CZ299869B6

CZ299869B6 - Transparentní substrát a jeho použití

Info

Publication number: CZ299869B6
Application number: CZ0100999A
Authority: CZ
Inventors: Grimal@Jean-Michel; Barrieres@Frédéric
Original assignee: Saint-Gobain Vitrage
Priority date: 1997-07-21
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 2008-12-17
Also published as: DE69809385T2; FR2766174A1; CZ100999A3; DE69809385D1; FR2766174B1; US20080261035A1; PL332285A1; PT937013E; ATE227698T1; WO1999005072A1; US20030235719A1; EP0937013A1; ES2187052T3; US7527868B2; PL189624B1; EP0937013B1; JP2001500813A

Abstract

Transparentní substrát pro zasklení typu skleneného substrátu, povlecený soustavou povlaku obsahující prinejmenším jednu funkcní vrstvu, která má schopnost ochrany pred sluncem, nízkou emisní schopnost a/nebo elektrickou vodivost a jejíž finální vrstva je na bázi nitridu, karbonitridu, oxinitridu, nebo oxikarbonitridu kremíku, pricemž vrstva na bázi nitridu, karbonitridu, oxinitridu, nebo oxikarbonitridu kremíku je pokryta chránicí vrstvou o tlouštce maximálne 10 nm uloženou ve forme kovu vybraného ze skupiny zahrnující prinejmenším jeden následující kov: Nb, Sn, Ta, Ti a Zr, nebo uloženou veforme oxidu kovu, prípadne co do obsahu kyslíku podstechiometrického, vybraného ze skupiny zahrnující prinejmenším jeden z následujících oxidu: oxid niobu, oxid cínu, oxid tantalu, oxid titanu a oxidzirkonu. Do rozsahu rešení náleží rovnež použití tohoto substrátu, který je ohýbatelný/vytvrditelný, jako zasklení v budovách nebo automobilech.

Description

Transparentní substrát a jeho použití

Oblast techniky

Vynález se týká transparentních substrátů, zejména skleněných substrátů, které jsou opatřeny alespoň jednou vrstvou, která má schopnost ochrany před sluncem, nízkou emisní schopnost a/nebo elektrickou vodivost, a použití těchto transparentních substrátů pro výrobu oken.

Dosavadní stav techniky

Hlavním použitím vynálezu je výroba tak zvaných funkčních oken používaných ve stavebnictví nebo pro výrobu vozidel. Vzhledem k výše uvedenému je třeba pod pojmem „funkční“ okno rozumět takové okno, v němžje alespoň jeden ze substrátů povlečen tenkými vrstvami, určenými k tomu, aby mu dodávaly zvláštní vlastnosti, zejména tepelné, elektrické, optické nebo i mechanické vlastnosti, jakoje například odolnost proti poškrábání.

Nejzajímavějšími tenkými vrstvami podle vynálezu jsou vrstvy, které poskytují určité tepelné vlastnosti, to znamená takové vlastnosti, které se projevují zejména odrážením infračerveného záření o dlouhé vlnové délce a/nebo slunečního záření.

Z dosavadního stavu techniky jsou známy vrstvy s nízkou emisní schopností, zejména tenké vrstvy stříbra nebo vrstvy s dopovaným oxidem kovu, typu F:SnO₂ nebo ITO, filtrační vrstvy, jejich funkční vlastností je ochrana před účinky slunečního záření, například vrstvy na bázi kovů typu slitiny niklu a chrómu, tlustší vrstvy stříbra, nebo vrstvy nitridu kovu typu TiN.

Sestavy mohou obsahovat jednu takovou vrstvu nebo více vrstev, které jsou dále označovány jako „funkční“ vrstvy. Tyto vrstvy jsou obvykle z různých důvodů kombinovány s dalšími vrstvami, čímž vznikne sestava (nebo kombinace) těchto vrstev.

Obvykle se tedy usiluje o kombinaci těchto vrstev s alespoň jedním povlakem z dielektrického materiálu a tento povlak (povlaky) jsou uloženy nad funkční vrstvou a/nebo jsou vloženy mezi nosičový substrát a funkční vrstvu. Toto uspořádání se doporučuje hlavně z optických důvodů:

tyto povlaky, zvolené tak, aby měla vhodný index lomu a vhodnou tloušťku, umožňují, aby vizuální vzhled okna, zejména co do odrazu, se mohl upravit interferenčním způsobem. Navíc tyto vrstvy uložené nad funkční vrstvou rovněž mohou poskytovat ochranu proti chemickému nebo mechanickému poškození. V tomto směru je možno citovat· patenty EP 544 577, EP 573 325 a EP648 196, které popisují sestavy obsahující funkční vrstvu typu F:SnO2 kombino40 vane sjinou vrstvou dielektrika typu SiO₂, SiOC nebo SiON; dále patenty EP 638 528, EP 745 569 a EP 678 484, které popisují sestavy používající jednu vrstvu stříbra nebo více vrstvami dielektrika typu oxidu kovu, dále patent EP 630 938, podle kterého se používá vrstva na bázi TiN, kombinovaná se dvěma vrstvami oxidu, nebo patent EP 511 901, podle kterého se používá vrstva typu nitridovaného niklu a chrómu mezi dvěma určitými oxidy kovu.

Podle posledních výzkumů v této oblasti bylo nalezeno řešení spočívající v použití uvedených vrstev dielektrické látky jako ochrany funkčních vrstev během vysokoteplotních zpracování jejich skleněných substrátů teplem, jako je například ohýbání nebo tvrzení. Jako velmi užitečné se ukázaly materiály na bázi nitridu křemíku, zejména z následujícího důvodu: opticky mají index lomu blízký hodnotě 2 a tímto je tedy tento index lomu podobný indexu lomu většiny oxidů kovů, které se obvykle používají jako dielektrické vrstvy, například typu SnO₂. Tyto materiály však rovněž působí jako bariéra pro atmosférický kyslík pro funkční vrstvu, takže ji chrání před porušením oxidací při vysoké teplotě. Navíc jsou při vysokých teplotách „inertní“ vůči kyslíku v tom smyslu, že jejich vlastnosti, zejména vlastnosti optické, zůstávají nezměněny po tepelném zpracování při ohýbání a tvrzení. Je tedy možné vytvořit sestavy, v nichž je funkční

-1CZ 299869 B6 vrstva pokryta vrstvou SÍ3N4, případně kombinovanou sjinými vrstvami, které po ohýbání a tvrzení zůstávají stejné, což je známo například v patentu EP 0 718 250, ve kterém jsou popisovány sestavy vrstev sklo/vrstva oxidu nebo oxidů/stříbro/kov/vrstva (vrstvy) oxidu/SÍ3N₄, přičemž vnější vrstva je vytvořena ze S13N4.

Ukázalo se však, že i u tohoto typu sestavy nebyly průmyslové výtěžky optimální v tom smyslu, že značný počet takto povlečených substrátů musel být vyřazen po ohýbání nebo tvrzení, protože se objevily optické defekty typu malých dírek, které byly patrné pouhým okem.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je proto překování tohoto nedostatku, zejména poskytnutím nového typu sestavy obsahující funkční vrstvu nebo vrstvy, které mohou podstoupit tepelné zpracování, přičemž současně vykazují lepší optickou kvalitu nebo přinejmenším optickou kvalitu, která je reprodukovatelnější a lépe kontrolovatelná.

Vynález se týká transparentního substrátu pro zasklení typu skleněného substrátu, který je povlečený soustavou povlaků obsahující přinejmenším jednu funkční vrstvu, která má schopnost ochrany před sluncem, nízkou emisní schopnost a/nebo elektrickou vodivost a jejíž finální vrstva je na bázi nitridu, karbonitridu, oxinitridu, nebo oxíkarbonitridu křemíku, přičemž podstata tohoto řešení spočívá v tom, že uvedená vrstva na bázi nitridu, karbonitridu, oxinitridu, nebo oxíkarbonitridu křemíku je pokryta chránící vrstvou o tloušťce maximálně 10 nm, uložené ve formě kovu vybraného ze skupiny zahrnující přinejmenším jeden následující kov: Nb, Sn, Ta; Ti a Zr, nebo uložené ve formě oxidu kovu, případně co do obsahu kyslíku podstechiometrického, vybraného ze skupiny zahrnující přinejmenším jeden z následujících oxidů: oxid niobu, oxid cínu, oxid tantalu, oxid titanu a oxid zirkonu.

Ve výhodném provedení tohoto transparentního substrátu podle předmětného vynálezu je vrstva na bázi nitridu, karbonitridu, oxinitridu, nebo oxíkarbonitridu křemíku dopována zavedením do svého složení přinejmenším jednoho kovu typu Át v podílu pohybujícím se v rozmezí od 3 do 25 % hmotnostních.

Podle dalšího výhodného provedení podle předmětného vynálezu je chránící vrstva uložena ve formě kovu nebo ve formě oxidu kovu, který je co do obsahu kyslíku podstechiometrický, a oxiduje se úplně během tepelného zpracování typu ohýbání a/nebo tvrzení. Rovněž je podle tohoto provedení výhodné, jestliže chránící vrstva uložená ve formě kovu nebo ve formě oxidu kovu, kterýje co do obsahu kyslíku podstechiometrický, má tloušťku v rozmezí od 1 do 5 nm.

Podle dalšího výhodného provedení podle předmětného vynálezu má chránící vrstva uložená ve formě oxidu kovu tloušťku v rozmezí od 2 do 10 nm.

Podle dalšího výhodného provedení podle předmětného vynálezu je uvedená funkční vrstva kovového typu, zejména na bázi stříbra, zlata, hliníku, niklu, chrómu, nebo nerezavějící oceli,

Podle dalšího výhodného provedení podle předmětného vynálezu je uvedená funkční vrstva typu nitridu kovu, jako je TiN, CrN, NbN, nebo ZrN.

Podle dalšího výhodného provedení podle předmětného vynálezu je uvedená funkční vrstva typu s dopovaným oxidem kovu, jako je ITO, F:SnO₂, In:ZnO, F:ZnO, Al.ZnO nebo Sn:ZnO.

Podle dalšího výhodného provedení podle předmětného vynálezu je tento substrát opatřen sestavou tenkých vrstev obsahujících alespoň jednu vrstvu na bázi stříbra, uloženou na jedné straně mezi „vnitřním“ dielektrickým povlakem a na druhé straně „vnějším“ dielektrickým povlakem, výhodně je tato vrstva na bázi stříbra umístěna na tenké kovové vrstvě umístěné na „vnitřním“ dielektrickém povlaku, přičemž uvedený vnější dielektrický povlak obsahuje vrstvu na bázi nitridu křemíku.

-2CZ 299869 B6

Podle dalšího výhodného provedení podle předmětném vynálezu sestava tenkých vrstev obsahuje alespoň dvě funkční vrstvy, zejména dvě nebo tři vrstvy na bázi stříbra.

Podle dalšího výhodného provedení podle předmětném vynálezu sestava tenkých vrstev obsahuje alespoň dvě funkční vrstvy na bázi stříbra a finální vrstvu na bázi nitridu křemíku.

Transparentní substrát podle předmětného vynálezu je výhodně ohýbatelný/vytvrditelný.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží použití libovolného výše specifikovaného substrátu pro výrobu zasklení, která mají elektrické vlastnosti jako ohřívaná zasklení, a/nebo která mají tepelné vlastnosti, jako je ochrana před slunečním zářením, zasklení s filtrační schopností nebo s nízkou emisní schopností, která jsou ohýbatelná/vytvrditelná.

Výhodné je použití tohoto substrátu podle předmětného vynálezu pro výrobu monolitických nebo laminovaných zasklení,, zejména zasklení určených pro použití v budovách nebo automobilech jako čelní skla nebo boční skla.

Předmětem vynálezu je tedy transparentní substrát, typu skleněného substrátu, povlečený tenkou vrstvou na bázi nitridu křemíku, karbonitridu křemíku, oxinitridu křemíku a/nebo oxikarbonitridu křemíku (dále označovanou jako „vrstva nitridu křemíku“) nebo sestavou tenkých vrstev, z nichž poslední vrstvou je vrstva nitridu křemíku. Aby se zabránilo porušení této vrstvy během tepelného zpracování pří ohýbání a tvrzení, zejména ve styku s atmosférou obsahující korozivní látky typu Na₂O a případně chloridy nebo simíky, je tedy sestava pokryta vrstvou, která chrání proti tomuto druhu vysokoteplotní koroze a/nebo je „dopována“ zavedením alespoň jednoho iontu kovu do své kompozice. (Tímto termínem „dopování“ se v tomto popisu nemíní termín známý z elektroniky, ale tento termín spíše označuje to, že nitridová vrstva vykazuje vlastnosti, zejména je touto vlastností odolnost proti vysokoteplotní korozi, které jsou zesíleny přítomností této kovové přísady nebo těchto kovových přísad.)

Ve skutečnosti bylo podle předmětného vynálezu zjištěno, že vrstva nitridu křemíku zcela splňuje svou úlohu ochrany spodních vrstev před vysokoteplotní oxidací. Na druhé straně však za určitých podmínek, vyskytujících se při tepelném zpracování jako je vytvrzování, především pak pří ohýbání, může být tato vrstva nitridu křemíku náchylná k porušení, nikoliv působením oxidace, ale spíše v důsledku reakce s chemickými látkami přítomnými v atmosféře, ve které probíhá ohýbání, které jsou „agresivní“ při vysoké teplotě, a/nebo které „migrují“ z druhého skleněného substrátu v případě, že se ohýbání více těchto skleněných substrátů provádí současně, přičemž substráty jsou uloženy nad sebou v kruhové formě a vícevrstvá sestava jednoho ze substrátů je ve styku s druhým skleněným substrátem. V této souvislosti byl identifikován alespoň jeden druh těchto látek: jedná se o všechny sloučeniny alkalických kovů typu sodíku, zejména páry Na₂O. Tato citlivost na vysoké teploty dosud vedla ke vzniku dírek, zmíněných výše, kde se povrchové napadení nitridu křemíku šířilo do zbytku sestavy.

Řešení podle vynálezu proto spočívá v uchování nitridu křemíku pro jeho velmi užitečné vlastnosti bariéry proti kyslíku a ve zlepšení jeho vysokoteplotní trvanlivosti dvěma kombinovanými, nebo alternativními způsoby.

Podle prvé varianty je „zaštítěn“ ochrannou vrstvou, která není určena k blokování kyslíku, avšak blokuje korozivní látky typu Na₂O tím, že vytváří dokonale nepropustnou bariéru buďto tím, že je buď chemicky inertní vůči těmto korozivním látkám, nebo tím, že má k nim dobrou afinitu, aby je absorpcí odfiltrovala.

Podle druhé varianty je nitrid chemicky modifikován tak, aby se stal odolnějším, avšak beze ztráty své vlastnosti fungoval jako bariéra proti účinku kyslíku.

-3CZ 299869 B6

Toto vysoce účinné řešení umožnilo významné snížení množství odpadu při ohýbání skla tím, že značné omezilo vznik optických vad, které se až dosud vyskytovaly. Tento přístup je zcela nečekaný, protože nitrid křemíku se běžně považoval za zcela odolný materiál z mechanického hlediska a jako chemicky spíše inertní. Mohlo se očekávat, že původem optických vad zjištěných v sestavě mohly být vrstvy, které nemají takový stupeň trvanlivosti a jsou umístěny pod vrstvou nitridu křemíku, například funkční vrstvy nebo první vrstva v sestavě, která je v přímém styku se sklem. Naopak, podle předmětného vynálezu bylo zjištěno, že se koroze šíří z vrchní vrstvy nitridu.

Vynález umožňuje kompromisní řešení v tom smyslu, že přes tuto prokazatelnou slabost je možno nitrid křemíku zdokonalit.

Podle prvé varianty se proto nitrid křemíku chrání krycí vrstvou..

Podle prvního provedení se tato krycí vrstva umístí na vrstvu nitridu křemíku (výhodně přímo, ale případně též přes jednu další vrstvu dielektrického typu), buď ve formě kovu, nebo ve formě oxidu kovu, kterýje co do přítomnosti kyslíku v podstechiometrické formě. Tato vrstva je určena k tomu, aby se během tepelného zpracování úplně zoxidovala. Během nanášení před zpracováním má výhodně geometrickou tloušťku nejvýše 10 nm, výhodněji mezi 1 a 5 nm. Ve skutečnosti dojde k oxidaci a tedy k modifikaci optických vlastností sestavy po tepelném zpracování která v podstatě vede ke zvýšení prostupnosti pro světlo. Tyto modifikace však nemají mimořádnou důležitost, protože ochranná vrstva je výhodně omezena na velmi malé tloušťky, přičemž tyto tloušťky postačují ke splnění své funkce. V každém případě jsou pod úplnou kontrolou, protože vlastnosti ochranné vrstvy jsou voleny tak, aby se během tepelného zpracování úplně zoxidovala.

Podle druhého provedení této prvé varianty se ochranná vrstva nanáší na horní stranu vrstvy nitridu křemíku (přímo, nebo nepřímo, jako v předchozím provedení) ve formě oxidu, oxikarbidu a/nebo oxinitridu kovu, zvláště do geometrické tloušťky nejvýše 20 nm, výhodněji mezi 2 a 10 nm. U tohoto druhého provedení nebyly po tepelném zpracování pozorovány žádné modifikace vlastností sestavy, zejména pokud se týče vlastností optických.

Ochranná vrstva, která může nebo nemůže podlehnout oxidaci během tepelného zpracování, obsahuje alespoň jeden kov, jehož oxid je schopen blokovat, absorbovat nebo filtrovat za vysoké teploty korozivní látky jiné než kyslík, zejména typu Na₂O. Tento kov se výhodně volí ze skupiny zahrnující niob Nb, cín Sn, tantal Ta, Titan Ti a zirkonium Zr. Zvláště výhodný je Niob, protože jeho oxid má vysokou afinitu k alkalickým kovům, jako je sodík.

Podle druhé varianty vynálezu je vrstva nitridu.křemíku „dopována“ zavedením až 25 % hmotnostních, výhodněji mezi 3 a 12 % hmotnostními, alespoň jednoho kovu. Tímto kovem je výhodně hliník.

Vrstva na bázi nitridu křemíku může výhodně tvořit součást sestavy tenkých vrstev a zejména může být v této sestavě nad funkční vrstvou, která má tepelné vlastnosti, a to přímo nebo přes alespoň jednu další tenkou vrstvu dielektrika nebo kovu. Touto funkční vrstvou může být zejména vrstva pro filtrování, pro chránění před účinky slunečního záření, vrstva selektivní, vrstva s nízkou emisní schopností a/nebo vrstva elektricky vodivá.

Tato sestava může obsahovat jednu funkční vrstvu nebo více funkčních vrstev, které mohou být stejné povahy nebo nemusí být stejné povahy, například dvě, nebo tři funkční vrstvy.

Funkční vrstva může být kovového typu, zejména na bázi stříbra, zlata, hliníku, niklu, chrómu, případně se může jednat o nitrid nebo nerezavějící ocel. V tomto případě je možno vytvořit nikoliv pouze jednu funkční vrstvu, ale alespoň dvě funkční vrstvy, vzájemně oddělené alespoň jedním dielektrickým povlakem.

-4CZ 299869 B6

Tyto funkční vrstvy, jejich tloušťky a charakteristiky jejich optické účinnosti jsou zvláště popsány ve výše uvedených patentech. Zejména je možné zmínit výše uvedený patent EP 0 718 250, ve kterém se používá jedna vrstva stříbra nebo více těchto vrstev v sestavě, která je ukončena vrstvou nitridu křemíku a která je zde přítomna pouze k tomu, aby této sestavě dodala „ohýbátelnosť‘ nebo „houževnatost“. Rovněž je možné zmínit zvláště evropský patent EP 0 847 965, ve kterém je popisována sestava, která má dvě stříbrné vrstvy určené ke zlepšení jeho ohýbatelnosti nebo houževnatosti, a rovněž se podle tohoto řešení používá alespoň jedna vrstvu nitridu křemíku. Předmětný vynález umožňuje dále zvýšit kvalitu těchto sestav popsaných v těchto dvou patentech.

V tomto případě se tedy jedná o sestavy, které jsou schematicky typu: vrstva stříbra, umístěná na jedné straně mezi „vnitřním“ dielektrickým povlakem (na straně nosného substrátu) a prostřednictvím tenké vrstvy kovu, kdy uvedený „vnější“ dielektrický povlak obsahuje upravenou vrstvu nitridu křemíku podle tohoto vynálezu. V případě sestavy tvořené dvěma vrstvami stříbra střídavě se třemi dielektrickými povlaky, je alespoň „vnější“ (vůči nosnému substrátu) dielektrická vrstva doplněna upravenou vrstvou nitridu křemíku podle tohoto vynálezu.

Funkční vrstva rovněž může být typu nitrid kovu, zejména se může jednak o vrstvy typu TiN, CrN, NbN, nebo ZrN.

Tato funkční vrstva rovněž může být z dopovaného oxidu kovu, jako je ITO, F:SnO2, In:ZnO, F:ZnO, Al:ZnO nebo Sn:ZnO,

Předmětný vynález se výhodně týká tenkých vrstev, nanášených vakuovou technologií, zejména technologií rozprašování, případně za použití magnetického pole, V tomto případě se jedná o dobře zvládnutou technologii nanášení vrstev kovu nebo oxidů kovu nebo vrstev nitridu kovu nebo nitridu křemíku. V posledním případě se používají cílená místa obsahující kov nebo křemík ve vhodné reaktivní atmosféře s plyny typu Ch nebo Ν$. Vynález se rovněž týká tenkých vrstev ukládaných jinými technologiemi, zejména postupů zahrnujících pyroíýzu přímo na pásu plaveného skla, pyroíýzu prášku nebo CVD (chemické nanášení z par), přičemž tyto technologie jsou vhodné pro ukládání vrstev případně dopovaných oxidů kovu, pro ukládání vrstev nitridu kovů, jak je popsáno v evropských patentech EP 638 527 a EP 650 938, a pro ukládání vrstev na bázi nitridu křemíku, které případně obsahují kyslík a/nebo uhlík, jak je to popsáno ve francouzské patentové přihlášce FR 97/014468 z 10. února 1997.

Vynález se rovněž týká sestav tenkých vrstev, Z nichž některé vrstvy, například první vrstvy, se mohou nanášet pyrolýzou, a jiné, zejména následující vrstvy, pomocí vakuové technologie v následně provedené operaci.

Jak již bylo uvedeno výše, do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží použití substrátu, povlečeného podle vynálezu pro výrobu oken, která využívají elektrické vlastnosti funkční vrstvy (funkčních vrstev) sestavy jako ohřívaná okna, jakož i jejich použití pro výrobu oken, která mají výše uvedené tepelné vlastnosti a která jsou dále ohýbatelná a vytvrditelná.

Vynález se týká použití těchto oken jak ve stavebnictví, tak jako oken pro zabudování do motorových vozidel, přičemž tato skla mají „monolitickou“ strukturu (jediný pevný substrát), nebojsou laminována ze dvou pevných substrátů nebo jsou asymetricky laminována (jeden skleněný substrát kombinovaný s alespoň jednou vrstvou polymeru, která absorbuje mechanickou energii, a s tak zvanou polymemí vrstvou samoopravného typu, které jsou obě obecně na bázi polyurethanu, jak je popsáno v evropském patentu EP 683 757). Zejména je nutné zmínit přední ochranná skla vozidel a boční okna.

Vynález je výhodný bez ohledu na předpokládanou technologii ohýbání nebo ohýbání a tvrzení, V této souvislosti je možno zmínit následující příklady, jejichž rozsah ovšem není nijak vyčerpán:

-5CZ 299869 B6

Technologie ohýbání skleněných substrátů vedených přes tvarovací lože se zakřiveným profilem, tvořené zvláště rovnými a zakřivenými otáčivými válci, jak je popsána v evropských patentech EP 133 114, EP 263 030, EP 474 531 a EP 593 363.

Technologie gravitačního ohýbání, kde skleněný substrát, nebo dva skleněné substráty nad sebou, se umístí vodorovně na tvarovací formy pro periferní ohnutí, umístěné na nosných prvcích, které se pohybují ohřívací pecí, jak je popsáno v evropských patentech EP 317 409, EP465 308, EP 640 569 a ve zveřejněné mezinárodní patentové přihlášce č. WO 97/23420, přičemž tato technologie je zvláště přizpůsobena pro výrobu laminovaných oken.

Technologie ohýbání, která používá krok lisování a/nebo sání proti hornímu pevnému ohýbacímu rámu spojenému se spodním prstencovým ohýbacím nástrojem, jakje to popsáno v evropských patentech č. EP 324 690, EP 438 342, EP 665 822, EP 459 898, EP 578 542 a EP 660 809.

Operace tvrzení, zvláště tepelného tvrzení, může završovat tyto ohýbací operace, nebo je může nahrazovat. Ve všech případech to vyžaduje opětné ohřátí skla na teplotu alespoň 500 °C, obvykle na teplotu asi 550 °C až 620 °C, což jsou teploty, které napomáhají korozivnímu působení některých druhů par typu Na₂O, z Čehož vychází předmětný vynález.

Popis přiložených obrázků

Vynález bude podrobněji vysvětlen s pomocí dále popsaných obrázků, přičemž na těchto přiložených obrázcích znamená:

Obrázek 1; skleněný substrát povlečený sestavou tenkých vrstev, obsahující vrstvu stříbra; Obrázek 2: skleněný substrát povlečený sestavou tenkých vrstev, obsahující dvě vrstvy stříbra; a Obrázek 3; laminované okno obsahující substrát podle některého z obrázků 1 a 2 po ohnutí.

Tyto obrázky jsou zcela schematické a nerespektují tloušťkové poměry různých znázorněných materiálů, a sice z tohoto důvodu, aby se lépe ilustrovalo řešení podle vynálezu. Podrobnější popis těchto obrázků bude proveden v dále uvedených příkladech.

Příklady provedení vynálezu

Řešení podle předmětného vynález bude v dalším blíže popsáno s pomocí konkrétních příkladů, které jsou ovšem pouze ilustrativní a nijak neomezují rozsah tohoto vynálezu.

Příklad 1

Toto příkladné provedení se týká skleněného substrátu 1, znázorněného v řezu na obrázku 1, a sice plochého substrátu o tloušťce 2 milimetry, vyrobeného z plaveného křemičitosodnovápenatého skla, na který byla uložena sestava vrstev, popsaná v evropském patentu EP 0 718 250, která byla lépe upravena podle vynálezu, jedná se zde o sestavu:

sklo^(l)/Si3N4⁽²VZnO^<3)/Ag^(4>/Nb⁽⁵⁾/Si3N4⁽⁶⁾ZNb⁽⁷⁾··

Všechny tyto vrstvy byly naneseny rozprašováním.

Nanášecí zařízení bylo vybaveno alespoň jednou rozprašovací komorou a katodami vybavenými terčíky vyrobenými z vhodného materiálu, pod nimiž postupně prochází substrát i- Doporučené podmínky nanášení pro každou z vrstev v tomto příkladu jsou následující:

-6CZ 299869 B6

Stříbrná vrstva 4 (funkční vrstva) se ukládá pomocí stříbrného terčíku v atmosféře argonu.

Vrstvy 2 a 6 na bázi nitridu křemíku jsou ukládány reaktivním rozprašováním v dusíkové 5 atmosféře pomocí terčíku vyrobeného z křemíku dopovaného 1 % boru.

Vrstva 3 ZnO se ukládá reaktivním rozprašováním v atmosféře argonu a kyslíku, obsahující přibližně 40 % objemových kyslíku, pomocí zinkového terčíku.

io Vrstva 5 Nb (kovová vrstva) pro ochranu stříbrné vrstvy se ukládá rozprašováním v inertní atmosféře argonu pomocí terčíku zNb.

Vrstva 7 (chránící vrstva) podle vynálezu, určená k ochraně pod ní ležící vrstvy SÍ3N4, označené vztahovou značkou 6, se ukládá za stejných podmínek jako vrstva Nb 5.

Hustoty proudu a rychlosti posuvu substrátu jsou upraveny běžně známým způsobem tak, aby se získaly požadované tloušťky vrstev.

Níže uvedená tabulka 1 udává povahu vrstev a jejich tloušťku v nanometrech v sestavě vrstev 20 z příkladu 1:

Tabulka t

	Příklad 1
SÍ3N4 (2)	20
ZnO (3)	20
Ag (4)	1.0
Nb (5)	1
SÍ₃N„ (6)	40
Nb (7)	2

Příklad 2

Tento příklad se týká skleněného substrátu J_\ znázorněného v řezu na obrázku 2, který je totožný s předchozím substrátem I na obrázku 1, přičemž na tomto substrátu byla uložena sestava obsa30 hující dvě vrstvy stříbra, přičemž tato sestava může být stejného typu jako je uvedeno v evropském patentu EP 0 847 Í65, zmíněném výše, a lépe upravena podle vynálezu, jedná se konkrétně o následující sestavu:

sklo⁽''VSnO2^<8)/ZnO^<’⁾/Ag⁽ ^>)/Nb⁽ ⁾/SÍ3N4^<l2’/ZnO^(l’⁾/Ag^(14,/Nb^<l5,/Si3N4^(ló)/Nb^<17)

Jednotlivé vrstvy se ukládaly za stejných podmínek jako v příkladu 1. V tomto případě se vrstva SnC>2 ukládala rozprašováním v reaktivní atmosféře obsahující kyslík, přičemž bylo použito cínového terčíku.

Níže uvedená tabulka 2 uvádí povahu vrstev a jejich tloušťku v nanometrech:

-7CZ 299869 B6

Tabulka 2

	Příklad 2
sklo (!')	-
SnO₂ Í8)	20
ZnO (9)	17
Ag (10)	9
Nb (11)	0,7
SÍ3N4 (12)	55
ZnO (13)	25
Ag (14)	9
Nb (15)	0,7
SÍ3N4 (16)	37,5
Nb (17)	2

Každý z povlečených substrátů podle příkladů 1 a 2 pak prošel gravitačním ohýbáním v prstenco5 vé formě, upevněné na pohybující se nosné jednotce, která se posouvala přehřívací pecí. Na něm byl v prstencové formě položen druhý skleněný substrát 29, který byl totožný se substráty laj/, ovšem tento substrát nebyl povlečen vrstvami. Tato sestava vrstev je umístěna na homí straně substrátu i a V a je tudíž v kontaktu se spodní stranou tohoto druhého substrátu (termín „v kontaktu“ nezbytně neznamená ve spojitém kontaktu, protože je možné, že na rozhraní obou io těchto substrátů se zachytil vzduch). Po provedení operace ohýbání byla tedy tato sestava vrstev v konkávní straně uvedeného prvého substrátu ial/. Tyto dva na sobě položené substráty se pak oddělily a pak, opět známým způsobem, byly spojeny pomocí fólií z polyviny lbutyralu o tloušťce 0,8 milimetru za vzniku laminovaného okna, znázorněného na obrázku 3, které se může použít jako čelní sklo vozidla.

Obvyklým způsobem jsou čelní plochy skleněných substrátů i a 29 číslovány počínaje čelní plochou, která je určena jako vnější při umístění do vozidla. V tomto případě je zde konkávní čelní plocha 2 vícevrstvé sestavy.

Alternativně může být výhodně sestava v laminátu čelní plocha sestavy 3 na konkávní straně. V takovém případě se operace ohýbání provádí tak, že v prstencové formě je substrát i, Γ s vrstvami na vrchu substrátu 29 bez vrstev.

Substráty z příkladů 1 a 2 byly zkoumány před a po ohýbání a pak po lakování.

Závěry byly následující:

Po ohýbání propustnost světla substrátů i a V vzrostla, což znamená, že koncová ochranná vrstva Nb „zapouzdřující“ pod ní ležící vrstvu SÍ3N4 se úplně zoxidovala.

-8.

Ve srovnání se substráty, které neobsahovaly koncovou vrstvu Nb byla optická kvalita vyšší, neobjevily se žádné dírky, nebo téměř žádné, a rovněž se zachoval tepelný účinek.

Propustnost světla se u substrátu j/ nezmněnila.

Získaná laminovaná okna splnila všechny požadovaná kritéria pro použití jako čelní sklo.

Je nutné poznamenat, že jako alternativa ke koncové vrstvě Nb je v rámci vynálezu rovněž možné vytvořit tenkou vrstvu cínu, zirkon ta, nebo titanu (nebo přímo ukládat vrstvy Nb₂O₅, io SnO₂, ZrO₃ nebo TiO₂).Tyto kovy, zejména Nb, Sn a Ti, mají ve skutečnosti všechny společnou vlastnost oxidací vytvářet sloučeniny se sodíkem, takže omezují jeho difúzi do níže ležících vrstev.

Claims

20 1. Transparentní substrát (1, Γ) pro zasklení typu skleněného substrátu, povlečený soustavou povlaků obsahující přinejmenším jednu funkční vrstvu (4, 10, 14), která má schopnost ochrany před sluncem, nízkou emisní schopnost a/nebo elektrickou vodivost, a jejíž finální vrstva (6, 16) je na bázi nitridu, karbonitridu, oxinitridu nebo oxikarbonitridu křemíku, vyznačující se tím, že uvedená vrstva na bázi nitridu, karbonitridu, oxinitridu nebo oxikarbonitridu křemíku

25 (6, 16) je pokryta chránící vrstvou (7, 17) o tloušťce maximálně 10 nm uložené ve formě kovu vybraného ze skupiny zahrnující přinejmenším jeden následující kov: Nb, Sn, Ta, Ti a Zr, nebo uložené ve formě oxidu kovu, případně co do obsahu kyslíku podstechiometrického, vybraného ze skupiny zahrnující přinejmenším jeden z následujících oxidů: oxid niobu, oxid cínu, oxid tantalu, oxid titanu a oxid zirkonu.
2. Transparentní substrát podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se tím, že navíc je vrstva na bázi nitridu, karbonitridu, oxinitridu, nebo oxikarbonitridu křemíku dopována zavedením do svého složení přinejmenším jednoho kovu typu AI v podílu pohybujícím se v rozmezí od 3 do 25 % hmotnostních.
3. Transparentní substrát podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že chránící vrstva (7, 17) je uložena ve formě kovu nebo ve formě oxidu kovu, který je co do obsahu kyslíku podstechiómetrický, a oxiduje se úplně během tepelného zpracování typu ohýbání a/nebo tvrzení.

40
4, Transparentní substrát podle nároku 3, vyznačují cíše tím, že chránící vrstva (7,

17) uložená ve formě kovu nebo ve formě oxidu kovu, který je co do obsahu kyslíku podstechiómetrický, má tloušťku v rozmezí od 1 do 5 nm.
5. Transparentní substrát podle nároku 1, vyznačující se tím, že chránící vrstva (7,

45 17) uložená ve formě oxidu kovu má tloušťku v rozmezí do 2 do 10 nm.
6. Transparentní substrát podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že uvedená funkční vrstva (4, 10, 14) je kovového typu, zejména na bázi stříbra, zlata, hliníku, niklu, chrómu nebo nerezavějící oceli.
7. Transparentní substrát podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že uvedená funkční vrstva (4, 10, 14) je typu nitridu kovu, jako je TiN, CrN, NbN, nebo Zrn.

-9CZ 299869 B6
8. Transparentní substrát podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že uvedená funkční vrstva (4, 10, 14) je typu s dopovaným oxidem kovu, jako je ITO, F;SnO₂, In:ZnO, F:ZnO, AkZnO nebo Sn:ZnO.

5
9. Transparentní substrát podle některého z nároků 1 až 6, v y z n a č u j í c í se tím, zeje opatřen sestavou tenkých vrstev obsahující alespoň jednu vrstvu na bázi stříbra (4), uloženou mezi na jedné straně „vnitřním“ dielektrickým povlakem (2, 3) a na straně druhé „vnějším“ dielektrickým povlakem (6), s výhodou je tato vrstva na bázi stříbra (4) umístěna na tenké kovové vrstvě (5) umístěné na „vnitřním“ dielektrickém povlaku (2, 3), přičemž uvedený vnější io dielektrický povlak obsahuje vrstvu na bázi nitridu křemíku (6).
10. Transparentní substrát podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že sestava tenkých vrstev obsahuje alespoň dvě funkční vrstvy, zejména dvě nebo tři vrstvy na bázi stříbra (10,14).
11. Transparentní substrát podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že soustava obsahuje jednu nebo dvě funkční vrstvy na bází stříbra a finální vrstvu na bázi nitridu křemíku.

20
12. Transparentní substrát podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že je ohýbatelný/vytvrditelný.
13. Použití substrátu podle některého z předchozích nároků pro výrobu zasklení, která mají elektrické vlastnosti, jako ohřívaná zasklení, a/nebo která mají tepelné vlastnosti, jako je ochrana

25 před slunečním zářením, zasklení s filtrační schopností nebo s nízkou emisní schopností, která jsou ohýbatelná/vytvrditeíná.
14. Použití substrátu podle nároku 13 pro výrobu monolitických nebo laminovaných zasklení, zejména zasklení určených pro použití v budovách nebo automobilech jako čelní skla nebo boční

30 skla.