CZ302809B6

CZ302809B6 - Zpusob vytvárení predmetu s povlakem a použití predmetu, získaného tímto zpusobem

Info

Publication number: CZ302809B6
Application number: CZ20011943A
Authority: CZ
Inventors: Arbab@Mehran; J. Finley@James
Original assignee: Ppg Industries Ohio, Inc.
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2011-11-23
Also published as: WO2000037384A1; EP1140721A1; AU2181200A; PT1140721E; JP4498615B2; KR20010086125A; AU757917B2; NO20012974D0; JP2002533565A; CA2352845A1; AR023349A1; TR200101723T2; NO20012974L; US6398925B1; BR9917073A; ES2217875T3; CN1250475C; DE69915350D1; EP1140721B1; DE69915350T2

Abstract

Zpusoby vytvárení transparentního predmetu (82) s povlakem, pri kterých se nanáší naprašováním pres transparentní substrát (20) povlakové vrstvy, obsahující kovovou vrstvu, odrazivou pro infracervené zárení, a vrstvu oxidu kovu, dotovaného kovem, nanášenou rozprašováním vodivé keramické katody (40) pri rízení obsahu kyslíku v okolní atmosfére v rozmezí od hodnoty vetší než nula do 20 % objemových. V jednom základním provedení je první vrstva, nanášená pres substrát (20), kovová vrstva (86), odrazivá pro infracervené zárení, a keramická vrstva (88) oxidu kovu dotovaného kovem. Podle druhého základního provedení je první vrstva keramická vrstva (88) oxidu kovu, dotovaného kovem, která se nanáší pres transparentní substrát, a pres tuto vrstvu se nanáší naprašováním kovová vrstva (86), odrazivá pro infracervené zárení, a pres ni se nanáší druhá keramická vrstva (94) oxidu kovu, dotovaného kovem, pricemž vytvárení všech trí vrstev se provádí ve stejné povlakovací komore povlakovacího zarízení ve stejné atmosfére. S výhodou se volí vrstva kovu ze skupiny, sestávající ze stríbra, zlata, hliníku a medi, a keramická vrstva ze skupiny, sestávající z oxidu cínu, dotovaného indiem, oxidu cínu, dotovaného antimonem, oxidu cínu, dotovaného fluorem, oxidu india, dotovaného cínem a oxidu zinku, dotovaného indiem. Ve výhodných provedeních muže transparentní predmet (82) obsahovat i další vrstvy téhož ci podobného složení a antireflexní vrstvy (84, 90, 96). Použití predmetu s povlakem, získaného uvedenými zpusoby, jako okna budovy, izolacního dílce a automobilového skla, zejména predního automobilového skla.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká magnetronového nanášení naprašováním ve vakuu a zejména naprašováním vícevrstvého povlakového souvrství, majícího kovovou vrstvu, odrazivou pro infračervené záření, bez přes ni ležících kovových základních vrstev, a také výrobku získaného tímto způsobem.

Dosavadní stav techniky

Sluneční světlo obsahuje světelnou energii, která obecně spadá do tří Širokých pásem, a to ultrafialového, viditelného a infračerveného. Pro řadu oblastí tržního použití, jako oken budov nebo oken automobilů, je žádoucí snížit množství energie, tj. tepla, přenášené oknem do vnitřního prostoru budovy nebo automobilu nebo z vnitřního prostoru směrem ven. Toto snížení přenášení tepla může být doprovázeno snižováním přenášení světelné energie v jakékoli z těchto tří oblastí. V typickém případě však není praktické odstranit příliš mnoho energie viditelného světla, jelikož to má nežádoucí dopad na schopnost osob vidět skrz okno. Je proto žádoucí blokovat co možná nejvíce zbývající energie, jako je energie infračerveného záření, protože to povede k největšímu snížení přenosu energie bez negativního dopadu na přenos viditelného slunečního záření.

Pro snížení přenosu infračervené sluneční energie je známé nanášet na skleněný substrát kovové vrstvy, odrážející infračervené záření, jako je stříbro, zlato, hliník nebo měď. Kdyby však byla použita pouze vrstva, odrážející infračervené záření, vedlo by to k zrcadlovému povrchu, který by také odrážel viditelné světlo. Na jedné nebo obou stranách vrstvy, odrážející infračervené záření, se proto obvykle ukládá antireflexní vrstva, čímž se vytváří substrát, vysoce odrazivý pro infračervenou energii, ale také vysoce propustný pro viditelnou energii. Tyto antireflexní vrstvy jsou obvykle vytvořeny z dielektrického materiálu, například oxidů kovu, jako Zn₂SO₄, TiO₂, In₂O₂,

ZnO, Si₃N₄ nebo Bi₂O₃, máme-li jich jmenovat pouze několik.

Vrstvy, odrážející infračervené záření, a antireflexní vrstvy se v typickém případě vytvářejí na skleněném substrátu povlékacím zařízením pro katodové naprašování, používajícím postup, běžně známý v naprašovacích technologiích, jako magnetronové naprašování ve vakuu. Antireflexní vrstva se obvykle nanáší na substrát rozprašováním katody z kovu nebo kovové slitiny v reaktivní atmosféře, například atmosféře bohaté na kyslík, pro nanášení dielektrického povlaku z oxidu kovu na povrch skleněného substrátu. Katoda, vytvořená z kovu odrazivého pro infračervené záření, jako je stříbro, se rozprašuje v nereaktivní, například bezkyslíkové inertní atmosféře, jako je argon, pro vytváření nánosu kovové vrstvy, odrážející infračervené záření, přes antireflexní vrstvu Bezkvslíková atmosféra ie použita pro nanášení kovové vrstvy a nro bránění oxidaci kovové katody, odrazivé pro infračervené záření. Pro zabraňování destrukci vrstvy stříbra oxidací nebo aglomerací během naprašování následující antireflexní vrstvy se nanáší přes vrstvu stříbra ochranná základní (primerová) vrstva z kovu, jako z mědi, niobu, titanu, tantalu, chrómu, wolframu, zinku, india, slitin niklu a chrómu nebo podobného kovu.

Příklad vytváření takových kovových základních (příměrových) vrstev je uveden v patentovém spisu US 5 318 685, který tímto zahrnujeme do tohoto popisu formou odvolávky. Tyto základní kovové vrstvy mají v typickém případě tloušťku okolo 10 až 30 A (1 až 3 nm) a jsou obětované. To znamená, že tloušťka základních kovových vrstev je určována na základě systémových povlakových parametrů, takže většina ze základní kovové vrstvy reaguje, tj. je oxidována, během naprašování následující antireflexní vrstvy. Ochranná kovová základní vrstva se stává transparentní, když je zcela oxidována, takže oxidovaná základní kovová vrstva nemá negativní vliv na propustnost světla a odrazové vlastnosti povlečeného substrátu. Následná oxidace kovové základní vrstvy však není snadno ovládána a není neobvyklé, že bude neúplná. Atomy kovu některých

-1 CZ 302809 Β6 kovových základů (primerů) mají dále sklon ktomu, že dochází k tvorbě jejich slitiny s kovem vrstvy, odrážející infračervené záření, čímž dochází k degradaci rozhraní mezí oběma vrstvami.

I když běžné postupy jsou obecně přijatelné pro vytváření substrátů s povlakem s nízkou emisivitou, jsou s běžnými způsoby povlakování spojeny nevýhody. Například pro povlakované sklo, které má být použito bez dalšího tepelného zpracování nebo kondicionování, působí v případě, že veškerá podkladová vrstva není během nanášení následné antireflexní vrstvy oxidována, zbytková kovová základní vrstva snižování propustnosti viditelného zařízení. Dále má rozsah a tloušťka zbytkové základní kovové vrstvy, zanechaná po nanesení následné antireflexní vrstvy, účinek na fyzikální vlastnosti povlaku, jako je tvrdost substrátu s povlakem. Je proto důležité, aby se ukládalo jen takové množství kovové základní vrstvy, jaké bude oxidováno během naprašování následné antireflexní vrstvy. Ovládání tloušťky kovové základní vrstvy s takovou míru přesnosti, například 10 až 30 A (1 až 3 nm), však vede ke značné složitosti procesu. Přesné ovládání tloušťky v například atomové vrstvě je obtížné. Také ovládání oxidace kovové základní vrstvy je při použití běžných povlékačů plýtváno cenným povlékacím prostorem vzhledem k potřebě mít jednotlivé bezkyslíkové povlakové oblasti kovu odrazivého pro infračervené záření, oddělené od antireflexní povlékací oblasti, obsahující kyslík.

Jestliže má být povlečený substrát dále tepelně tvarován, jako pro ohýbání, tepelné zpevňování nebo tvrzení, musí být tloušťka kovové základní vrstvy během zpracování zvýšena, aby zůstala dostatečná neoxidovaná zbytková vrstva kovového základu pro ochranu stříbrné vrstvy během takového následného tepelného zpracování. To znamená, že pro tržní účely je třeba obvykle vést dva druhy povlakovaných substrátů, z nichž jeden má relativně tenký oxidovaný podklad, schopný bezprostředního použití, a jeden má relativně tlustší neoxidovanou základní vrstvu pro použití po dalším tepelném zpracování. Není však neobvyklé, aby vlastnosti povlaku, jako barva, propustnost a zamlžení, byly negativně ovlivňovány následujícím tepelným zpracováním obvyklých substrátů s povlakem s nízkou emisivitou s ještě tlustšími základními (příměrovými) vrstvami.

Odborníky v oboru bylo konstatováno, že by bylo výhodné mít k dispozici povlak, mající jednu nebo více než jednu kovovou vrstvu, odrážející infračervené záření, bez potřeby běžných kovových základních vrstev, jakož i způsob výroby takových povlaků.

Z DE 36 28 057 je znám způsob výroby zasklívacího dílce ze skla, odrážejícího teplo, který se vyznačuje vytvářením vrstvy z oxidu kovu na povrchu skleněné tabule stejnosměrným katodovým naprašováním, vytvářením druhé vrstvy ušlechtilého kovu na povrchu první vrstvy stejnosměrným katodovým naprašováním v bezkyslíkové atmosféře a vytvářením třetí vrstvy oxidu kovu na povrch druhé vrstvy katodovým naprašováním, přičemž oxid kovu se použije jako narážecí terč (target), v atmosféře, obsahující 0 až 20 % obj. kyslíku.

Tento dokument navrhuje bezkyslíkovou atmosféru a neuvádí použití malého množství kyslíku v atmosféře pro dostatečné oxidování keramické vrstvy, aby se předešlo tomu, že kov, obsažený v keramickém povlaku, bude mít vyšší poměr obsahu kovu ke kyslíku než stechiometrický. Tento dokument také zjevně nevěnuje pozornost zdokonalení vodivosti keramického materiálu dotováním kovových oxidů kovy.

Podstata vynálezu

Vynález vychází mimo jiné ze zjištění, že rozprašování keramické katody, obsahující kyslík, může vést ke ztrátě kyslíku z rozprašovaného keramického materiálu do plynné fáze. Tento kyslík muže být polom odčerpáván dtfuzními čerpadly mezičlánků. Přídavně může určitý kysiík z keramického katodového materiálu reagovat s povlékacím materiálem, nanášeným na stěny nebo jiné volné povrchové oblasti povlékacího zařízení, pro snižování celkového množství kyslíku, jaké je k dispozici pro vytváření keramické vrstvy. Výsledná keramická vrstva, jako je vrstva

Ί oxidu zinku, dotovaného hliníkem, nanášená přes stříbro v bezkyslíkové atmosféře, může mít

------i---------ϊ:ι.ι„ j „ uiv, ,„1:1,., „„a „„„aV V Sis 1 puilICl KW u, 1 ιαρι iMau zjumi a minusu, nv nj01 mu 11 ví. jlvviiiuiiivu ivi\> [?vinti.

Aby se působilo proti této ztrátě kyslíku, může být proto použito v rozprašovací atmosféře malé 5 množství, například větší než 0 a menší než 20 % obj., s výhodou 3 až 10 % obj. kyslíku. Toto malé množství kyslíku v atmosféře oblasti (pásma) má malý účinek na rychlost ukládání a vlastnosti stříbra během naprašování, avšak toto malé množství kyslíku vede ke v podstatě plně oxidované keramické vrstvě, mající například v podstatě stechiometrický poměr kovu ke kyslíku, přes vrstvu stříbra. Obsah kyslíku by měl být regulován tak, aby bránil vzrůstu měrného odporu stříbrio né vrstvy o více než Okolo 75 % měrného odporu stříbrné vrstvy podobné tloušťky, naprašované v inertní atmosféře, například argonové atmosféře, s výhodou o méně než okolo 50 %, přednostně o méně než okolo 30 % a nejvýhodněji o 0 %, tj. beze změny.

Vynález přináší v prvním základním provedení způsob vytváření transparentního předmětu s po15 vlakem, při kterém se nanáší naprašováním přes transparentní substrát nejméně dvě povlakové vrstvy, z nichž jedna je kovová vrstva, odrazivá pro infračervené záření, a další vrstva je na bázi oxidu kovu, přičemž nanášení se provádí ve stejné povlakovací komoře povlakovacího zařízení v inertní atmosféře, obsahující nízký procentuální podíl kyslíku, který je nejvýše 20 % obj., když se nanáší vrstva nebo vrstvy na bázi oxidu kovu, přičemž podle vynálezu je první vrstva kovová vrstva, odrazivá pro infračervené záření, a přes tuto kovovou vrstvu se nanáší jako další vrstva keramická vrstva oxidu kovu, dotovaného kovem, rozprašováním vodivé keramické katody při řízení obsahu kyslíku v okolní atmosféře v rozmezí od hodnoty větší než nula do 20 % objemových.

Podle dalšího znaku výše uvedeného prvního základního provedení způsobu podle vynálezu se před nanesením kovové vrstvy nanáší naprašováním přes transparentní substrát antireflexní vrstva naprašováním přes transparentní substrát a poté se nanáší kovová vrstva, odrazivá pro infračervené záření, naprašováním přes antireflexní vrstvu a přes ni se rozprašováním vodivé keramické katody nanáší keramická vrstva. S výhodou antireflexní vrstva, nanesená přes transparentní

3o substrát jako první antireflexní vrstva, obsahuje vrstvu cíničitanu zinku a vrstvu oxidu zinku a vytváří se tak, že se nejprve nanáší vrstva cíničitého zinku na substrát jako první vrstva cíničitanu zinku, na tuto první vrstvu cíničitanu zinku se nanáší naprašováním vrstva oxidu zinku jako první vrstva oxidu zinku povlaku, na níž se nanáší kovová vrstva a keramická vrstva.

Podle dalšího znaku výše uvedeného prvního základního provedení způsobu podle vynálezu se na keramickou vrstvu naprašováním nanáší antireflexní vrstva. Je-li přes substrát nanášena první antireflexní vrstva a na keramickou vrstvu se nanáší další antireflexní vrstva, tvoří tato další antireflexní vrstva druhou antireflexní vrstvu povlaku. Druhá antireflexní vrstva s výhodou obsahuje vrstvu číničitanu zinku a vrstvu oxidu zinku a vytváří se tak, že se nejprve nanáší na keramickou

4« vrstvu vrstva cíničitanu zinku jako druhá vrstva cíničitanu zinku, na tuto druhou vrstvu cíničitanu zinku se nanáší naprašováním vrstva oxidu zinku jako druhá vrstva oxidu zinku.

Na druhou vrstvu oxidu zinku se naprašováním dále může nanášet druhá kovová vrstva, odrazivá pro infračervené záření, na druhou kovovou vrstvu se naprašováním nanáší druhá keramická vrstva, na kterou se nanáší naprašováním třetí vrstva cíničitanu zinku, načež se na třetí vrstvu cíničitanu zinku naprašováním nanáší ochranný vrchní povlak.

Keramická vrstva, například z oxidu zinku, dotovaného hliníkem, může být nanášena jak pod, tak i přes kovovou vrstvu, odrazivou pro infračervené záření. Přitom je možno použít keramickou vrstvu, nanesenou přes transparentní substrát, a další keramickou vrstvu, nanesenou přes kovovou odrazivou vrstvu, která byla nanesena přes první keramickou vrstvu. Spolu s výše uvedeným zjištěním, pokud jde o obsah kyslíku v pracovní atmosféře, z těchto skutečností vychází druhé základní provedení způsobu podle vynálezu.

CZ 302809 Β6

V tomto, druhém základním provedení přináší vynález způsob vytváření transparentního předmětu s povlakem, při kterém se nanáší naprašováním přes transparentní substrát nejméně tři povlakové vrstvy, z nichž nejméně jedna je kovová vrstva, odrazivá pro infračervené záření, a další vrstvy jsou na bázi oxidu kovu, přičemž nanášení se provádí ve stejné povlakovací komoře povlakovacího zařízení v inertní atmosféře, obsahující nízký procentuální podíl kyslíku, který je nejvýše 20 % obj., když se naprašují vrstva nebo vrstvy na bázi oxidu kovu, přičemž podle vynálezu je první vrstva keramická vrstva oxidu kovu, dotovaného kovem, která se nanáší přes transparentní substrát rozprašováním vodivé keramické katody při řízení obsahu kyslíku v okolní atmosféře v rozmezí od hodnoty větší než nula do 20 % objemových, a pres tuto keramickou vrstvu se nanáší naprašováním jako další vrstva kovová vrstva, odrazivá pro infračervené záření, a přes kovovou vrstvu se nanáší druhá keramická vrstva oxidu kovu, dotovaného kovem, rozprašováním vodivé keramické katody, přičemž vytváření všech tří vrstev se provádí ve stejné pov lakovací komoře povlakovacího zařízení ve stejné atmosféře.

Podle dalšího znaku tohoto druhého základního provedení způsobu se před nanesením první keramické vrstvy nanáší naprašováním na transparentní substrát první antireflexní vrstva, obsahující první vrstvu cíničitanu zinku, a poté se naprašuje první keramická vrstva rozprašováním vodivé katody na první antireflexní vrstvu a na první keramickou vrstvu se nanáší naprašováním první kovová vrstva, na které se vytváří druhá antireflexní vrstva, obsahující vrstvu cíničitanu zinku a vrstvu oxidu zinku, a to tak, že se nejprve naprašuje vrstva cíničitanu zinku na první kovovou vrstvu jako druhá vrstva cíničitanu zinku a na tuto druhou vrstvu cíničitanu zinku se naprašuje vrstva oxidu zinku jako druhá vrstva oxidu zinku povlaku, načež se pres tuto druhou vrstvu oxidu zinku naprašuje druhá keramická vrstva, přes niž se naprašováním nanáší druhá kovová vrstva, odrazivá pro infračervené záření, přes niž se nanáší naprašováním třetí keramická vrstva, na kterou se naprašováním nanáší třetí vrstva cíničitanu zinku a na třetí vrstvu cíničitanu zinku se naprašováním nanáší ochranný vrchní povlak.

Způsob podle obou základních provedení se dále vyznačuje tím, že se kov kovové vrstvy, odrazivé pro infračervené záření, s výhodou volí ze skupiny, sestávající ze stříbra, zlata, hliníku a mědi.

Keramický katodový materiál může například zahrnovat oxid cínu, oxid india a/nebo oxid zni ku s dotujícími přísadami, jako je indium, zinek, antimon, kadmium a/nebo fluor, přidávanými pro vytváření vodivých keramických katod, jako oxid cínu, dotovaný antimonem, oxid cínu, dotovaný fluorem, oxid cínu, dotovaný indiem, oxid india, dotovaný cínem, oxid zinku, dotovaný indiem, a oxid zinku, dotovaný hliníkem. Podle dalšího znaku vynálezu se tedy keramická vrstva s výhodou volí ze skupiny, sestávající z oxidu cínu, dotovaného indiem, oxidu cínu, dotovaného zinkem, oxidu cínu, dotovaného antimonem, oxidu cínu, dotovaného kadmiem, oxid india, dotovaného cínem, oxidu zinku, dotovaného indiem, a oxidu zinku, dotovaného hliníkem.

Antireflexní vrstva se při způsobu podle vynálezu s výhodou volí ze skupiny, sestávající z cíničitanu zinku, oxidu titanu, oxidu cínu, oxidu india, oxidu zinku, nitridu křemíku a oxidu bismutu. Transparentní substrát je s výhodou sklo.

Způsob podle vynálezu se dále s výhodou vyznačuje tím, že obsahuje zahřívání předmětu s povlakem pro ohýbání, tvrzení nebo tepelné zpevňování předmětu s povlakem.

Ochranný vrchní povlak se s výhodou volí ze skupiny, sestávající z oxidu titanu a odstupňovaného oxynitridu křemíku.

Podle dalšího znaku způsobu podie vynálezu se kroky nanášení kovové vrstvy, odrazivé pro infračervené záření, a keramické vrstvy provádějí ve stejné pov lakovací oblasti povlakovacího zařízení pro nanášení vícevrstvého souvrství naprašováním, majícího tři povlakovací oblasti, přičemž atmosféra v povlakovací oblasti obsahuje dostatečně kyslíku pro to, aby došlo v podstatě k oxidaci keramické vrstvy během nejméně jednoho z povlakovacích kroků.

-4CZ 302809 B6 rodie výhodného provedení způsobuje kovová viStva nebo kovové vrstvy, odrazívc pro infračervené záření, ze stříbra a obsah kyslíku atmosféry v povlakovacím pásmu se řídí tak, že vodivost vrstvy nebo vrstev stříbra není snížena pod vodivost vrstvy stříbra, napravované v argonové atmosféře.

Každá vrstva cíničitanu zinku má s výhodou tloušťku 0,0040 až 0,020 pm (4 až 20 nm), každá vrstva oxidu zinku má s výhodou tloušťku 0,0020 až 0,01 pm (2 až 10 nm), každá kovová vrstva odrazivá pro infračervené záření má s výhodou tloušťku 0,0080 až 0,0150 pm (8 až 15 nm), každá keramická vrstva má s výhodou tloušťku 0,0020 až 0,0100 pm (2 až 10 nm) a vrchní ochranný povlak má s výhodou tloušťku 0,0020 až 0,0050 pm (2 až 5 nm).

Vynález se též vztahuje na použití předmětu s povlakem, získaného způsobem podle vynálezu, a to jako okna budovy, izolačního dílce, automobilového skla a zejména předního automobilového skla.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu a příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 schematický podélný řez, s postranní stěnou odejmutou pro účely názornosti, povlékacím zařízením, používající principy vynálezu, obr. 2 řez substrátem s vícevrstvým povlakem, majícím znaky podle vynálezu, obr. 3 graf závislosti rychlostí nanášení na procentech kyslíku pro experimenty, popsané v tab. 1, obr. 4 graf závislosti činitele pohlcení na procentech kyslíku pro experimenty, popsané v tab. 1, obr. 5 graf závislosti měrného odporu aemisivity na procentech kyslíku pro experimenty, popsané v tab. 2 a tab. 1, a obr. 6 graf závislosti činitele prostupu na procentech kyslíku pro experimenty popsané v tab. 2.

Příklady provedení vynálezu

Pro účely popisu se dále pojmy „nad”, „pod, „vpravo“, „vlevo“, „nahoře“, „dole“ a podobná prostorová označení týkají vynálezu, jak je orientován na obrázcích. Rozumí se však, že vynález může být podroben různým alternativním obměnám uspořádání a sledů kroků, pokud není výslovně uvedeno jinak. Rozumí se, že konkrétní povlékací zařízení a povlakovací postupy, znázorněné ve výkresech a popsané v následujícím popisu, jsou pouze příkladná provedení vynálezu. Konkrétní rozměry a jiné zde popisované fyzické znaky, týkající se zde popsaných provedení, nelze proto považovat za omezující. Termín „keramický“, jak je zde používán, se obecně týká materiálů, obsahujících kovové a nekovové prvky, a termín „keramická vrstva“ se týká vrstvy, ' w ' · * 1 'íi » . 1 -τη ' V 44 ....... í .. _ J x ». , lidíIďbCllC Z „RClftlUlURC IKULUkry, L Cl Ulili „piva ΖΊίαιιιι,υα uau, uiv uii\uu nvwjLuv v lvounu jvu sedství nebo ve vzájemném kontaktu.

Pro plné vysvětlení způsobu povlékání a výsledného povlakovaného výrobku bude nejprve popsáno povlékací zařízení, používající znaky vynálezu. Povlékací zařízení je označeno na obr. 1 jako zařízení 10 a obsahuje první povlékací oblast Γ2, druhou povlékací oblast M a třetí povlékací oblast 16. Zařízení má dopravní pás 18, který je uspořádán tak, že se pohybuje oblastmi _12,J_4, 16 zvolenou rychlostí. Substrát může být zjakéhokoli materiálu, bez omezení rozsahu vynálezu, například z plastu, čirého nebo barevného skla, kovu nebo skleněné keramiky. Oblasti 12, 14 a 16 jsou vzájemně od sebe izolovány jakýmkoli vhodným způsobem, například konstrukčně oddělenými stupni nebo mezičlánky, majícími turbomolekulová nebo difúzní Čerpadla, zabraňujícími difundování plynů z jedné oblasti do přilehlé oblasti.

První oblast 12 obsahuje jeden nebo více držáků 24 katod pro uložení katodového terče (targetu) 26 pro rozprašování. Třetí oblast 16 je podobná první oblasti 12 a obsahuje jeden nebo více držáků 28 katod pro uložení jednoho nebo více katodových terčů (targetů) 30.

-5CZ 302809 Β6

V jednom provedení vynálezu má druhá oblast Í4 dva držáky 34 a 36 katod, držící každý odpovídající katodový terč 38 a 40. Pro jednoduchost popisu budou katodové terče dále jednoduše označovány jako katody. Katoda 38 je obvyklá kovová katoda, odrážející infračervené záření, jako ze stříbra, zlata atd. Druhá katoda 40 je vodivá keramická katoda, obsahující oxid kovu, který je dotovaný tak, aby byl vodivý, například katoda z oxidu zinku, dotovaného hliníkem, dostupná od společnosti Cerac Co. z Milwaukee, Wisconsin. Keramická katoda 40 je použita místo kovové katody pro základní vrstvu (kovové příměrové katody) podle stavu techniky.

Nyní budou popsány způsoby naprašování vícevrstvého povlakového souvrství podle vynálezu. Pro účely počátečního rozboru, a bez uvažování jako omezujícího pro vynález, mohou být katody 26 a 30 v první a třetí oblasti 12 a J_6 běžné kovové katody, například zinkové katody a/nebo katody ze slitiny zinku a cínu, typu, popsaného v patentovém spisu US 4 610 771, který zahrnujeme do tohoto popisu formou odvolávky, nebo zinkové katody nebo křemíkové katody typu, známého ve stavu techniky pro nanášení antireflexní vrstvy, například jak je popsáno v patentové přihlášce US 19980058440 s názvem „Ochranné povlaky na bázi oxinitridu křemíku, podané 9. 4. 1998, kterou zahrnujeme do tohoto popisu formou odvolávky. V této souvislosti budou první a třetí oblast 12 a 16 obsahovat obvyklé reaktivní atmosféry, bohaté na kyslík. Katoda 38 z materiálu, odrážejícího infračervené záření, může být stříbrná katoda 38 a keramická katoda 40 může být z oxidu zinku, dotovaného hliníkem.

Substrát 20, například skleněná tabule, se pohybuje po dopravním pásu 18 do první povlékací oblasti Í2 a katoda 26, například katoda ze slitiny zinku a hliníku, se budí. Pres substrát 20 se nanáší obvyklým způsobem vrstva cíničitanu zinku. Vrstva cíničitanu zinku má s výhodou tloušťku okolo 2 až 100 nm, s výhodou 10 až 40 nm, nejvýhodněji 20 až 35 nm.

Substrát 20 s povlakem cíničitanu zinku se pohybuje po dopravním pásu 18 do druhé povlékací oblasti _I4 a pod buzenou katodou 38. Přes vrstvu cíničitanu zinku se ukládá obvyklým způsobem vrstva, odrazivá pro infračervené záření, například s výhodou vrstva stříbra, o tloušťce 8 až 15 nm, ze stříbrné katody 38. Poté, co byla nanesena stříbrná vrstva, rozprašuje se na stříbrnou vrstvu keramická katoda z oxidu zinku, dotovaného hliníkem. Jak lze odvodit, mohou být některé katody nebo všechny katody kontinuálně buzeny během nanášecího procesu nebo mohou být katody buzeny před nanášením a odbuzeny po nanášení. Jak je podrobněji popsáno níže, může atmosféra pro naprašování keramické katody 40 obsahovat kyslík, například 0 až 20 % obj. Když se keramická katoda rozprašuje plazmou, jsou atomy zinku, hliníku a kyslíku vyráženy z keramické katody 40 bud’ odděleně, nebo jako víceatomové elementy. Tyto atomy se rekombinují na substrátu 20 pro vytváření vrstvy keramické hmoty, například oxidu zinku, dotovaného hliníkem, přes stříbrnou vrstvu. Když se použije jako ochranná vrstva, mělo by být minimální množství naneseného keramického materiálu takové, aby poskytlo rovnoměrné překrytí stříbrné vrstvy pro zabránění destrukci, když se naprašuje následující antireflexní vrstva, a maximální množství je obvykle omezené ekonomií povlakovacího procesu a může být například v rozmezí přibližně 2 až 10 nm, s výhodou okolo 3 až 8 nm a nejvýhodněji okolo 4 až 5 nm, aniž by to mělo negativní dopad na vlastnosti povlaku. Způsob podle vynálezu snižuje nebo vylučuje problém tvorby slitin mezi kovy, spojený s použitím kovových základních (příměrových) vrstev podle stavu techniky, jak bylo rozebráno výše.

když se výše uvedený popis zaměřuje na použití oxidu zinku dotovaného hliníkem jako přednostního keramického materiálu, mohou být také použity jiné vodivé keramické materiály, kterými se získávají vysoce transparentní vrstvy při nízkých obsazích kyslíku v pracovním plynu. Keramický katodový materiál může například zahrnovat, aniž by se tím omezoval vynález, oxid cínu, oxid india a/nebo oxid zinku s dotujícími přísadami, jako je indium, zinek, antimon, kadmium a/nebo fluor, přidávanými pro vytváření vodivých keramických katod, jako oxid cínu, dotovaný antimonem, oxid cínu, dotovaný fluorem, oxid cínu, dotovaný indiem, oxid india, dotovaný cínem, a oxid zinku, dotovaný indiem.

-6CZ 302809 B6

Při běžných způsobech nanášení povlaků naprašováním jsou kovová vrstva, odrážející infračervené zářeni, a kovová základní vrstva nanášeny v bezkyslíkove atmosféře, aby se zahranilo destrukci stříbrné vrstvy oxidací. Jak již bylo uvedeno výše ve stati o podstatě vynálezu, bylo však zjištěno, že rozprašování keramické katody, obsahující kyslík, v bezkyslíkové atmosféře může vést ke ztrátě kyslíku z rozprašovaného keramického materiálu do plynné fáze. Tento kyslík může být potom odčerpáván difuzními čerpadly mezičlánků. Přídavně může určitý kyslík z keramického katodového materiálu reagovat s povlékacím materiálem, nanášeným na stěny nebo jiné volné povrchové oblasti povlékacího zařízení, což povede ke snižování celkového množství kyslíku, jaké je k dispozici pro vytváření keramické vrstvy. Výsledná keramická vrstva, jako je vrstva oxidu zinku, dotovaného hliníkem, nanášena přes stříbro v bezkyslíkové atmosféře, může mít vyšší poměr kovu, například zinku a hliníku, ke kyslíku než stechiometrický poměr.

Aby se působilo proti této ztrátě kyslíku, může být použito v rozprašovací atmosféře v druhé oblasti 14 malé množství, například větší než 0 a menší než 20 % obj., s výhodou 3 až 10 % obj., kyslíku. Toto malé množství kyslíku v atmosféře oblasti má malý účinek na rychlost ukládání a vlastnosti stříbra během naprašování, avšak toto malé množství kyslíku vede ke v podstatě plně oxidované keramické vrstvě, mající například v podstatě stechiometrický poměr kovu ke kyslíku, přes vrstvu stříbra. Obsah kyslíku by měl být regulován tak, aby bránil vzrůstu měrného odporu stříbrné vrstvy o více než okolo 75 % měrného odporu stříbrné vrstvy podobné tloušťky, naprašo20 váné v inertní atmosféře, například argonové atmosféře, s výhodou o méně než okolo 50 %, přednostně o méně než okolo 30 % a nejvýhodněji o 0 %, tj. beze změny.

Jak bude zřejmé pro běžné odborníky v oboru, mění se měrný odpor stříbrné vrstvy sjejí tloušťkou. Rozbor vztahu mezi měrným odporem a tloušťkou vrstvy filmu je obsažen v Materials

Research Society Bulletin, sv. XXII, č. 9, září 1997, který zahrnujeme jako součást tohoto popisu formou odvolávky. Například pro stříbrnou vrstvu, nanášenou na základní vrstvu amorfního cíníčitanu zinku, se měrný odpor pohybuje od okolo 10,75 μΏ-cm při tloušťce okolo 6 nm do okolo 4,5 μΩ-cm při tloušťce okolo 30 nm. Proto by například pro stříbrnou vrstvu o tloušťce 6 nm, nanesenou na vrstvu amorfního cíničitanu zinku, podle vynálezu, množství přidávaného kyslíku přednostně nemělo vést, aniž by se tím však omezoval vynález, ke vzrůstu měrného odporu stříbrné vrstvy o více než 8,1 píí.cm (0,75 x 10,75 píž.cm), tj. ke konečnému měrnému odporu 18,85 pílcm, s výhodou o ne více než 5,4 μΩ.αη (0,5 x 10,75 píž.cm), výhodněji o ne více než

3,2 μΩ.αη (0,3 x 10,75 μΩ.αη) a nejvýhodněji beze změny ve stříbrné vrstvě, tj. o 0 píŽ.cm.

Vrstva oxidu zinku, dotovaného hliníkem, přes stříbrnou vrstvu chrání stříbrnou vrstvu během následného naprašování druhé dielektrické vrstvy v třetí oblasti 16. I když buzená keramická katoda 40 působí jako lapač pro kyslík, může kyslík difundovat do druhé oblasti 14 z první oblasti 12 a druhé oblasti 16, tj. difundovaný kyslík se může kombinovat s naprašovaným katodovým materiálem k napomáhání tvorbě keramické vrstvy. Z tohoto hlediska může být na vstupní suaně přeu siiíbiuuu kdiudvu 38 uiiiístčiia jma k^iáiniCká katoda, jak jí ΖηΰΖΰΓΓινΓιΰ ČtukCYQuC na obr. 1, pro lapání kyslíku na vstupní („protiproudové“) straně stříbrné katody 38. Poté, co se nanese keramická vrstva, přesouvá dopravní pás 18 substrát do třetí oblasti 16, kde se obvyklým způsobem ukládá vrstva cíničitanu zinku přes keramickou vrstvu. Jak je znázorněno na obr. 1, mohou být přítomné přídavné katody 126 a 130 v první oblasti 12 a třetí oblasti 16, znázorněné čárkovaně. Například mohou být katody 126 a 130 zinkové katody pro nanášení vrstvy oxidu zinku přes přilehlou vrstvu cíničitanu zinku a pod přilehlou stříbrnou vrstvou povlaku.

Substrát 18 se potom může pohybovat do dalších oblastí, podobných oblastem 12, J_4 a 16, pro ukládání dalších povlakových vrstev pro výrobu například mechanicky trvanlivého substrátu 82 s vícevrstvým povlakem typu, znázorněného na obr. 2.

Substrát 82 s vícevrstvým povlakem má první antireflexní vrstvu 84, která může zahrnovat jednu nebo více různých typů antireflexních materiálů nebo jeden nebo více filmů z odlišných antireflexních materiálů, například vrstvu z oxidu zinečnatého pres vrstvu z cíničitanu zinku, první vrst55 vu 86 z kovu, odrážejícího infračervené záření, například vrstvu stříbra, první keramickou vrstvu . 7 .

CZ 302809 Β6

88, například oxidu zinku, dotovaného hliníkem, druhou antireflexní vrstvu 90, která muže zahrnovat jeden nebo dva různé typy antireflexních materiálů, například vrstvu oxidu zinečnatého přes vrstvu cíníčítanu zinku, druhou stříbrnou vrstvu 92. druhou vrstvu 94 oxidu zinku, dotovaného hliníkem, třetí antireflexní vrstvu 96, která může zahrnovat jeden nebo více různých typů antireflexníeh materiálů nebo jeden nebo více filmů různých antireflexních materiálů, například vrstvu oxidu zinečnatého přes vrstvu cínieitanu zinku, a ochranný vrchní povlak 98 typu, známého v oboru, například vrstvu z oxidu titanu nebo odstupňovanou vrstvu oxinitridu křemíku. Pro příklady více filmů v antireflexní vrstvě je možné se odvolat na patentový spis US 5 821 001 a pro příklady ochranných vrchních povlaků na patentové spisy US 4 716 086 a US 4 786 563, které zahrnujeme jako součást tohoto popisu formou odvolávky. Vrstvy oxidu zinku, dotovaného hliníkem, podle vynálezu, umožňují dosáhnout zlepšených fyzikálních a optických parametrů a odstranit nebo redukovat problémy, spojené s dosud používanými kovovými základními (příměrovými) vrstvami.

Jelikož je vrstva oxidu zinku, dotovaného hliníkem, transparentní a má podobný index lomu jako běžné dielektrické materiály, jak je cíničitan zinku, není tloušťka vrstvy oxidu zinku, dotovaného hliníkem, při tvorbě transparentních povlaků zpravidla podstatná, tj. vlastnosti substrátu s povlakem nejsou v typickém případě negativně ovlivňovány tloušťkou vrstvy oxidu zinku, dotovaného hliníkem. Činitelé propustnosti a odrazu povlakového skleněného substrátu nejsou negativně ovlivněné, jako by tomu bylo při použití ochranné kovové vrstvy podle známého stavu techniky. Celková tloušťka vrstvy oxidu zinku, dotovaného hliníkem, a přilehlé antireflexní vrstvy však budou muset být řízené, aby se udržely požadované optické vlastnosti, tj. jestliže se například zvýší tloušťka vrstvy oxidu zinku, dotovaného hliníkem, potom bude muset tloušťka přilehlé antireflexní vrstvy klesnout pro udržení požadované optické tloušťky pro konkrétní požadovanou barvu. Je-li index lomu vrstvy oxidu zinku, dotovaného hliníkem, podstatně odlišný od přilehlé dielektrické vrstvy, potom musí být tloušťka těchto vrstev nastavena tak, aby se udržela požadovaná optická tloušťka pro požadovanou barvu. V povlékacím zařízení 10 mohou být přítomné neznázorněné obvyklé optické monitory, umožňující monitorování a řízení tloušťky povlakových vrstev.

Vrstva oxidu zinku, dotovaného hliníkem, přídavně zvyšuje hodnoty fyzikálních vlastností povlečeného substrátu, jako tvrdost. Dále může být substrát, používající podle vynálezu vrstvu oxidu zinku, dotovaného hliníkem, místo běžné podkladové vrstvy následně tepelně zpracováván, tj. pro ohýbání, vytvrzování nebo tepelné zpevňování skleněného substrátu s povlakem. Jelikož se propustnost keramické podkladové vrstvy podle vynálezu výrazně nemění při zahřátí, jako je tomu u povlaku, obsahujícího tlustou kovovou základní vrstvu, může být jeden substrát s povlakem použit pro zahřívané i nezahřívané oblasti použití, čímž odpadá požadavek vést samostatně na skladě různé typy povlakovaných substrátů, jaký je potřebný u systémů podle známého stavu techniky. Jak bude zřejmé, očekává se v případě, kdy je keramická podkladní vrstva podstechiometrická, že zahřívání keramické podkladní vrstvy zajistí větší oxidování složení, čímž se změní propustnost keramické podkladní vrstvy a změní se tedy propustnost předmětu s povlakem.

I když v procesu, popisovaném výše, byly katody 26 a 30 v první a třetí oblasti 12 a 16 běžné katody ze slitiny zinku a cínu, mohla by být jedna nebo obě z těchto katod 26 a 30 keramické, například z oxidu zinku, dotovaného hliníkem, pro nahrazení běžných antireflexních vrstev 84, 90 vrstvami oxidu zinku, dotovaného hliníkem.

Příklad

Byly vyrobeny vzorky pro studování účinků nanášení vrstvy oxidu zinku, dotovaného hliníkem, z keramické katody na skleněný substrát a také na substrát s vícevrstvým povlakem. Všechny níže rozebírané vzorky byly zhotoveny běžným nanášecím systémem Airco ILS 1600, používajícím systémový tlak o okolo 0,532 Pa (4 mTorr) a nastavení výkonu od 0,5 do 1,5 kW. Nanášecí parametry a výsledky pro nanášení oxidu zinku, dotovaného hliníkem, na skleněný substrát

-8CZ 302809 B6 a také pro nanášení povlaku s nízkou emisivítou, obsahujícího stříbro, s podkladovými vrstvami — J 4 Μ ΛΙ* riblnnAn/r r· 11 ÍcíAH Ml/jSríňnif u 1 η Ύ £, UAIUU Z-JIlfKU klVLU VaiIVliV UlUilftVilL, dtl oivivitviij juujuul uv^uvhj * tuv, i mVzorky uvedené v tab. 1 byly připraveny nanášením vrstvy oxidu zinku, dotovaného hliníkem, 5 přímo na čiré substráty ze skla float ve tvaru čtverce o velikosti 30,48 cm (12) a tloušťce

2,3 mm (0,09“) běžným způsobem, tj. tak, že se substrát nechal procházet postupně pod katodou během povlékání.

io Tab. 1

Vz · c ·	%o₂	Výkon (kW)	Činitel prostupu LTD65	Činitel odrazu 1 - povrchu (ÝR1)	Činitel A p_oměr pohlceni (1 Á Á/kW/P - 0,1 nm)
1	0	0,5	0,5384	0,1875	0,2741	654	65,4
2	5	0,5	0,7909	0,1935	0,0156	521	52,1
3	10	0,5	0,8002	0,1845	0,0153	466	46,6
4	25	0,5	0,8202	0,1645	0,0153	386	38,6
5	50	0,5	0,8331	0,1525	0,0144	352	35,2
6	0	1,0	0,3818	0,1326	0,4856	1872	93,6
7	5	1,0	0,8185	0,1596	0,0219	1800	90
8	10	1,0	0,8473	0,1346	0,0181	1693	84,65
9	25	1,0	0,8946	0,0889	0,0165	1405	70,25
10	50	1,0	0,8722	0,1109	0,0169	1246	62,3
Tab. 2
Vz.č.	%o₂	Emis ivita Měrný odpor Ohm/sq.	%T LTD65	Smyková Páska pevnost	Zamlžení
11	5	0.045 2 .fi7	70.35	P+	P	A+
12	10	0,05	2,6	79,04	A+	P	A+
13	20	0,065 4,3	73	A+	P	A+
14	30	0,12	8,22	63,11	A+	P	-
15	3	0,045 2,64	79,33	A+	P	A+

Obr. 3 znázorňuje graf závislosti rychlosti nanášení na procentuálním obsahu kyslíku v celém 20 plynném proudu pro přípravu těchto vzorků. Oba soubory údajů odpovídají různým úrovním výkonu při nanášení pro nanášecí systém Airco ILS 1600. Obr. 4 znázorňuje závislost činitele absorpce tenkých filmů ze stejných materiálů o tloušťkách okolo 50 až 180 nm. V čistém argonu je činitel absorpce nanesené keramické vrstvy vysoký, což indikuje, že vrstva sestává z vysoce redukovaného materiálu. Jestliže se však do naprašovací oblasti nebo komory přidává 5 % nebo více kyslíku, je činitel absorpce vrstvy výrazně snížený (obr. 4), zatímco pokles v rychlosti nanášení (obr. 3) je srovnatelně malý. Je zajímavé, jak je zřejmé z obr. 3 a 4, že vyšší úrovně obsahu

-9CZ 302809 B6 kyslíku, které vedou ke stejně nižším rychlostem nanášení, nevedou k nižším úrovním činitele absorpce, tj. při velmi nízké úrovni obsahu kyslíku v plynném proudu je nanášený film v podstatě plně oxidovaný.

Výsledky, uvedené v tab. 2, se týkají vícevrstvých povlaků, nanesených na čirých substrátech ze skla float ve tvaru čtverce o straně 30,48 cm (12“) a tloušťce 2,3 mm (0,09“). Povlakové souvrství zahrnuje první vrstvu eíničitanu zinku, nanesenou přímo na substrát z čirého skla float, první vrstvu stříbra, nanesenou na první vrstvu eíničitanu zinku, první vrstvu oxidu zinku, dotovaného hliníkem, nanesenou z keramické katody na první vrstvu stříbra, druhou vrstvu eíničitanu zinku, nanesenou na první vrstvu oxidu zinku, dotovaného hliníkem, první vrstvu oxidu zinečnatého, nanesenou na druhou vrstvu eíničitanu zinku, druhou vrstvu stříbra, nanesenou na první vrstvu oxidu zinečnatého, druhou vrstvu oxidu zinku, dotovaného hliníkem, nanesenou z keramické katody na druhou vrstvu stříbra, druhou vrstvu oxidu zinečnatého, nanesenou na druhou vrstvu oxidu zinku, dotovaného hliníkem, a krycí vrstvu oxidu titanu, nanesenou na druhou vrstvu oxidu zinečnatého.

Pevnost ve smyku a zkoušky páskou a zkoušky na zamlžení byly provedeny na povlečených substrátech obvyklým způsobem a jejich výsledky jsou uvedeny v tab. 2. Zkouška páskou se například provádí přiložením lepicí pásky na povrch povlaku, přitlačením pásky rukou k povlaku a poté jejím odtahováním pro viditelné určování, zda se povlak delaminoval. Pokud nedošlo kdelaminací, zaznamená se výsledek jako úspěšná zkouška (P) a pokud dojde kdelaminaci, zaznamená se výsledek jako neúspěšná zkouška (F). Zkouška na zamlžení je také vizuální zkouška pro kvalitativní určování míry zamlžení povlaku od A+ (znamenající „žádné zamlžení“) k D(velmi zamlžené).

Zkouška smykové pevnosti byla provedena dvacetinásobným nárazem mokrou textilií do povlečeného substrátu, po Čemž následovalo viditelné třídění od A+, znamenající velmi vysokou pevnost, k D-, znamenající nízkou smykovou pevnost. Příklady takových zkoušek jsou popsány ve výše uvedeném patentovém spisu US 5 821 001. Z výše uvedených výsledků pro komoru Airco 1LS 1600, používající celkový tlak pracovního plynu 4 mTorr a katodový výkon 0,5 až 1,5 kW, je přednostní oblast pro rozprašování neabsorbující katody z oxidu zinku, dotovaného hliníkem, od 3 do 10 % obj. kyslíku, s výhodou přibližně 3 až 5 % obj. kyslíku. Jak bude zřejmé pro odborníky v oboru, může se však toto rozpětí odchylovat pro jiná povlékací zařízení nebo pro jiná nastavení tlaku nebo výkonu.

Jak je znázorněno na obr. 5 a 6, může se minimální emisivita 0,045 dosáhnout s přibližně 3 až 5 % obj. kyslíku. To přináší příznivé srovnání s reprodukovatelnou emisi vitou 0,05 pro povlaky, v nichž se používají obvyklé podkladové vrstvy titanu. Podobně se v tomto rozmezí dílčího kyslíkového proudu pozorují maximální vodivost a činitel prostupu povlaku. Obráceně jsou výše uvedené vlastnosti povlaku progresivně degradovány, když se obsah kyslíku v plynu zvyšuje. Optimální rozsah koncentrace kyslíku odpovídá rozsahu, v němž je rychlost nanášení plně oxidovaného oxidu zinku, dotovaného hliníkem, nejvyšší. Pro výše popsaný systém Airco ILS 1600 byl zjištěn optimální obsah kyslíku 3 až 5 % obj. Tento optimální rozsah se může měnit při jiných modelových systémech. S výhodou by obsah kyslíku neměl vést, jak bylo rozebráno výše, ke zvyšování měrného odporu vrstvy stříbra. Jak ukazuje obr. 5, odpovídá to v tomto systému přítomnosti kyslíku 10 % obj. nebo nižší. Jak je však také patrné z obr. 5, vede přítomnost kyslíku až 20 % obj. stále ještě k přijatelné úrovni emisivity. Jak je však uvedeno výše. nemělo by být maximální množství kyslíku vyšší než takové, jaké vyvolává vzrůst o přibližně 30 až 75 % měrného odporu vrstvy stříbra pro danou tloušťku, vypočítanou vzhledem ke stříbrné vrstvě podobné tloušťky, naprašovanou v inertní atmosféře, například argonové atmosféře.

V případě, že je žádoucí stabilní, ale absorbující podkladová vrstva, například pro povlakovaný výrobek s nízkou emisi vitou a/nebo s nízkým clonícím koeficientem (shadíng coeťficient), může být keramická katoda rozprašována v inertní atmosféře nebo v atmosféře, obsahující méně než okolo 3 % reaktivního plynu, například kyslíku, pro vytvoření substechiometrické opticky absor- 10CZ 302809 B6 pění keramické podkladové vrstvy. Ve smyslu popisu vynálezu je stabilní vrstva taková vrstva, ktcfa sc chemicky ncmcm bekem nermalmkc ροϋζϊΐϊ pcvIakovaíichG vý robku se síubiln ΐ vrstv ou, přičemž se však očekává, že se bude měnit, když se stabilní vrstva zahřívá během výroby konečného výrobku.

V alternativním provedení vynálezu mohou být katody 26 a 30 v první oblasti 12 a třetí oblasti 16 nahrazeny keramickou katodou, například z oxidu zinku, dotovaného hliníkem. Držák 36 katody a katoda 40 ve druhé oblasti 14 mohou být vypuštěny. Množství kyslíku v první oblasti J_2 a třetí oblasti 16 mohou být řízené, jak je popsáno výše, takže keramické vrstvy, nanesené z katod 26 a 30 jsou v podstatě plně oxidované. Keramická vrstva, například z oxidu zinku, dotovaného hliníkem, tak může být nanášena jak pod, tak i přes stříbrnou vrstvu.

Pro vytvoření vícevrstvé sestavy mohou být naneseny přídavná stříbrná a keramická vrstva. V tomto provedení vynálezu je použita keramická vrstva, například vrstva oxidu zinku, dotovaného hliníkem, nejen jako ochranná vrstva pro stříbrnou vrstvu, ale může také obsahovat veškeré antireflexní vrstvy. Snižováním počtu poloh katody je možné snížit složitost povlékacího zařízení vůči té, jaká je potřeba podle stavu techniky.

I když přednostní provedení povlékacích zařízení, popsaná výše, byla kontinuální povlékací zařízení, jsou principy vynálezu použitelné na jiné typy povlékacích zařízení, jako jsou vsázková povlékací zařízení. Antireflexní kovy a kovy, odrážející infračervené záření, mohou být dále obvyklého typu, jaký je popsán výše.

í když výše uvedený rozbor byl zaměřen na nanášení keramické vrstvy na kovovou vrstvu odrazivou pro infračervené záření, bude odborníkům v oboru zřejmé, že vynález může být realizován pro zabraňování oxidace pod ní ležící vrstvy z různých materiálů a nikoliv jen kovových vrstev, odrážejících infračervené záření.

Pro odborníky v oboru bude zřejmé, že vynález může být podroben obměnám, aniž by se opustila jeho myšlenka, jak je rozebrána v předchozím popisu. Takové obměny jsou předpokládány jako zahrnuté v rozsahu patentových nároků, pokud jejich znění výslovně neuvádí opak. Konkrétní provedení, podrobně popsaná výše, slouží proto pouze pro ilustrací a neomezují rozsah vynálezu, definovaný v plné šíři v patentových nárocích, ajejich ekvivalenty.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob vytváření transparentního předmětu (82) s povlakem, při kterém se nanáší naprašováním přes transparentní substrát (20) nejméně dvě povlakové vrstvy, z nichž jedna je kovová vrstva, odrazivá pro infračervené záření, a další vrstva je na bázi oxidu kovu, přičemž nanášení se provádí ve stejné povlakovací komoře povlakovacího zařízení v inertní atmosféře, obsahující nízký procentuální podíl kyslíku, který je nejvýše 20 % obj., když se nanáší vrstva nebo vrstvy na bázi oxidu kovu, vyznačený tím, že první vrstva je kovová vrstva (86), odrazivá pro infračervené záření, a pres tuto kovovou vrstvu (86) se nanáší jako další vrstva keramická vrstva (88) oxidu kovu, dotovaného kovem, rozprašováním vodivé keramické katody (40) při řízení obsahu kyslíku v okolní atmosféře v rozmezí od hodnoty větší než nula do 20 % objemových.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se před nanesením kovové vrstvy (86) nanáší naprašováním přes transparentní substrát (20) antireflexní vrstva (84) naprašováním přes transparentní substrát (20), a poté se nanáší kovová vrstva (86), odrazivá pro infračervené záření, naprašováním přes antireflexní vrstvu (84), a přes ni se rozprašováním vodivé keramické katody nanáší keramická vrstva (88).

-IICZ 302809 B6
3. Způsob podle nároku 2, vyznačený tím, že antireflexní vrstva (84), nanesená přes transparentní substrát (20) jako první antireflexní vrstva, obsahuje vrstvu cíničitanu zinku a vrstvu oxidu zinku a vytváří se tak, že se nejprve nanáší vrstva cíničitanu zinku na substrát (20) jako první vrstva cíničitanu zinku, na tuto první vrstvu cíničitanu zinku se nanáší naprašováním vrstva oxidu zinku jako první vrstva oxidu zinku povlaku, na niž se nanáší kovová vrstva (86) a keramická vrstva (88).
4. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se na keramickou vrstvu (88) naprašováním nanáší antireflexní vrstva (90).
5. Způsob podle nároku 2 nebo 3, vyznačený tím, že se na keramickou vrstvu (88) naprašováním nanáší druhá antireflexní vrstva (90).
6. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že druhá antireflexní vrstva (90) obsahuje vrstvu cíničitanu zinku a vrstvu oxidu zinku, a vytváří se tak, že se nejprve nanáší na keramickou vrstvu (88) vrstva cíničitanu zinku jako druhá vrstva cíničitanu zinku, na tuto druhou vrstvu cíničitanu zinku se nanáší naprašováním vrstva oxidu zinku jako druhá vrstva oxidu zinku.
7. Způsob podle nároků 3a 6, vyznačený tím, že se na druhou vrstvu oxidu zinku naprašováním nanáší druhá kovová vrstva (92), odrazivá pro infračervené záření, na druhou kovovou vrstvu (92) se naprašováním nanáší druhá keramická vrstva (94), na kterou se nanáší naprašováním třetí vrstva (96) cíničitanu zinku, načež se na třetí vrstvu cíničitanu zinku naprašováním nanáší ochranný vrchní povlak (98).
8. Způsob vytváření transparentního předmětu s povlakem, při kterém se nanáší naprašováním přes transparentní substrát (20) nejméně tři povlakové vrstvy, z nichž nejméně jedna je kovová vrstva odrazivá pro infračervené záření, a další vrstvy jsou na bázi oxidu kovu, přičemž nanášení se provádí ve stejné povlakovací komoře povlakovacího zařízení v inertní atmosféře, obsahující nízký procentuální podíl kyslíku, který je nejvýše 20 % obj., když se naprašuje vrstva nebo vrstvy na bázi oxidu kovu, vyznačený tím, že první vrstva je keramická vrstva (88) oxidu kovu, dotovaného kovem, která se nanáší přes transparentní substrát rozprašováním vodivé keramické katody (40) při řízení obsahu kyslíku v okolní atmosféře v rozmezí od hodnoty vetší než nula do 20 % objemových, a přes tuto keramickou vrstvu (88) se nanáší naprašováním jako další vrstva kovová vrstva (86), odrazivá pro infračervené záření, a přes kovovou vrstvu (86) se nanáší druhá keramická vrstva (94) oxidu kovu dotovaného kovem, rozprašováním vodivé keramické katody (40), přičemž vytváření všech tri vrstev se provádí ve stejné povlakovací komoře pov lakovacího zařízení ve stejné atmosféře.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačený tím, že se před nanesením první keramické vrstvy (88) nanáší naprašováním na transparentní substrát první antireflexní vrstva (84), obsahující první vrstvu cíničitanu zinku, a poté se naprašuje první keramická vrstva (88) rozprašováním vodivé katody (40) na první antireflexní vrstvu (84), a na první keramickou vrstvu (88) se nanáší naprašováním první kovová vrstva (86), na které se vytváří druhá antireflexní vrstva (90), obsahující vrstvu cíničitanu zinku a vrstvu oxidu zinku, a to tak, že se nejprve nanese vrstva cíničitanu zinku na první kovovou vrstvu (86) jako druhá vrstva cíničitanu zinku, a na tuto druhou vrstvu cíničitanu zinku se naprašuje vrstva oxidu zinku jako druhá vrstva oxidu zinku povlaku, načež se přes tuto druhou vrstvu oxidu zinku naprašuje druhá keramická vrstva (94), přes niž se naprašováním naprašuje druhá kovová vrstva (92), odrazivá pro infračervené záření, přes niž se nanáší naprašováním třetí keramická vrstva (94), na kterou se naprašováním nanáší třetí vrstva (96) cíničitanu zinku, a na třetí vrstvu (96) cíničitanu zinku se naprašováním nanáší ochranný vrchní povlak (98).
10. Způsob podle kteréhokoli z nároků laž9, vyznačený tím, že kov kovové vrstvy, odrazivé pro infračervené záření, se volí ze skupiny, sestávající ze stříbra, zlata, hliníku a mědi.

- 12CZ 302809 B6
11 -z.-.’.„1----)1-1,4.--XI--1,„i: 1 „S 1 Π

1±. £ψ!43υυ puuic- KLVIV11VKS.VÍL £, 11UIVAU 1 tkC. 1 V, v’ y z íi o v v » y volí ze skupiny, sestávající z oxidu cínu, dotovaného indiem, oxidu cínu, dotovaného zinkem, oxidu cínu, dotovaného antimonem, oxidu cínu, dotovaného kadmiem, oxidu india, dotovaného cínem, oxidu zinku, dotovaného indiem, a oxidu zinku, dotovaného hliníkem.
12. Způsob podle kteréhokoli z nároků 2, 4, 5, 10 nebo 11, vyznačený tím, že se antireflexní vrstva volí ze skupiny, sestávající zcíničitanu zinku, oxidu titanu, oxidu cínu, oxidu india, oxidu zinku, nitridu křemíku a oxidu bismutu.
13. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 12, vyznačený tím, že transparentní substrát (20) je sklo.
14. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 13, vyznačený tím, že obsahuje zahřívání 15 předmětu s povlakem pro ohýbání, tvrzení nebo tepelné zpevňování předmětu s povlakem.
15. Způsob podle nároků 7 nebo 9 až 14, vyznačený tím, že se ochranný vrchní povlak (98) volí ze skupiny, sestávající z oxidu titanu a odstupňovaného oxynitridu křemíku.

2o
16. Způsob podle kteréhokoli z nároků lažl5, vyznačený tím, že kroky nanášení kovové vrstvy, odrazivé pro infračervené záření, a keramické vrstvy se provádějí ve stejné povlakovací oblasti povlakovacího zařízení pro nanášení vícevrstvého souvrství naprašováním, majícího tri pov lakovací oblasti, přičemž atmosféra v pov lakovací oblasti obsahuje dostatečně kyslíku pro to, aby došlo v podstatě k oxidaci keramické vrstvy během nejméně jednoho z povlako vacích

25 kroků.
17. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 16, vyznačený tím, že kovová vrstva nebo kovové vrstvy, odrazivé pro infračervené záření, jsou ze stříbra a obsah kyslíku atmosféry v poví akovacím pásmu se řídí tak, že vodivost vrstvy nebo vrstev stříbra není snížena pod vodivost ío vrstvy stříbra, naprašované v argonové atmosféře.
18. Způsob podle kteréhokoli z nároků 3, 6, 7 nebo 9 až 17, vyznačený tím, že každá vrstva cíníčitanu zinku má tloušťku 0,0040 až 0,020 pm (4 až 20 nm), každá vrstva oxidu zinku má tloušťku 0,0020 až 0,01 pm (2 až 10 nm), každá kovová vrstva, odrazivá pro infračervené

35 záření, má tloušťku 0,0080 až 0,0150 pm (8 až 15 nm), každá keramická vrstva má tloušťku 0,0020 až 0,0100 pm (2 až 10 nm) a vrchní ochranný povlak má tloušťku 0,0020 až 0,0050 pm (2 až 5 nm).
19. Použití předmětu s povlakem, získaného způsobem podle kteréhokoli z nároků 1 až 18, jako

---tu
20. Použití předmětu s povlakem, získaného způsobem podle kteréhokoli z nároků 1 až 18, jako izolačního dílce.

45
21. Použití předmětu s povlakem, získaného způsobem podle kteréhokoli z nároků 1 až 18, jako automobilového skla.
22. Použití předmětu s povlakem podle nároku 21 jako předního automobilového skla.