧可导致溅射率降低，并且似乎不会有助于降低吸收率或增加透射率。该层2中过多的氧气可导致不期望的雾度。因此，在本发明的某些示例性实施方案中，氧氮化硅锆的或含氧氮化硅锆的层2的氮氧比率(氮/氧比率)为至少1，更优选地为至少3，更优选地为至少4，并且甚至更优选地为至少5(使用原子％)。因此，例如，层2可含有至少三倍于O的N，更优选地至少四倍于O的N，并且最优选地至少五倍于O的N。例如，在本发明的某些示例性实施方式中，使用ZrSi靶对层2进行溅射沉积，使用约0.4ml/kW至2.0ml/kW，更优选地约0.5ml/kW至1.5ml/kW、并且最优选地约0.8ml/kW至1.0ml/kW的O2气体，和约4.0ml/kW至10.0ml/kW，更优选地约5.0ml/kW至8.0ml/kW，并且最优选地约6.0ml/kW至7.0ml/kW的N2气体。氩(Ar)气也可用在溅射工艺中。
此外，还已经发现，在氧氮化硅锆层2中，过多的Zr可导致不期望的脆性材料，而过少的Zr可导致银层9不那么平滑并降低涂层质量。已发现，当层2含有比Zr更多的Si(原子％)时，在这些方面实现了更好的结果。例如，层2中(以及用于沉积层2的溅射靶中)的Zr/Si(原子)比率优选地为从0.20至0.60，更优选地为从0.30至0.47，并且最优选地为从0.35至0.44。例如，含有约40％的Zr和约60％的Si的一个或多个溅射靶可用于溅射沉积层2。
在本发明的某些示例性实施方案中，电介质层3可为钛氧化物或包含钛氧化物。在某些示例性情况中，层3的钛氧化物可由TiOx表示，其中x为从1.5至2.5，最优选地为约2.0。在不同的实施方案中，钛氧化物可经通过溅射等沉积。在某些示例性情况下，当电介质层3为钛氧化物或包含钛氧化物时，该层在550nm可具有的折射率(n)为至少2.0，更优选地为至少2.1，并且可能为约2.3至2.6。在本发明的某些实施方案中，对包含钛氧化物的层3的厚度进行控制，从而允许a*和/或b*颜色值(例如，透射、膜侧反射和/或玻璃侧反射)相当中立(即，接近零)和/或是期望的。在某些示例性情况下，可以除了钛氧化物之外额外使用其他材料或用其他材料代替钛氧化物。在某些另选的实施方案中，可用另一种金属替换氧化物层3中的Ti。
在示例性实施方案中，基于锡酸锌(例如ZnSnO、Zn2SnO4等)的电介质层5、12和/或15可任选地包含按重量计多于Sn的Zn。例如，在本发明的某些示例性实施方案中，这些基于锡酸锌的层中的一个或多个层的金属含量可包括从约51％至90％的Zn和约从10％至49％的Sn，更优选地约从51％至70％的Zn和约从30％至49％的Sn，其中一个示例为约52％的Zn和约48％的Sn(重量％，除了层中的氧之外)。因此，例如，在本发明的某些示例性实施方案中，可将包含约52％的Zn和约48％的Sn的金属靶用于基于锡酸锌的层的溅射沉积。任选地，基于锡酸锌的层可掺杂有其它金属诸如Al等。在某些任选的实施方案中，可用其它材料诸如Al、Zn、N等掺杂锡酸锌(例如ZnSnO)。在本发明的优选实施方案中，基于锡酸锌的层是基本上或基本上完全氧化的。
在本发明的某些实施方案中，层7和17为氧化锌或含氧化锌(例如，ZnO)。这些层的氧化锌还可含有其他材料诸如Al(例如，以形成ZnAlOx)或Sn。例如，在本发明的某些示例性实施方案中，氧化锌层7、17中的一个或多个可掺杂有约1％至10％的Al，更优选地约1％至5％的Al，并且最优选地约1％至4％的Al。与锡酸锌和氮氧化硅锆2结合的一个或多个氧化锌层7和/或17有助于改善涂层的银质量和发射率特性。
在本发明的某些实施方案中，电介质层13、13’、23可为硅氮化物或含硅氮化物。此外，硅氮化物可改善涂覆制品的热处理性，例如，诸如热回火等，并且可包括或可不包括一些氧气。在本发明的不同实施方案中，这些层的硅氮化物可为化学计量类型(即，Si3N4)，或另选地为富Si类型。
红外(IR)反射层9、19优选地基本上或完全是金属和/或导电的，并且可含银(Ag)、金或任何其他合适的IR反射材料或基本上由其组成。IR反射层有助于允许涂层具有低E和/或良好的太阳能控制特性。然而，在本发明的某些实施方案中，IR反射层可被略微氧化，并且可任选地掺杂有其他材料诸如Pd等。在本发明的优选实施方案中，涂层优选地含有两个IR反射层9、19。
常规地，难以在具有两个银基IR反射层的涂层中实现期望的LSG值和低ΔE*值(例如，玻璃侧反射)。在本发明的示例性实施方案中，令人惊讶地发现，当组合以下项时，具有两个银基IR反射层的涂层可实现的期望的LSG值和低ΔE*值(例如，玻璃侧反射)与其他期望的光学特性的组合：(a)包含银的第二IR反射层19比包含银的第一IR反射层9厚，更优选地当第二IR反射层19比包含银的第一IR反射层9厚至少
Figure BDA0002882273020000091
(更优选地厚至少20埃，甚至更优选地厚至少30埃，并且最优选地厚至少40埃)；(b)提供底部电介质部分，该底部电介质部分包括氮氧化硅锆2的层或含氮氧化硅锆2的层，(c)中心电介质部分，该中心电介质部分包括一个或多个锡酸锌12和/或15的层或一个或多个含锡酸锌12和/或15的层；(d)层堆叠的底部电介质部分中的基于氮氧化硅锆的层2比该层叠堆的该底部电介质部分中的基于锡酸锌的层5厚(优选地厚至少10埃，更优选地厚至少20埃，并且最优选地厚至少30埃)；(e)层叠堆的中心电介质部分中的至少一个基于锡酸锌的层(例如，12)比该层叠堆的底部电介质部分中的基于氮氧化硅锆的层2厚(优选厚至少20埃，更优选厚至少40埃，并且最优选厚至少60埃)；以及任选地(f)吸收剂14，该吸收剂位于夹置在一对含氮化硅层13、13′之间的中心叠堆中。
在本发明的某些示例性实施方案中，上接触层11、21可为或含氧化镍(Ni)、氧化铬(Cr)、或镍合金氧化物(诸如镍铬氧化物(NiCrOx)、NiCrMoOx)、或一种或多种其他合适的材料(诸如Ni、Ti或Ti的氧化物或NiTiOx)。在这些层中使用例如NiCrOx允许改善耐久性。在本发明的某些实施方案中，这些层可被完全氧化(即，完全化学计量)，或者另选地可仅被部分氧化(即，亚氧化物)。在某些情况下，NiCrOx层11可至少约50％氧化。可任选使用的各种类型的氧化分级的接触层的描述在美国专利号6,576,349中提出，该专利的公开内容据此以引用方式并入本文。在本发明的不同实施方案中，在整个下面的IR反射层9上，接触层11可以是连续的，也可以不是连续的。
在本发明的某些示例性实施方案中，透明电介质层22可为氧化锡或包含氧化锡。然而，其可在其他示例性实施方案中掺杂有某些其他材料，诸如在某些示例性替代实施方案中掺杂有Al或Zn。
还可提供所示涂层下方或上方的一个或多个其它层。因此，当层系统或涂层“在基底1上”或“由基底1支撑”(直接或间接)时，一个或多个其他层可设置在其间。因此，例如，图1或图2的涂层可被认为是“在基底1上”和“由基底1支撑”，即使一个或多个其它层被设置在层2与基底1之间。此外，在某些实施方案中可移除所示涂层的某些层，而在本发明的其他实施方案中，可以在各个层之间添加其他层，或者一个或多个各个层可与在分离段之间添加的一个或多个其他层分开而不脱离本发明某些实施方案的整体实质。
虽然在本发明的不同实施方案中可使用各种厚度，但是图1实施方案中的玻璃基底1上的各个层的示例性厚度和材料从玻璃基底1向外为如下(例如，在某些示例性情况下，氧化锌层中的Al含量可为约1％至10％，更优选约1％至3％)：
表1(示例材料/厚度；图1实施方案)
Figure BDA0002882273020000111
在本发明的某些示例性实施方案中，当整体地测量或在IG窗单元中测量时，根据本文的图1和/或图2的实施方案的涂覆制品可具有表2中示出的以下特性，并且这些值是指经热处理的实施方案和未经热处理的实施方案两者。注意，En为法向发射率/发光度。
表2：低E/太阳能特性(HT或非HT)
Figure BDA0002882273020000112
此外，如下表3所示，包括根据本发明的图1和图2的实施方案的涂层的涂覆制品可具有以下光学/颜色/热稳定性特性(例如，当将一个或多个涂层设置在1mm至10mm厚，优选地约4mm厚诸如3.8mm厚的透明碱石灰二氧化硅玻璃基底1上时)。在表4中，所有参数均是单片测量的。注意，“f”代表膜侧，而“g”代表玻璃侧。因此，RfY为膜侧反射率，其为从涂覆基底的膜侧测量的可见光反射率。而RgY为玻璃侧反射率，其为从涂覆基底的玻璃侧测量的可见光反射率。当将涂层设置在IG窗单元的表面二上时，由于玻璃侧反射率和玻璃侧反射色值a*g和b*g指示建筑物的外部将如何显现，因此这两个数值被通常认为是最重要的。需注意，ΔE*是指示热稳定性的值，特别是光学特性在热处理(HT)(诸如热回火)时改变的程度。ΔE*值越低，HT(例如，热回火)时适用的a*、b*和L*值变化越小。本文所讨论的涂层的低ΔE*值表明每个涂层的HT和非HT型式在着色方面基本上匹配。需注意，用于确定ΔE*的公式在本领域中是已知的并且在例如美国专利8,263,227中有所描述，该专利的公开内容据此以引用方式并入本文。
表3：示例性光学特性(单片、HT或非HT)
Figure BDA0002882273020000121
实施例1至14
提供以下实施例1至14仅用于举例的目的，而非限制。图3示出了实施例2、实施例4和实施例6的层叠堆，并且图4示出了实施例1、实施例3和实施例5的层叠堆。图5中的第二层叠堆是用于实施例7和实施例9的层叠堆，并且图5中的第三层叠堆是用于实施例8和实施例10的层叠堆。图9示出了实施例11和实施例13的层叠堆，并且图10示出了实施例12和实施例14的层叠堆。
来自实施例1至实施例14的数据示于图6至图8中。在图6至图8中，示出了单片数据(AC或如所涂覆的)和经热处理(HT)的数据(诸如用于热回火)。图6至图8的上三分之一中的数据为单片测量数据，而图6至图8的中心部分的数据为IG数据，其中涂层被设置在具有3.8mm至4.0mm厚度的玻璃基底的IG窗单元的表面二上。通过在包含氩气和氮气的气氛中溅射硅靶(掺杂有约8％Al)来沉积硅氮化物层。图6至图8展示了在双银涂层的情况下，这些实施例能够实现以下组合：期望的可见光透射率、一致且低的发射率值、在任选的热处理(诸如热回火)时的热稳定性、低U值、期望的LSG值以及期望的着色和/或反射率值。
在本发明的一个示例性实施方案中，提供了涂覆制品，该涂覆制品包括由玻璃基底支撑的涂层，所述涂层包括依次远离所述玻璃基底的以下层：包含氮氧化硅锆的电介质层；包含锡酸锌的第一层；包含氧化锌的第一层，包含氧化锌的所述第一层位于包含锡酸锌的所述层上方并且直接接触包含锡酸锌的所述层；包含银的第一红外(IR)反射层，包含银的所述第一红外反射层位于所述基底上的包含氧化锌的所述第一层上方并且直接接触包含氧化锌的所述第一层；以及包含金属氧化物的接触层，包含金属氧化物的所述接触层位于包含银的所述第一IR反射层上方并且直接接触包含银的所述第一IR反射层；包含锡酸锌的第二层，包含锡酸锌的所述第二层在所述玻璃基底上的至少所述第一IR反射层和所述接触层上方；包含氧化锌的第二层，包含氧化锌的所述第二层位于至少包含锡酸锌的所述第二层上方；包含银的第二IR反射层，包含银的所述第二IR反射层位于至少所述第一IR反射层、包含锡酸锌的所述第一层和包含锡酸锌的所述第二层、以及包含氧化锌的所述第一层和包含氧化锌的所述第二层上方；另一个电介质层，所述另一个电介质层在至少包含银的所述第二IR反射层上方；其中所述涂层含有两个银基IR反射层；其中包含银的所述第二IR反射层比包含银的所述第一IR反射层厚至少
Figure BDA0002882273020000131
其中包含氮氧化硅锆的所述电介质层比包含锡酸锌的所述第一层厚至少
Figure BDA0002882273020000132
并且其中包含锡酸锌的所述第二层比包含氮氧化硅锆的所述电介质层厚至少
Figure BDA0002882273020000141
Figure BDA0002882273020000142
紧接的前述段落的涂覆制品还可包括吸收剂层，在该第一IR反射层与该第二IR反射层之间，该吸收剂层夹置在该包含氮化硅的第一电介质层与该第二含氮化硅的电介质层之间并且接触该包含氮化硅的第一电介质层和该第二含氮化硅的电介质层。该吸收剂层可为或包含Ni和Cr，和/或Ni、Cr和Mo。该吸收剂层可为金属的或基本上金属的。
在前述两段中任一段的涂覆制品中，第二IR含银反射层比包含银的第一IR反射层厚至少
Figure BDA0002882273020000143
更优选地比包含银的第一IR反射层厚至少
Figure BDA0002882273020000144
在前述三段中任一段的涂覆制品中，含氮氧化硅锆的电介质层可比包含锡酸锌的第一层厚至少
Figure BDA0002882273020000145
在前述四段中任一段的涂覆制品中，包含锡酸锌的第二层可比含氮氧化硅锆的电介质层厚至少
Figure BDA0002882273020000146
更优选地比含氮氧化硅锆的电介质层厚至少
Figure BDA0002882273020000147
在前述五段中任一段的涂覆制品中，含氮氧化硅锆的层可含有至少三倍于氧的氮。
在前述六段中任一段的涂覆制品中，包含氮氧化硅锆的层中Zr/Si(原子)的比率可为0.30至0.47，更优选地为0.35至0.44。
在前述七段中任一段的涂覆制品中，可存在位于包含氮氧化硅锆的所述层上方并且直接接触包含氮氧化硅锆的所述层的包含钛氧化物的层。
在前述八段中任一段的涂覆制品中，包含氮氧化硅锆的层可直接接触玻璃基底。
在前述九段中任一段的涂覆制品中，包含氮氧化硅锆的层可为约
Figure BDA0002882273020000148
至
Figure BDA0002882273020000149
厚。
在根据前述十段中任一段所述的涂覆制品中，该涂覆制品可整体地测量为具有至少40％的可见光透射率。
在前述十一段中任一段的涂覆制品中，接触层可包含Ni和/或Cr。
在前述十二个段落中任一个的涂覆制品中，由于足以进行热回火的热处理，所述涂覆制品被构造成具有不大于2.5的玻璃侧反射ΔE*值，更优选地由于足以进行热回火的热处理，具有不超过1.5的值。
根据前述十三段中任一项所述的涂覆制品还可包括：在所述第一IR反射层与所述第二IR反射层之间的吸收剂层，所述吸收剂层夹置在包含氮化硅的第一电介质层与包含氮化硅的第二电介质层之间并且接触包含氮化硅的第一电介质层和包含氮化硅的第二电介质层；包含锡酸锌的第三层，包含锡酸锌的所述第三层位于所述吸收剂层上方并且位于包含氮化硅的所述第一电介质层和包含氮化硅的所述第二电介质层上方；其中包含锡酸锌的所述第三层位于包含氧化锌的所述第二层下方并且直接接触包含氧化锌的所述第二层。
根据前述十四段中任一段的涂覆制品可设置在IG窗单元中，其中所述IG窗单元具有不大于1.1的U值，所述IG窗单元还包括另一个玻璃基底，并且其中所述涂层在所述IG窗单元的表面二上。
虽然已经结合目前被认为是最实用和优选的实施方案描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施方案，而是相反，旨在涵盖包括在所附权利要求的实质和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (34)

1.一种涂覆制品，所述涂覆制品包括由玻璃基底支撑的涂层，所述涂层包括依次远离所述玻璃基底的以下各层：
包含氮氧化硅锆的电介质层；
包含锡酸锌的第一层；
包含氧化锌的第一层，包含氧化锌的所述第一层位于包含锡酸锌的所述层上方并且直接接触包含锡酸锌的所述层；
包含银的第一红外(IR)反射层，包含银的所述第一红外反射层位于所述基底上并且在包含氧化锌的所述第一层上方，并且直接接触包含氧化锌的所述第一层；以及
包含金属氧化物的接触层，包含金属氧化物的所述接触层位于包含银的所述第一IR反射层上方并且直接接触包含银的所述第一IR反射层；
包含锡酸锌的第二层，包含锡酸锌的所述第二层在所述玻璃基底上并且在至少所述第一IR反射层和所述接触层上方；
包含氧化锌的第二层，包含氧化锌的所述第二层位于至少包含锡酸锌的所述第二层上方；
包含银的第二IR反射层，包含银的所述第二IR反射层位于至少所述第一IR反射层、包含锡酸锌的所述第一层和包含锡酸锌的所述第二层、以及包含氧化锌的所述第一层和包含氧化锌的所述第二层上方；
另一个电介质层，所述另一个电介质层在至少包含银的所述第二IR反射层上方；
其中所述涂层含有两个银基IR反射层；
其中包含银的所述第二IR反射层比包含银的所述第一IR反射层厚至少10埃
Figure FDA0002882273010000011
其中包含氮氧化硅锆的所述电介质层比包含锡酸锌的所述第一层厚至少10埃
Figure FDA0002882273010000012
并且
其中包含锡酸锌的所述第二层比包含氮氧化硅锆的所述电介质层厚至少20埃
Figure FDA0002882273010000021
2.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中所述涂层还包括在所述第一IR反射层与所述第二IR反射层之间的吸收剂层，所述吸收剂层夹置在包含氮化硅的第一电介质层与包含氮化硅的第二电介质层之间并且接触包含氮化硅的第一电介质层和包含氮化硅的第二电介质层。
3.根据权利要求2所述的涂覆制品，其中所述吸收剂层包含Ni和Cr。
4.根据权利要求2所述的涂覆制品，其中所述吸收剂层包含Ni、Cr和Mo。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的涂覆制品，其中所述吸收剂层为金属的或基本上金属的。
6.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中包含银的所述第二IR反射层比包含银的所述第一IR反射层厚至少20埃
Figure FDA0002882273010000022
7.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中包含银的所述第二IR反射层比包含银的所述第一IR反射层厚至少40埃
Figure FDA0002882273010000023
8.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中包含氮氧化硅锆的所述电介质层比包含锡酸锌的所述第一层厚至少20埃
Figure FDA0002882273010000024
9.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中包含锡酸锌的所述第二层比包含氮氧化硅锆的所述电介质层厚至少40埃
Figure FDA0002882273010000025
10.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中包含锡酸锌的所述第二层比包含氮氧化硅锆的所述电介质层厚至少60埃
Figure FDA0002882273010000026
11.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中含氮氧化硅锆的所述层含有至少三倍于氧的氮。
12.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中包含氮氧化硅锆的所述层中Zr/Si(原子)的比率为0.30至0.47。
13.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中包含氮氧化硅锆的所述层中Zr/Si(原子)的比率为0.35至0.44。
14.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中包含钛氧化物的层位于包含氮氧化硅锆的所述层上方并且直接接触包含氮氧化硅锆的所述层。
15.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中包含氮氧化硅锆的所述层直接接触所述玻璃基底。
16.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中包含氮氧化硅锆的所述层为约
Figure FDA0002882273010000031
至约
Figure FDA0002882273010000032
厚。
17.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中所述涂覆制品整体地测量为具有至少40％的可见光透射率。
18.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中所述接触层包含Ni和/或Cr。
19.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中由于足以进行热回火的热处理，所述涂覆制品被构造成具有不大于2.5的玻璃侧反射ΔE*值。
20.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中由于足以进行热回火的热处理，所述涂覆制品被构造成具有不大于1.5的玻璃侧反射ΔE*值。
21.根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中所述涂层还包括：
在所述第一IR反射层与所述第二IR反射层之间的吸收剂层，所述吸收剂层夹置在包含氮化硅的第一电介质层与包含氮化硅的第二电介质层之间并且接触包含氮化硅的第一电介质层和包含氮化硅的第二电介质层；
包含锡酸锌的第三层，包含锡酸锌的所述第三层位于所述吸收剂层上方并且位于包含氮化硅的所述第一电介质层和包含氮化硅的所述第二电介质层上方；
其中包含锡酸锌的所述第三层位于包含氧化锌的所述第二层下方并且直接接触包含氧化锌的所述第二层。
22.一种IG窗单元，所述IG窗单元包括根据任一项前述权利要求所述的涂覆制品，其中所述IG窗单元具有不大于1.1的U值，所述IG窗单元还包括另一个玻璃基底，并且其中所述涂层在所述IG窗单元的表面二上。
23.一种涂覆制品，所述涂覆制品包括由玻璃基底支撑的涂层，所述涂层包括依次远离所述玻璃基底的以下各层：
包含氮氧化硅锆的电介质层；
包含锡酸锌的第一层；
包含氧化锌的第一层，包含氧化锌的所述第一层位于包含锡酸锌的所述层上方并且直接接触包含锡酸锌的所述层；
包含银的第一红外(IR)反射层，包含银的所述第一红外反射层位于所述基底上并且在包含氧化锌的所述第一层上方，并且直接接触包含氧化锌的所述第一层；以及
包含金属氧化物的接触层，包含金属氧化物的所述接触层位于包含银的所述第一IR反射层上方并且直接接触包含银的所述第一IR反射层；
包含锡酸锌的第二层，包含锡酸锌的所述第二层在所述玻璃基底上并且位于至少所述第一IR反射层和所述接触层上方；
包含氧化锌的第二层，包含氧化锌的所述第二层位于至少包含锡酸锌的所述第二层上方；
包含银的第二IR反射层，包含银的所述第二IR反射层位于至少所述第一IR反射层、包含锡酸锌的所述第一层和包含锡酸锌的所述第二层、以及包含氧化锌的所述第一层和包含氧化锌的所述第二层上方；
另一个电介质层，所述另一个电介质层在至少包含银的所述第二IR反射层上方；
其中所述涂层含有两个银基IR反射层；并且
其中所述涂层的特征在于以下各项中的至少一项：(a)包含银的所述第二IR反射层比包含银的所述第一IR反射层厚至少10埃
Figure FDA0002882273010000041
(b)包含氮氧化硅锆的所述电介质层比包含锡酸锌的所述第一层厚至少10埃
Figure FDA0002882273010000042
并且(c)包含锡酸锌的所述第二层比包含氮氧化硅锆的所述电介质层厚至少20埃
Figure FDA0002882273010000043
24.根据权利要求23所述的涂覆制品，其中所述涂层的特征在于(a)、(b)和(c)中的至少两者。
25.一种涂覆制品，所述涂覆制品包括由玻璃基底支撑的涂层，所述涂层包括依次远离所述玻璃基底的以下各层：
包含锆和氧的电介质层；
包含锡酸锌的第一层；
包含氧化锌的第一层，包含氧化锌的所述第一层位于包含锡酸锌的所述层上方并且直接接触包含锡酸锌的所述层；
包含银的第一红外(IR)反射层，包含银的所述第一红外反射层位于所述基底上并且在包含氧化锌的所述第一层上方，并且直接接触包含氧化锌的所述第一层；以及
包含金属氧化物的接触层，包含金属氧化物的所述接触层位于包含银的所述第一IR反射层上方并且直接接触包含银的所述第一IR反射层；
包含锡酸锌的第二层，包含锡酸锌的所述第二层在所述玻璃基底上并且在至少所述第一IR反射层和所述接触层上方；
包含氧化锌的第二层，包含氧化锌的所述第二层位于至少包含锡酸锌的所述第二层上方；
包含银的第二IR反射层，包含银的所述第二IR反射层位于至少所述第一IR反射层、包含锡酸锌的所述第一层和包含锡酸锌的所述第二层、以及包含氧化锌的所述第一层和包含氧化锌的所述第二层上方；
另一个电介质层，所述另一个电介质层在至少包含银的所述第二IR反射层上方；
其中所述涂层含有两个银基IR反射层；
其中包含银的所述第二IR反射层比包含银的所述第一IR反射层厚至少10埃
Figure FDA0002882273010000051
其中包含锆和氧的所述电介质层比包含锡酸锌的所述第一层厚至少10埃
Figure FDA0002882273010000052
并且
其中包含锡酸锌的所述第二层比包含锆和氧的所述电介质层厚至少20埃
Figure FDA0002882273010000053
26.根据权利要求25所述的涂覆制品，其中所述涂层还包括在所述第一IR反射层与所述第二IR反射层之间的吸收剂层，所述吸收剂层夹置在包含氮化硅的第一电介质层与包含氮化硅的第二电介质层之间并且接触包含氮化硅的第一电介质层和包含氮化硅的第二电介质层。
27.根据权利要求26所述的涂覆制品，其中所述吸收剂层包含Ni和Cr。
28.根据权利要求25至27中任一项所述的涂覆制品，其中包含银的所述第二IR反射层比包含银的所述第一IR反射层厚至少20埃
Figure FDA0002882273010000061
29.根据权利要求25至28中任一项所述的涂覆制品，其中包含锆和氧的所述层直接接触所述玻璃基底。
30.根据权利要求25至29中任一项所述的涂覆制品，其中所述涂覆制品整体地测量为具有至少40％的可见光透射率。
31.根据权利要求25至30中任一项所述的涂覆制品，其中由于足以进行热回火的热处理，所述涂覆制品被构造成具有不大于2.5的玻璃侧反射ΔE*值。
32.根据权利要求25至31中任一项所述的涂覆制品，其中由于足以进行热回火的热处理，所述涂覆制品被构造成具有不大于1.5的玻璃侧反射ΔE*值。
33.一种涂覆制品，所述涂覆制品包括由玻璃基底支撑的涂层，所述涂层包括依次远离所述玻璃基底的以下各层：
包含锆和氧的电介质层；
包含锡酸锌的第一层；
包含氧化锌的第一层，包含氧化锌的所述第一层位于包含锡酸锌的所述层上方并且直接接触包含锡酸锌的所述层；
包含银的第一红外(IR)反射层，包含银的所述第一红外反射层位于所述基底上并且在包含氧化锌的所述第一层上方，并且直接接触包含氧化锌的所述第一层；以及
包含金属氧化物的接触层，包含金属氧化物的所述接触层位于包含银的所述第一IR反射层上方并且直接接触包含银的所述第一IR反射层；
包含锡酸锌的第二层，包含锡酸锌的所述第二层在所述玻璃基底上并且在至少所述第一IR反射层和所述接触层上方；
包含氧化锌的第二层，包含氧化锌的所述第二层位于至少包含锡酸锌的所述第二层上方；
包含银的第二IR反射层，包含银的所述第二IR反射层位于至少所述第一IR反射层、包含锡酸锌的所述第一层和包含锡酸锌的所述第二层、以及包含氧化锌的所述第一层和包含氧化锌的所述第二层上方；
另一个电介质层，所述另一个电介质层在至少包含银的所述第二IR反射层上方；
其中所述涂层含有两个银基IR反射层；并且
其中所述涂层的特征在于以下各项中的至少一项：(a)包含银的所述第二IR反射层比包含银的所述第一IR反射层厚至少10埃
Figure FDA0002882273010000071
(b)其中包含锆和氧的所述电介质层比包含锡酸锌的所述第一层厚至少10埃
Figure FDA0002882273010000072
并且(c)包含锡酸锌的所述第二层比包含锆和氧的所述电介质层厚至少20埃
Figure FDA0002882273010000073
34.根据权利要求33所述的涂覆制品，其中所述涂层的特征在于(a)、(b)和(c)中的至少两者。
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