DE202004021916U1

DE202004021916U1 - Beschichteter Gegenstand mit schützender Zweischicht- überzugsbeschichtung aus Nitrid und Zirkon- oder Chromoxid

Info

Publication number: DE202004021916U1
Application number: DE202004021916U
Authority: DE
Original assignee: Guardian Industries Corp
Current assignee: Guardian Industries Corp
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2012-09-11
Anticipated expiration: 2014-03-24
Also published as: EP1608503A2; EP1608503A4; US20040197574A1; US7147924B2; WO2005024085A2; CA2520632C; PL378363A1; WO2005024085A3; CA2520632A1

Abstract

Ein beschichteter Gegenstand aufweisend ein Schichtsystem getragen von einem Glassubstrat, wobei das Schichtsystem aufweist: eine erste dielektrische Schicht getragen durch das Glassubstrat; eine Infrarot (IR) reflektierende Schicht getragen durch das Glassubstrat und angeordnet über zumindest der ersten dielektrischen Schicht; und eine Mehrschichtüberzugsbeschichtung angeordnet über zumindest der IR reflektierenden Schicht, wobei die Überzugsbeschichtung eine erste Schicht aufweisend Siliziumnitrid mit einem Brechungsindex „n” von 1,7 bis 2,5 und eine zweite Schicht aufweisend Zisend Siliziumnitrid aufweist, und wobei eine Schicht aus Siliziumoxid zwischen der ersten Schicht aufweisend Siliziumnitrid und der zweiten Schicht aufweisend Zirkonoxid angeordnet ist.

Description

Diese Erfindung betrifft beschichtete Gegenstände, die eine schützende Überzugsbeschichtung aufweisen, die eine Nitrid aufweisende Schicht aufweist, die eine Schicht aufweisend Zirkonoxid oder Chromoxid trägt. Überraschenderweise wurde im Fall von der Nitrid aufweisenden Schicht, die Zirkonoxid trägt, herausgefunden, dass durch die Bereitstellung solch einer Zweischicht-Überzugsbeschichtung signifikant verbesserte mechanische und/oder chemische Beständigkeit möglich wird, während gleichzeitig Wärmebehandelbarkeit und gute optische Eigenschaften möglich werden. In bestimmten Ausführungsformen von dieser Erfindung, aber nicht in wärmebehandelbaren Ausführungsformen, kann Chromoxid anstelle von Zirkonoxid verwendet werden. Weiterhin muss nicht in allen Beispielen der Ausführungsformen mit Chromoxid die Nitrid aufweisende Schicht bereitgestellt sein.
HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Sonnenschutzbeschichtungen („solar control coatings”), die ein Schichtsystem von Glas/Si₃N₄/NiCr/Si₃N₄ haben, sind im Stand der Technik bekannt, wobei die metallische NiCr-Schicht die einzige Infrarot (IR) reflektierende Schicht in der Beschichtung ist. Siehe dazu zum Beispiel US Patent Nr. 5,837,108 von Lingle. In bestimmten Beispielen kann die NiCr-Schicht nitriert sein.
Während solche Schichtsysteme Glas/Si₃N₄/NiCr/Si₃N₄ effizienten Sonnenschutz („solar control”) bereitstellen, und alles in allem gute Beschichtungen sind, sind sie unglücklicherweise manchmal mangelhaft im Sinne von: (a) Korrosionsbeständigkeit gegen Laugen (z. B. NaOH-Kochtest), insbesondere bei erhöhten Temperaturen, (b) Widerstandfähigkeit gegen hohe Feuchtigkeit und/oder (c) mechanisches Verhaken, wie zum Beispiel Kratzbeständigkeit. Solche Probleme sind insbesondere lästig in Umgebungen wie zum Beispiel bei Baustellen, wo hohe Feuchtigkeit und Laugen wie z. B. Betonprodukte relativ üblich sind. Zum Beispiel wurde es beobachtet, dass Betonspritzer oft Entfärbung von beschichteten Gegenständen, die das zuvor genannte System von Glas/Si₃N₄/NiCr/Si₃N₄ haben, verursachen, aufgrund des Alkalis in dem Betonmaterial. Des Weiteren, während die Siliziumnitrid-Überzugsbeschichtung von solchen beschichteten Gegenständen sehr hart ist, wurde es herausgefunden, dass sie eine Tendenz hat, aufgrund von hoher Oberflächenreibung und Rauigkeit zu verkratzen, und, dass solche Kratzer andere Schichten oder eine andere Schicht für chemische Angriffe (d. h. Korrosion) freilegen können. So kann man sehen, dass auch wenn Siliziumnitrid gute optische Eigenschaften bereitstellt, und sehr hart ist, es Probleme bezüglich chemischer und/oder mechanischer Beständigkeit hat, wenn es als Überzugsbeschichtung verwendet wird.
Zum Beispiel zeigt die Probe, die in der Farbfigur 5 auf der rechten Seite gezeigt ist, wie ein beschichteter Gegenstand von Glas/Si₃N₄/NiCr/Si₃N₄ aussieht, nachdem die untere Hälfte davon eine Stunde einem NaOH-Kochtest ausgesetzt wurde (eine Stunde kochen in einer Lösung die ungefähr 0,1 normale NaOH-Lösung beinhaltet – 0,4% NaOH gemischt mit Wasser – bei ungefähr 195°F). Bezüglich des Kochtests siehe ASTM D 1308-87, der hierin durch Inbezugnahme aufgenommen ist. Es kann deutlich gesehen werden, dass der Abschnitt von dem Beispiel auf der rechten Seite, das während des Kochtests in die NaOH-Lösung eingetaucht war (d. h. die untere Hälfte der Probe) durch den Laugenkochtest im Vergleich zu der oberen Hälfte der Probe, die während des Kochtests nicht in die Lösung eingetaucht war, signifikant entfärbt wurde. Mit anderen Worten hat die rechte Probe in 5, d. h. Glas/Si₃N₄/NiCr/Si₃N₄ den Laugenkochtest nicht bestanden.
Typische Überzugsbeschichtungen wie zum Beispiel Titanoxid und Zinnoxid sind sogar noch weniger beständig als Siliziumnitrid.
Demgemäß gibt es im Stand der Technik ein Bedürfnis für einen beschichteten Gegenstand, der verbesserte (a) Korrosionsbeständigkeit gegen Laugen (z. B. NaOH kochen), (b) Beständigkeit gegen hohe Feuchtigkeit und/oder (c) mechanisches Verhalten, wie z. B. Kratzbeständigkeit hat, aber der immer noch für akzeptablen Sonnenschutz (z. B. einen vernünftigen Anteil der IR und/oder UV-Strahlung blockend, zu gebrauchen ist, und/oder für Wärmebehandelbarkeit mit einem ziemlich kleinen ΔE*-Wert (glasseitig reflektiv und/oder transmissiv). Es ist eine Aufgabe von dieser Erfindung, zumindest eins von den oben genannten Bedürfnissen (a)–(c) zu erfüllen, und/oder ein anderes Bedürfnis, oder andere Bedürfnisse, die dem Fachmann ersichtlich werden, wenn ihm die folgende Offenbarung gegeben wurde.
US Patent Nr. 5,201,926 offenbart einen beschichteten Gegenstand von: Glas/ZrO/NiCr/Ag/NiCr/ZrO. Unglücklicherweise hat der beschichtete Gegenstand des '926-Patents das Problem, dass er wahrscheinlich eine Wärmebehandlung („heat treatment”, HT) in einer kommerziellen akzeptablen Weise nicht überleben würde, bei diesem bestimmen Schichtsystem. Das ist deshalb der Fall, da, wenn er einer Wärmebehandlung ausgesetzt würde, Sauerstoff von den Zirkonoxidschichten in die NiCr- und Ag-Schichten während der HT diffundieren würde, und dabei denselben beschädigen würde, und einen ziemlich hohen ΔE*-Wert von 8 oder mehr verursachen würde. Dieses Schichtsystem würde eine Wärmebehandlung in einer kommerziellen akzeptablen Weise mit solch einem hohen ΔE*-Wert nicht überleben. Außerdem könnte eine HT verursachen, dass solch eine Beschichtung nach der HT Beständigkeit verliert, und mögliche Trübungen und/oder Filmabschälungen können auftreten, aufgrund eines zumindest teilweise Oxidierens von dem Silber, was wahrscheinlich während solch einer HT auftreten würde.
In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen von dieser Erfindung ist eine Beschichtung oder ein Schichtsystem bereitgestellt, aufweisend eine Zweischicht-Überzugsbeschichtung, die eine Schicht aufweist, die ein Nitrid aufweist, die eine Schicht aufweisend Zirkonoxid (ZrO_x) trägt. Diese Zweischicht-Überzugsbeschichtung ist angeordnet über einer Mehrzahl von darunterliegenden Schichten, die eine Infrarot (IR) reflektierende Schicht (z. B. Ag, NiCr, Cr, CrN, Nb, NbCr, NbN_x, NbCrN_x, Au, oder ähnliches) aufweist, die zwischen zumindest ersten und zweiten anderen Schichten angeordnet ist. In der Zweischicht-Überzugsbeschichtung von Nitrid/ZrO_x, stellt das Zirkonoxid mechanische und chemische Beständigkeit (z. B. Kratzbeständigkeit und Beständigkeit gegen Korrosion durch Laugen und ähnliches) bereit, und die darunterliegende Nitrid aufweisende Schicht (z. B. Siliziumnitrid) stellt Wärmebehandelbarkeit bereit, durch das Verhindern eines Diffundieren von signifikanten Anteilen von Sauerstoff von dem Zirkonoxid in die IR reflektierende Schicht während der Wärmebehandlung (HT). Somit kann es die Nitrid aufweisende Schicht in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen erlauben, dass der beschichtete Gegenstand einen ΔE*-Wert (glasseitig reflektiv und/oder transmissiv) von nicht mehr als 6,0, mehr bevorzugt nicht mehr als 5,0, immer noch mehr bevorzugt nicht mehr als 4,0, immer noch mehr bevorzugt von nicht mehr als 3,0, und in bestimmten beispielhaften Fällen von nicht mehr als 2,0 aufgrund von HT hat.
Somit wurde es überraschenderweise herausgefunden, dass es die Kombination von Nitrid/ZrO_x in einer Zweischicht-Überzugsbeschichtung ermöglicht, dass ein beschichteter Gegenstand chemisch und mechanisch beständig ist, akzeptable optische Eigenschaften, wie zum Beispiel Transmission und/oder Reflektion, hat, und wärmebehandelbar in einer kommerziell akzeptablen Weise ist. Es wurde auch überraschend herausgefunden, dass die Kombination von Nitrid/ZrO_x in einer Zweischicht-Überzugsbeschichtung die Widerstandsfähigkeit des beschichteten Gegenstands gegen Schaden durch hohe Feuchtigkeitsumgebungen signifikant verbessert, wobei die Lagerungslebensdauer verbessert wird.
In anderen beispielhaften Ausführungsformen von dieser Erfindung kann die Zirkonoxid-Überzugsschicht ersetzt werden oder ergänzt werden durch eine Schicht aufweisend Chromoxid (CrO_x). In Ausführungsformen, die eine Chromoxid-Überzugsschicht verwenden, ist die Nitridschicht optional, und kann bereitgestellt sein, muss aber nicht. Das Chromoxid wird in bestimmten Ausführungsformen, in denen Wärmebehandelbarkeit nicht erwünscht ist, verwendet (das ist der Fall, da Chromoxid als Überzug dazu tendiert, sich von Siliziumnitrid wegen HT abzuschälen („delaminate”)). Es wurde überraschendweise herausgefunden, dass eine Überzugsbeschichtung aufweisend Chromoxid mechanische und chemische Beständigkeit (z. B. Kratzbeständigkeit und Beständigkeit gegen Korrosion von Laugen und ähnlichem) bereitstellt.
Bestimmte beispielhafte Ausführungsformen von dieser Erfindung stellen einen beschichteten Gegenstand bereit, der ein Schichtsystem aufweist, das von einem Glassubstrat getragen ist, wobei das Schichtsystem aufweist: eine erste dielektrische Schicht getragen von dem Glassubstrat; eine Infrarot (IR) reflektierende Schicht getragen von dem Glassubstrat und bereitgestellt über zumindest der ersten dielektrischen Schicht; und eine Mehrschichten-Überzugsbeschichtung, bereitgestellt über zumindest der IR reflektierenden Schicht, wobei die Überzugsbeschichtung eine erste Schicht aufweisend Siliziumnitrid mit einem Brechungsindex „n” von 1,7 bis 2,5 hat, und eine zweite Schicht aufweisend Zirkonoxid angeordnet über der ersten Schicht aufweisend Siliziumnitrid. Optional können andere Schichten oder einen andere Schicht zwischen der ersten Schicht aufweisend Siliziumnitrid und der zweiten Schicht aufweisend Zirkonoxid angeordnet sein.
Andere beispielhafte Ausführungsformen von dieser Erfindung stellen einen beschichteten Gegenstand bereit, der ein Schichtsystem aufweist, getragen von einem Glassubstrat aufweisend: eine erste dielektrische Schicht getragen von dem Glassubstrat; eine Infrarot (IR) reflektierende Schicht getragen von dem Glassubstrat und angeordnet über zumindest der ersten dielektrischen Schicht; eine Überzugsbeschichtung angeordnet über zumindest der IR reflektierenden Schicht und der ersten dielektrischen Schicht, wobei die Überzugsbeschichtung eines aufweist von: (a) eine erste Schicht aufweisend Siliziumnitrid, die eine zweite Schicht aufweisend Zirkonoxid angeordnet über und in Kontakt mit der ersten Schicht aufweisend Siliziumnitrid trägt und direkt kontaktiert; und (b) eine Chromoxidschicht; und wobei der beschichtete Gegenstand eine Transmission im Sichtbaren von 8 bis 80% hat, und einen Flächenwiderstand (R_s) von weniger als 120 Ohm/Quadrat („ohms/square”). Optional können andere Schichten oder eine andere Schicht zwischen der ersten Schicht aufweisend Siliziumnitrid und der zweiten Schicht aufweisend Chromoxid angeordnet sein.
IN DEN FIGUREN
1 ist eine Teil-Querschnittsansicht von einem monolithischen beschichteten Gegenstand (wärmebehandelt, oder nicht wärmebehandelt) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform von dieser Erfindung, die eine Zweischicht-Überzugsbeschichtung von Nitrid/ZrO_x verwendet.
2 ist eine Teil-Querschnittansicht von einem monolithischen beschichteten Gegenstand (wärmebehandelt, oder nicht wärmebehandelt) gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform von dieser Erfindung, die eine Zweischicht-Überzugsbeschichtung von Nitrid/ZrO_x verwendet.
3 ist eine Teil-Querschnittansicht von einem monolithischen beschichteten Gegenstand gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform von dieser Erfindung, die eine Zweischicht-Überzugsbeschichtung von Nitrid/ZrO_x verwendet, wobei das Nitrid optional ist.
4 ist eine Teil-Querschnittansicht von einem monolithischen beschichteten Gegenstand gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform von dieser Erfindung, die eine Zweischicht-Überzugsbeschichtung von Nitrid/ZrO_x verwendet, wobei das Nitrid optional ist.
5 ist eine Farbfotografie, die die folgenden zwei beschichteten Gegenstände vergleicht: (i) Glas/Si₃N₄/CrN/Si₃N₄/ZrO_x (linke Probe mit Zweischicht-Überzugsbeschichtung mit Nitrid/ZrO_x gemäß einer beispielhaften Ausführungsform von dieser Erfindung), und (ii) Glas/Si₃N₄/CrN/Si₃N₄ (rechte Probe) nachdem die unteren Hälften von den zwei monolithischen beschichteten Gegenständen einem einstündigen NaOH-Kochtest ausgesetzt wurden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BESTIMMTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Bestimmte beispielhafte Ausführungsformen von dieser Erfindung stellen eine Beschichtung oder ein Schichtsystem bereit, das in Fenstern sowie monolithischen Fenstern (z. B. Fahrzeug-, Wohn-, und/oder Architekturfenstern), IG Fenstereinheiten, laminierten Fenstern und/oder anderen geeigneten Anwendungen verwendet werden kann. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen von dieser Erfindung ist eine Beschichtung oder ein Schichtsystem bereitgestellt, das eine Zweischicht-Überzugsbeschichtung aufweist, aufweisend eine Schicht aufweisend ein Nitrid, die eine Schicht aufweisend Zirkonoxid (ZrO_x) trägt. Diese Zweischicht-Überzugsbeschichtung ist über eine Mehrzahl von darunterliegenden Schichten, die zumindest eine (IR) reflektierende Schicht aufweisen, angeordnet. Optional können andere Schichten oder eine andere Schicht zwischen der Schicht aufweisend ein Nitrid und der Schicht aufweisend Zirkonoxid angeordnet sein.
In der Zweischicht-Überzugsbeschichtung von Nitrid (ZrO_x) stellt das Zirkonoxid mechanische und chemische Beständigkeit bereit (z. B. verbesserte Kratzbeständigkeit und verbesserte Beständigkeit gegen Korrosion durch Laugen und ähnliches) und die darunterliegende Nitrid aufweisende Schicht (z. B. Siliziumnitrid) stellt Beständigkeit und/oder Wärmebehandelbarkeit bereit durch Verhindern dass signifikante Anteile von Sauerstoff von dem Zirkonoxid in die IR reflektierende Schicht während einer Wärmebehandlung (HT) diffundieren.
Es wurde überraschenderweise herausgefunden, dass die Kombination von Nitrid/ZrO_x in einer Zweischicht-Überzugsbeschichtung einen beschichteten Gegenstand ermöglicht, der chemisch und mechanisch beständig ist, der akzeptable optische Eigenschaften wie Transmission und/oder Reflektion hat, und der wärmebehandelbar in einer kommerziell akzeptablen Weise (d. h. mit vernünftigen ΔE*-Werten ist). Es wurde auch überraschenderweise herausgefunden, dass die Kombination von Nitrid/ZrO_x in einer Zweischicht-Überzugsbeschichtung die Widerstandsfähigkeit des beschichteten Gegenstands gegen Schaden durch hohe Feuchtigkeitsumgebungen signifikant verbessert, wobei die Lagerungslebensdauer verbessert wird. In anderen beispielhaften Ausführungsformen von dieser Erfindung kann das Zirkonoxid durch Chromoxid ersetzt werden, und das Nitrid darunter ist optional.
1 ist eine seitliche Querschnittsansicht von einem beschichteten Gegenstand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform von dieser Erfindung. Der beschichtete Gegenstand weist zumindest Substrat 1 (z. B. klares, grünes, bronzefarbenes, graues, blaues oder blaugrünes Glassubstrat von ungefähr 1,0 bis 12,0 mm dick), erste optionale dielektrische Schicht 2 (z. B. aus oder aufweisend Siliziumnitrid (z. B. Si₃N₄), Zinnoxid, oder ein anderes geeignetes Dielektrikum), und Infrarot (IR) reflektierende Schicht 3 (z. B. bestehend im Wesentlichen aus oder aufweisend NiCr, CrN_x, Niobchrom (NbCr), ein Nitrid von Niobchrom (NbCrN_x), Ni oder ähnliches) auf.
Der beschichtete Gegenstand gemäß 1 weist weiter eine Zweischicht-Überzugsbeschichtung auf, die die Nitrid aufweisende Schicht 4 aufweist, die die Zirkonoxid aufweisende Schicht 5 trägt. Die Nitrid aufweisende Schicht 4 ist typischerweise eine dielektrische Schicht und kann im Wesentlichen bestehen aus oder aufweisen Siliziumnitrid in bestimmten beispielhaften Ausführungsform von dieser Erfindung. Die Siliziumnitridschicht 4 kann Edelstahl, Aluminium und/oder andere Metalle in bestimmten beispielhaften Ausführungsform von dieser Erfindung aufweisen (z. B. <= 15%, mehr bevorzugt <= 10% von Edelstahl, Aluminium und/oder anderen Metallen). Schicht 5 kann in bestimmten Ausführungsform von dieser Erfindung im Wesentlichen bestehen aus oder aufweisen Zirkonoxid. Wie oben erklärt, stellt in der Zweischicht-Überzugsbeschichtung von Nitrid 4 und ZrO_x 5, das Zirkonoxid 5 verbesserte mechanische und chemische Beständigkeit bereit, und die darunter liegende Nitrid aufweisende Schicht (z. B. Siliziumnitrid) 4 stellt Beständigkeit und Wärmebehandelbarkeit bereit durch das Verhindern, dass signifikante Anteile von Sauerstoff in die IR reflektierende Schicht während einer Wärmebehandlung (HT) diffundieren. Somit kann die Nitridschicht 4 es in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen erlauben, dass der beschichtete Gegenstand einen ΔE*-Wert (glasseitig reflektiv und/oder transmissiv) von nicht mehr als 6,0, mehr bevorzugt nicht mehr als 5,0, immer noch mehr bevorzugt nicht mehr als 4,0, immer noch mehr bevorzugt nicht mehr als 3,0 und in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen nicht mehr als 2,0 aufgrund von HT hat.
Die Beschichtung im Ganzen gemäß 1 weist zumindest Schichten 2 bis 5 auf. Es wird bemerkt, dass die Ausdrücke „Oxid” und „Nitrid” wie sie hierin verwendet werden, verschiedene Stöchiometrien beinhalten. Schichten 2 bis 5 können auf das Substrat 1 mittels Magnetron-Sputtern, jeder anderen Art von Sputtern, oder mittels jeder anderen geeigneten Technik in verschiedenen Ausführungsformen dieser Erfindung aufgebracht werden. Andere Schichten oder eine andere Schicht können zwischen den gezeigten Schichten in bestimmten anderen nicht dargestellten Ausführungsformen von dieser Erfindung angeordnet sein. Weiterhin können in anderen Ausführungsformen von dieser Erfindung bestimmte Schichten weggelassen werden. Weiterhin können während die Beschichtung oder Schichten davon „auf” oder „getragen” ist/sind durch Substrat 1 (direkt oder indirekt) andere Schichten oder eine andere Schicht dazwischen angeordnet sein. Somit ist zum Beispiel das Schichtsystem wie in 2 gezeigt und die Schichten davon betrachtet als „auf” dem Substrat 1, auch wenn andere Schichten oder eine andere Schicht (nicht gezeigt) dazwischen angeordnet sind (d. h. die Bezeichnungen „auf” und „getragen von” wie hier benutzt sind nicht beschränkt zu direkt kontaktierend). Weiterhin können mehr als eine IR reflektierende Schicht in verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen dieser Erfindung bereitgestellt sein.
5 zeigt Fotografien von einem Paar wie beschichtet (nicht wärmebehandelt, auch wenn vor dem Beschichten in einer bekannten Weise getempert) beschichtete Gegenstände für den Zweck des Vergleichens. Die in 5 links gezeigte Probe wurde hergestellt mit dem folgenden Schichtsystem: Glas/Si₃N₄/CrN/Si₃N₄/ZrO_x, dabei aufweisend die Zweischicht-Überzugsbeschichtung 4, 5 gemäß der Ausführungsform gemäß der Erfindung nach 1. Zum Zweck des Vergleichens wurde die rechte Probe, die in 5 gezeigt ist, aus dem folgenden Schichtsystem hergestellt: Glas/Si₃N₄/CrN/Si₃N₄ (d. h. ohne die Nitrid/ZrO_x Überzugsbeschichtung). Die untere Hälfte von jedem Beispiel in 5 wurde in eine NaOH-Lösung für eine Stunde getaucht (eine Stunde gekocht in Lösung aufweisend 0,1 normale NaOH Lösung – 0,4% NaOH gemischt mit Wasser – bei ungefähr 195°F).
Es kann in 5 gesehen werden, dass die Vergleichsprobe (Probe auf der rechten Seite ohne Zirkonoxidschicht 5) durch den Kochtest signifikant beschädigt wurde. Allerdings macht es die 5 klar, dass die Probe auf der linken Seite mit der Zweischicht-Überzugsbeschichtung 4, 5 gemäß der Ausführungsform dieser Erfindung gemäß 1 nicht signifikant beschädigt wurde durch den Kochtest. Die untere Hälfte von jeder Probe wurde einem einstündigen NaOH-Kochtest wie oben beschrieben ausgesetzt, während die obere Hälfte von jeder Probe dies nicht wurde. Insbesondere änderten sich die a*-, b*- und L*-Farbwerte von der Probe auf der linken Seite in 5 gemäß einem Beispiel von dieser Erfindung nicht signifikant durch den Kochtest (z. B. keiner dieser Werte a* und b* änderten sich mehr als 2,0 aufgrund des Kochtests). Im Gegensatz dazu änderten sich die a*-, b*- und L*-Werte der Probe auf der linken Seite ohne Schicht 5 alle signifikant aufgrund des Kochtests wie es von den verständigen Personen erkannt werden wird, die 5 begutachten. Die Beschädigung der Probe auf der rechten Seite und somit die Vorteile der Probe auf der linken Seite gemäß einer Ausführungsform von dieser Erfindung sind klar. Insbesondere illustriert 5, dass sich die Widerstandsfähigkeit gegen Laugen (z. B. NaOH) dramatisch verbessert, wenn die Zweischicht-Überzugsbeschichtung von Nitrid/ZrO_x bereitgestellt wird, im Vergleich zu einer Situation, wo nur eine Nitridüberzugsbeschichtung bereitgestellt wird. Es wird festgestellt, dass die extreme Gelb-Orange-Verfärbung, die in der Farbfigur 5 gezeigt ist, verursacht ist durch die Kamera, die verwendet wurde, um die Fotos zu machen, und die Verstärkung der Digitalfotos, und nicht die wahre Erscheinung unter normalen Umgebungsbedingungen reflektiert.
Die Probe auf der linken Seite in 5 erfuhr auch eine signifikante Verbesserung bzgl. der Kratzbeständigkeit im Vergleich mit der Probe auf der rechten Seite in 5. Insbesondere konnte die Probe auf der linken Seiten vor der HT nicht signifikant gekratzt werden mit einem Teledynekratztester („teledyne scratch tester”) (Beanspruchung 500 gm). Während die Probe auf der linken Seite nach einer HT gekratzt werden konnte, auch wenn die Kratzer sehr minimal waren und schwer sichtbar in Reflektion festzustellen waren, und nicht in Transmission gesehen werden konnten. Im Gegensatz die Probe auf der rechten Seite in 5 Kratzer in einem größeren Ausmaß, und solche Kratzer sind typischerweise sichtbar in Reflektion.
Weiterhin wird es bemerkt, dass die Probe auf der linken Seite in 5 sehr viel beständiger gegen Korrosion von Beton war, als die Probe auf der rechten Seite; z. B. getestet durch Tropfen von nassem Beton auf die Beschichtung und dies für mehrere Tage nasshalten, eingewickelt mit einem nassen Gewebe und einer Folie). Kratzen ist sehr viel wahrscheinlicher beim Entfernen von Betonflecken von Siliziumnitrid, da sich Beton mit dem Nitrid verbindet und sehr viel schwieriger zu entfernen ist, als von Zirkonoxid. Auch wenn in 5 nicht gezeigt, wenn die Probe auf der linken Seite solch einem Betontest ausgesetzt wurde, erlitt sie keinen sichtbaren Schaden (z. B. Entfärbung), während die Probe auf der rechten Seite eine klare Entfärbung erfuhr.
In bestimmten beispielhaften Ausführungsform von dieser Erfindung verursacht der zuvor genannte NaOH-Kochtest (für 10 Minuten und/oder eine Stunde), dass sich die Transmission im Sichtbaren (T_vis) von beschichteten Gegenständen gemäß bestimmter beispielhafter Ausführungsformen von dieser Erfindung (vor und/oder nach HT) um nicht mehr als 4%, mehr bevorzugt um nicht mehr als 2%, immer noch mehr bevorzugt um nicht mehr als 1% verändert; und verursacht, dass sich die filmseitige Reflektion im Sichtbaren (Rf) um nicht mehr als 8%, mehr bevorzugt um nicht mehr als 5%, und am meisten bevorzugt um nicht mehr als 3% ändert. Zum Beispiel und ohne Einschränkung würde, wenn T_vis 20% vor dem Kochtest war, ein Abfall um 0,5% von Transmission im Sichtbaren aufgrund des Kochtests ein T_vis von 19,9% ergeben. Im Gegensatz dazu und zum Zweck des Vergleichs verursachte im Fall der Probe auf der rechten Seite von 5 (nicht im Einklang mit dieser Erfindung) der zuvor genannte NaOH-Kochtest (für ungefähr 10 Minuten), dass die Transmission im Sichtbaren (T_vis) von dem beschichteten Gegenstand um ungefähr 8% abfiel, und verursachte es, dass sich die filmseitige Reflekion (Rf) um gut mehr als 10% erhöhte. Die Vorteile gemäß bestimmter beispielhafter Ausführungsformen von dieser Erfindung mit Bezug zu chemischer Beständigkeit sind klar.
In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen von dieser Erfindung hat die dielektrische Nitrid aufweisende Schicht 4 einen Brechungsindex „n” von 1,7 bis 2,5, mehr bevorzugt von 1,8 bis 2,2, immer noch mehr bevorzugt von 1,9 bis 2,2. Es wurde herausgefunden, dass dieser Brechungsindex – „n” – Bereich für die Nitridschicht 4 gute Funktionalität im Hinblick auf Antireflektion bereitstellt, wenn sie in Kombination mit der Zirkonoxidschicht 5 verwendet wird, und es dabei ermöglicht, dass eine hohe Transmission im Sichtbaren erreicht werden kann. Wenn Schicht 4 einen Index „n” von weniger als 1,7 hätte, würde dies unerwünscht sein, da der Index ernsthaft falsch angepasst wäre bezüglich Schicht 5, und dabei signifikante Reflexion und somit kleinere Transmission im Sichtbaren verursachen würde. Es wird bemerkt, dass die Zirkonoxid aufweisende Schicht oder Schichten, die hier diskutiert sind, in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen von dieser Erfindung einen Brechungsindex „n” von ungefähr 2,0 bis 2,2 haben kann oder haben können.
In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen von dieser Erfindung kann die Überzugsbeschichtung eine Serie von abwechselnden dünnen Schichten 4/5 aufweisend Nitrid (z. B. Siliziumnitrid)/ZrO (z. B. Supergitter, „super lattices”) haben. Zum Beispiel kann die Überzugsbeschichtung in einer beispielhaften alternativen Ausführungsform von dieser Erfindung die folgenden Schichten vom Glassubstrat ausgehend aufweisen: Nitrid/ZrO_x/Nitrid/ZrO_x/Nitrid/ZrO_x (wobei das Nitrid Siliziumnitrid oder jedes andere geeignete Nitrid sein kann oder aufweisen kann).
Während 1 einen beschichteten Gegenstand gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung in monolithischer Form darstellt können beschichtete Gegenstände gemäß anderer Ausführungsformen dieser Erfindung IG (Isolierglas) Fenstereinheiten aufweisen. In IG-Ausführungsformen können die Beschichtungen von 1 auf der inneren Wand von dem äußeren Substrat von der IG-Einheit angeordnet sein und/oder auf der inneren Wand von dem inneren Substrat oder in jeder anderen geeigneten Anordnung.

Zurückkommend auf 1 können verschiedene Dicken in Übereinstimmung mit einem oder mehreren von den Bedürfnissen die hier diskutiert wurden verwendet werden. Allerdings sind nur für den Zweck des Beispiels beispielhafte Dicken und Materialen für die jeweiligen Schichten 2/5 auf dem Glassubstrat 1 wie folgt: Tabelle 1 (Beispielhafte nicht-einschränkende Dicken; Fig. 1 Ausführungsform)

Schicht	Beispielhafter	Bevorzugt (Å)	Am besten (Å)
	Bereich (Å)
Siliziumnitrid (Schicht 2):	0–1500 Å	20–1300 Å	100–1200 Å
IR Reflektor (Schicht 3):	30–700 Å	50–500 Å	150–350 Å
Siliziumnitrid (Schicht 4):	10–900 Å	30–800 Å	50–350 Å
Zirkonoxid (Schicht 5):	5–250 Å	5–90 Å	5–80 Å

In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann die Farbstabilität mit HT in einer substantiellen Angleichbarkeit („matchability”) zwischen wärmebehandelten und nichtwärmebehandelten Versionen der Beschichtung oder des Schichtsystems resultieren. Mit anderen Worten erscheinen in monolithischen und/oder IG-Anwendungen in bestimmten Ausführungsformen von dieser Erfindung zwei beschichtete Gegenstände die dasselbe Beschichtungssystem darauf haben (eines wärmebehandelt nach dem Aufbringen und das andere nicht wärmebehandelt) für das nackte menschliche Auge im Wesentlichen gleich auszusehen. Es wird geglaubt, dass dies primär ein Resultat der Anwesenheit der Nitridschicht 4 ist.
Der ΔE*-Wert oder die ΔE*-Werte ist/sind wichtig beim Bestimmen, ob Angleichbarkeit gegeben ist oder nicht, oder wesentliche Farbangleichbarkeit bei HT, in Zusammenhang mit bestimmten Ausführungsformen von dieser Erfindung (d. h. der Begriff ΔE* ist wichtig beim Bestimmen der Farbstabilität bei HT). Hier ist Farbe beschrieben mit Bezug auf die konventionellen a*, b* Werte. Zum Beispiel bezeichnet der Begriff Δa* wie viel des Farbwerts a* sich aufgrund von HT ändert. Der Begriff ΔE* (und ΔE) ist in der Fachwelt wohl verstanden. Die Definition des Begriffs ΔE* kann zum Beispiel in WO 02/090281 und/oder in US Patent Nr. 6,415,626 gefunden werden deren Offenbarungen hiermit durch Inbezugnahme mit aufgenommen sind. Insbesondere korrespondiert ΔE* mit der CIE LAB Skala L*, a*, b* und ist dargestellt durch: ΔE* = {(ΔL*)² + (Δa*)² + (Δb*)²}^1/2 (1) wobei: ΔL* = L*₁ – L*₀ (2) Δa* = a*₁ – a*₀ (3) Δb* = b*₁ – b*₀ (4) wobei der Index „0” die Beschichtung (oder den beschichteten Gegenstand) vor der Wärmebehandlung repräsentiert, und der Index „1” die Beschichtung (oder den beschichteten Gegenstand) nach der Wärmebehandlung repräsentiert; und die verwendeten Nummern (z. B. a*, b*, L*) sind die durch die vorgenannte (CIE LAB 1976) L*, a*, b* Koordinatentechnik berechneten. In gleichartiger Weise kann ΔE durch Verwendung von Gleichung (1) berechnet werden durch ersetzen von a*, b*, L* mit den Hunter Lab Werten a_h, b_h, L_h. Auch die äquivalenten Zahlen wenn in diese konvertiert berechnet durch jede andere Technik unter Anwendung desselben Konzepts von ΔE* wie oben definiert sind innerhalb des Rahmens dieser Erfindung und der Quantifizierung von ΔE*.

Vor einer Wärmebehandlung (HT) sowie thermischem Härten und/oder thermischem Tempern haben in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen von dieser Erfindung beschichtete Gegenstände Farbcharakteristika wie in Tabelle 2 folgt (monolithisch und/oder IG-Einheit). Es wird bemerkt, dass der Index „G” für glasseitige reflektive Farbe steht, der Index „T” für transmissive Farbe steht, und der Index „F” für die filmseitige Farbe steht. Wie es in der Fachwelt bekannt ist, bedeutet glasseitige (G) reflektive Farbe so wie von der Glasseite von dem beschichteten Gegenstand aus gesehen (im Gegensatz zu Schicht-/filmseitig). Filmseitig (F) bedeutet reflektive Farbe, wenn von der Seite des beschichteten Gegenstands aus gesehen, auf welcher die Beschichtung angeordnet ist. Unten stehende Tabelle 3 illustriert bestimmte Charakteristika von beschichteten Gegenständen gemäß bestimmter beispielhafter Ausführungsformen von dieser Erfindung nach HT (monolithisch) und/oder IG-Einheiten – die Charakteristika unten in Tabelle 2 (nicht HT) sind auch anwendbar für die vorliegenden wärmebehandelten beschichteten Gegenstände, außer für die Ergänzungen dargestellt in Tabelle 3. Tabelle 2: Farb-/optische Charakteristika (nicht HT)

	Allgemein	Bevorzugt	Am meisten bevorzugt
T_vis(TY)	8–80%	10–50%	12–30%
L*_T	34–92	37–76	41–62
a*_T	–6 bis +6	–4 bis +3	–3 bis +2
b*_T	–20 bis +20	–15 bis +10	–10 bis +10
R_GY (glasseitig)	8–50%	10–40%	12–30%
L*_G	34–76	37–70	41–62
a*_G	–6 bis +6	–4 bis +3	–3 bis +2
b*_G	–30 bis +20	–25 bis +10	–20 bis +10
R_FY (filmseitig)	8–50%	8–40%	12–37%
L*_F	34–76	37–70	41–68
a*_F	–9 bis +9	–6 bis +6	–5 bis +5
b*_F	–40 bis +40	–30 bis +30	–20 bis +30
T_sol(TS%)	5–50%	5–30%	9–22%
SC:	<= 0,5	<= 0,45	<= 0,40
SHGC:	<= 0,45	<= 0,43	<= 0,35
T_UV:	<= 40%	<= 35%	<= 25%
R_s(Ω/sq)	< 250	< 120	< 100

Tabelle 3: Farb-/optische Charakteristika (nach HT; zusätzlich zu Tabelle 2)

	Allgemein	Bevorzugt	Am meisten bevorzugt
ΔE*_G	<= 6,0	<= 5,0	<= 4,0, 3,0 und/oder 2,0
ΔE*_T	<= 6,0	<= 5,0	<= 4,0, 3,0 und/oder 2,0
Δa*_G	<= 2,0	<= 1,0	<= 0,8
Δb*_G	<= 3,0	<= 2,0	<= 1,0
ΔL*_G	<= 10	<= 7	<= 5

Die vorliegenden beschichteten Gegenstände können sogar einen glasseitigen reflektiven ΔE*-Wert (ΔE*_G) von nicht mehr als 1,8 oder sogar nicht mehr als 1,5 in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen von dieser Erfindung haben.
Nur zum Zweck des Beispiels sind eine Mehrzahl von Beispielen die verschiedene Beispiele der Ausführungsform gemäß 1 repräsentieren unten dargestellt.
BEISPIELE
Beispiele 1–2 waren monolithische beschichtete Gegenstände (jeder vollständig getempert und wärmebehandelt, obwohl nicht alle Ausführungsformen hierin HT sein müssen), mit dem Schichtsystem wie in 1 gezeigt. Die Si₃N₄ Beschichtungen 2 und 4 in jedem Beispiel wurden durch Sputtern eines Siliziumtargets (dotiert mit ungefähr 10% Al) in einer Atmosphäre beinhaltend Stickstoffgas aufgebracht. Die CrN_xIR reflektierende Schicht 3 wurde in jedem Beispiel durch Sputtern eines Cr-Targets in einer Atmosphäre beinhaltend Argon und Stickstoffgas aufgebracht. Das Glassubstrat 1 war in jedem der Beispiele klar und ungefähr 6 mm dick.
Für das Beispiel 1 wurden die folgenden Sputterprozessparameter beim Aufbringen der Beschichtung verwendet. Die Liniengeschwindigkeit („line speed”) ist in Zoll pro Minute („inches per minute”, IPM), und Gasflüsse (Argon (Ar), Stickstoff (N) und Sauerstoff (O)) waren in Einheiten von sccm. Die Zirkonoxidschicht wurde mit einem AC-Sputterprozess aufgebracht. Tabelle 4: Beispiel 1 Beschichtungsprozessparameter

Schicht Leistung Spannung Liniengeschwindigkeit

SiN Schicht 2: 2,5 kW 516 V 47,3

CrN_x Schicht 3: 1,0 kW 389 V 34

SiN Schicht 4: 2,5 kW 515 V 53,5

ZrO_x Schicht 5: 1,0 kW 385 V 30

# Durchgänge Ar N O

8 40 55 0

2 45 15 0

2 40 55 0

1 30 0 1

2
Bei Beispiel 2 wurden die folgenden Sputterprozessparameter verwendet bei dem Aufbringen der Beschichtung. Wieder ist die Liniengeschwindigkeit in Zoll pro Minute (IPM) und die Gasflüsse (Ar, N und O) waren in Einheiten von sccm: Tabelle 5: Beispiel 2 Beschichtungsprozessparameter

Schicht Leistung Spannung Liniengeschwindigkeit

SiN Schicht 2: 2,5 kW 509 V 41,2

CrNx Schicht 3: 1,0 kW 389 V 37,2

SiN Schicht 4: 2,5 kW 515 V 30,9

ZrO_x Schicht 5: 1,0 kW 351 V 28,8

# Durchgänge Ar N O

2 40 55 0

2 30 15 0

1 40 55 0

4 30 0 12

Nachdem Beispiele 1–2 gesputtert waren, hatten sie die folgenden Charakteristika nach dem Gesputtertwerden (getempert und nicht HAT, monolithisch) (Ill. C, 2 Grad Beobachter): Tabelle 6: Charakteristika (nicht HT)

Parameter	Beispiel 1	Beispiel 2
T_vis (TY) (transmissiv):	20,0%	23,0%
a*_T	–1,1	–0,8
b*_T	2,8	–6,3
L*_T	52,0	55,0
R_GY (glasseitig reflektiv %):	19,0%	25,7%
a*_G	–1,5	–2,2
b*_G	–18,2	0,3
L*_G	50,5	57,7
R_FY (filmseitig reflektiv%):	37,0%	23,0%
a*_F	0,1	–0,2
b*_F	15,4	21,0
L*_F	67,3	55,0
T_sol (TS) (%):	15,0	18,0
Abschattungskoeffizient	0,38	0,39
(SC):
SHGC:	0,33	0,33
T_UV (UV Transmission) (%):	12	20
Emissivität (h):	0,46	0,51
R_S (Flächenwiderstand;	76	89
Ohm/Quadrat:

Jedes der Beispiele 1–2 hatte ein Schichtsystem wie folgt dargestellt in Tabelle 7. Die Dicken und Stöchiometrien wie unten für die Beispiele 1–2 aufgelistet sind Näherungen und sind nicht exakt. Die Beschichtung für jedes Beispiel ist in 1 gezeigt und beinhaltet somit Schichten 2, 3 und 4. Wie oben ausgeführt, waren die Glassubstrate klar und ungefähr 6 mm dick in jedem Beispiel. Tabelle 7: Beschichtungen in den Beispielen

Beispiel 1: Glass/Si₃N₄(8₃₅ Å)/CrN_x(196 Å)/Si₃N₄(185 Å)/ZrO_x(36 Å)

Beispiel 2: Glass/Si₃N₄(240 Å)/CrN_x(180 Å)/Si₃N₄(160 Å)/ZrO_x(150 Å)
Nachdem sie sputterbeschichtet waren, wurden die beschichteten Gegenstände gemäß Beispielen 1–2 wärmebehandelt in einem Ofen für 10 Minuten bei ungefähr 625°C. Tabelle 8 unten stellt die Farbstabilitätscharakteristika von den Beispielen 1–2 bei/nach Wärmebehandlung (HT) dar. Tabelle 8: Glasseitig reflektive Farbstabilität bei HT

Parameter Beispiel 1 Beispiel 2

ΔE*_G: 2,4 1,3
Wie es aus Tabelle 8 gesehen werden kann war jedes der Beispiele 1–2 durch einen exzellenten glasseitig reflektiven ΔE*-Wert charakterisiert (je kleiner desto besser). Dieser kleine Wert illustriert wie wenig sich die glasseitig reflektiven optischen Charakteristika der Beschichtung bei Wärmebehandlungen geändert haben. Dies ist kennzeichnend für überragende Stabilität bei Wärmebehandlung.
2 illustriert einen beschichteten Gegenstand gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform von dieser Erfindung. Die Zweischicht-Überzugsbeschichtungen 4, 5 in der Ausführungsform gemäß 2 sind die gleichen wie die von der Ausführungsform gemäß 1 wie oben beschrieben, und die dielektrische Schicht 12 in der Ausführungsform gemäß 2 ist gleichartig zu der dielektrischen Schicht 2 in der Ausführungsform der 1. Allerdings unterscheidet sich die Ausführungsform gemäß 2 von der Ausführungsform gemäß 1 dadurch, dass ein Paar von Kontakt- oder Keimbildungsschichten („nucleation layers”) um die IR reflektierende Schicht herum und in Kontakt mit derselben bereitgestellt sind (d. h. untere Kontakt-/Keimbildungsschicht 10 und obere Kontakt-/Keimbildungsschicht 11). Die IR reflektierende Schicht 13 (z. B. umfassend Ag) ist zwischen und in Kontakt mit Schichten 10 und 11 bereitgestellt. Die Kontaktschichten 10 und/oder 11 können sein aus oder beinhalten NiCr, ein Oxid von NiCr, Ni, ein Nitrid von NiCr oder jedes andere geeignete Material in verschiedenen Ausführungsformen von dieser Erfindung. Die Zweischicht-Überzugsbeschichtungen 4, 5 in der Ausführungsform gemäß 2 ist vorteilhaft aus den gleichen Gründen wie oben mit Bezug auf die Ausführungsform gemäß 4 diskutiert wurde.
3 illustriert einen beschichteten Gegenstand gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform von dieser Erfindung. Die Ausführungsform gemäß 3 ist gleichartig zu der Ausführungsform gemäß 1, außer dass die Zirkonoxidschicht durch eine Schicht aus oder aufweisend Chromoxid 6 ausgetauscht wurde. Die Nitridschicht 4 ist in dieser Ausführungsform optional. Überraschenderweise wurde herausgefunden, dass die Chromoxidschicht 6 mechanische und chemische Beständigkeit (z. B. Kratzbeständigkeit und Beständigkeit gegen Korrosion von Laugen oder ähnlichem) bereitstellt, in einer Weise ähnlich zu dem Zirkonoxid wie oben beschrieben. Mit anderen Worten sind beschichtete Gegenstände der Ausführungsform gemäß 3 sehr viel beständiger gegen Korrosion durch Laugen aufgrund der Gegenwart von der Chromoxidschicht 6 als sie sonst wären. Allerdings wurde herausgefunden dass die Ausführungsform gemäß 3 mit der Chromoxidschicht 6 nicht besonders nützlich ist, wenn sie wärmebehandelt ist, da das Chromoxid in vielen Fällen dazu tendiert von dem Siliziumnitrid zu delaminieren wenn einer HT ausgesetzt. Somit ist die Ausführungsform gemäß 3 vorzugsweise nicht wärmebehandelt und somit ist die Nitridschicht 4 optional. Aufgrund ihrer Absorption ist die Dicke der Chromoxid aufweisenden Schicht 6 vorzugsweise von ungefähr 5–40 Å, mehr bevorzugt von ungefähr 10–30 Å in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen von dieser Erfindung.
Die Ausführungsform gemäß 4 ist eine Kombination von den Ausführungsformen gemäß 2 und 3. Die Ausführungsform gemäß 4 ist ähnlich zu der Ausführungsform gemäß 2, außer dass die Zirkonoxidschicht ersetzt wurde durch eine Schicht aus oder beinhaltend Chromoxid 6. Wie oben erklärt, wurde es herausgefunden, dass die Chromoxidschicht 6 mechanische und chemische Beständigkeit bereitstellt (z. B. Kratzbeständigkeit und Beständigkeit gegen Korrosion durch Laugen oder ähnliches) in einer Weise ähnlich zu dem Zirkonoxid. Mit anderen Worten sind beschichtete Gegenstände von der Ausführungsform gemäß 4 sehr viel beständiger gegen Korrosion von Laugen aufgrund der Gegenwart der Chromoxidschicht 6 als sie sonst wären. Allerdings wurde es herausgefunden, dass die Ausführungsform gemäß 4 mit der Chromoxidschicht 6 nicht wärmebehandelbar in einer kommerziell akzeptablen Weise ist, da das Chromoxid in verschiedenen Fällen dazu neigt, zu delaminieren. Somit ist die Ausführungsform gemäß 4 vorzugsweise nicht wärmbehandelt und somit ist die Nitridschicht 4 optional.
Überzugsbeschichtungs-Schichtsysteme (z. B. Zweischicht-Überzugsbeschichtungen 4, 5 aus Nitrid/ZrO; oder Überzugsbeschichtungen aufweisend Chromoxid 6) können über einer Vielzahl von verschiedenen Arten von darunterliegenden Solarschutzbeschichtungen angeordnet sein. Die Beschichtungen gezeigt in 1–4 unter den Überzugsbeschichtungen 4, 5 und 6 sind nur zum Zweck des Beispiels bereitgestellt, und sind nicht dazu gedacht, einschränkend zu sein. Zum Beispiel kann eine Zweischicht-Überzugsbeschichtung 4, 5 (oder eine Überzugsbeschichtung beinhaltend Chromoxidschicht 6 und/oder Schicht 4) angeordnet sein über jeder anderen Art von geeigneter Solarschutzbeschichtung in alternativen Ausführungsformen von dieser Erfindung, wie z. B. über einer Doppel-Silberbeschichtung oder ähnlichem. Zum Zweck des Beispiels und ohne Einschränkung kann die Zirkonoxidschicht 5 (oder eine Überzugsbeschichtung aufweisend Chromoxidschicht 6) über den Beschichtungen von jeder der US Patente Nr. 5,837,108 , 5,229,194 , 5,557,462 , 5,514,476 , 6,495,263 , 6,514,620 , 6,475,626 , oder 6,524,714 bereitgestellt sein, oder über jeder Beschichtung von jeder der US Seriennummern 09/793,404 , oder 10/300,007 , deren Offenbarungen alle hiermit durch Inbezugnahme eingefügt sind.
Weiterhin wird es herausgestellt, dass eine andere Schicht oder andere Schichten zwischen Siliziumnitridschicht 4 und Zirkonoxidschicht 5 (oder der Chromoxidschicht) angeordnet sein können oder nicht in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen von dieser Erfindung. Zum Beispiel kann eine Schicht oder Schichten aufweisend Siliziumoxinitrid und/oder Siliziumoxid zwischen Schichten 4 und 5 in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen von dieser Erfindung bereitgestellt sein.
Bestimmte Ausdrücke werden vorherrschend in der Glasbeschichtungstechnik verwendet, insbesondere beim Definieren der Eigenschaften und Solarmanagementcharakteristika von beschichtetem Glas. Solche Begriffe sind hier im Einklang mit ihren allseits bekannten Bedeutungen verwendet. Zum Beispiel wie hier benutzt:
Die Intensität von reflektiertem licht sichtbarer Wellenlänge, d. h. „Reflektion („reflectance”)” ist definiert durch seinen Anteil und ist wiedergegeben als R_xY (d. h. der Y-Wert unten zitiert in ASTM E-308-85), wobei „X” entweder „G” für glasseitig oder „F” für filmseitig ist. „Glasseitig” (z. B. „G”) bedeutet so, wie von der Seite des Glassubstrats aus gesehen, das entgegen der ist, auf welcher sich die Beschichtung befindet, während „filmseitig” (d. h. „F”) bedeutet, so wie gesehen, von der Seite des Glassubstrats auf welcher sich die Beschichtung befindet.
Die Farbcharakteristika sind hier gemessen und wiedergegeben unter Benutzung der CIE LAB a*, b* Koordinaten und Skala (d. h. das CIE a*b*-Diagramm, Ill. CIE-C, 2 Grad Beobachter). Andere ähnliche Koordinaten können in äquivalenter Weise verwendet werden wie z. B. durch den Index „h” um die konventionelle Verwendung der Hunter Lab Skala zu kennzeichnen, oder Ill. CIE-C, 10° Beobachter, oder die CIE LUV u*v* Koordinaten. Diese Skalen sind hier definiert gemäß der ASTM D-2244-93 „Standarttestverfahren zur Berechnung von Farbdifferenzen von instrumentell gemessenen Farbkoordianten" 9/15/93 erweitert durch ASTM E-308-85, jährliches Buch der ASTM Standards, Band 06,01 „Standardverfahren zum Berechnen der Farben von Objekten durch 10 unter Verwendung des CIE Systems" und/oder wie berichtet in IES LIGHTING HANDBOOK 1981 Referenzband.
Die Begriffe „Emittanz” und „Transmission” sind wohl verstanden in der Fachwelt, und sind hier verwendet im Einklang mit ihrer allseits bekannten Bedeutung. Somit sind zum Beispiel die Begriffe sichtbare Lichttransmission (TY), Infrarotstrahlungstransmission und Ultraviolettstrahlungstransmission (T_UV) wohlbekannt in der Fachwelt. So ist normalerweise die totale solare Energietransmission (TS) gekennzeichnet als der gewichtete Mittelwert von diesen Werten von 300 bis 2500 nm (UV), sichtbar und nah (IR). Bezüglich dieser Transmissionen, ist die sichtbare Transmission (TY) wie hier berichtet charakterisiert durch den Standard CIE Illuminant C, 2 Grad Beobachter, Technik bei 380–720 nm; Nah-Infrarot ist 720–2500 nm; Ultraviolett ist 300–380 nm; und Totalsolar ist 300–2500 nm. Allerdings ist zum Zweck der Emittanz ein bestimmter Infrarotbereich (d. h. 2.500–40.000 nm) verwendet.
Transmission im Sichtbaren kann bemessen werden unter Verwendung von bekannten konventionellen Techniken. Zum Beispiel unter Verwendung eines Spektrophotometers wie z. B. das Perkin Elmer Lambda 900 oder Hitachi U4001, kann eine spektrale Transmissionskurve erhalten werden. Die Transmission im Sichtbaren wird dann unter Verwendung der oben genannten ASTM 308/2244-93 Methodik berechnet. Eine kleinere Anzahl von Wellenlängenpunkten kann verwendet werden als beschrieben wenn erwünscht. Eine andere Technik zum Messen der Transmission im Sichtbaren ist es ein Spektrometer so wie das kommerziell verfügbare Spectrogard Spektrophotometer hergestellt durch Pacific Scientific Corporation zu verwenden. Dieses Gerät misst und zeigt Transmissionen im Sichtbaren direkt. Wie hierin wiedergegeben und gemessen verwendet die sichtbare Transmission (d. h. der Y-Wert in dem CIE Tristimulussystem (ASTM E-308-85) den Ill. C., 2 Grad Beobachter.
Ein anderer Begriff hier verwendet ist der „Flächenwiderstand”. Flächenwiderstand (R_s) ist ein in der Fachwelt wohlbekannter Begriff und wird hier im Einklang mit seiner allseits bekannten Bedeutung verwendet. Er wird hier wiedergegeben in Ohm pro Quadrateinheiten. Allgemein gesagt bezieht sich dieser Begriff auf den Widerstand in Ohm für jedes Quadrat von einem Schichtsystem auf einem Glassubstrat auf einen elektrischen Strom der durch das Schichtsystem fließt. Flächenwiderstand ist ein Kennzeichen davon wie gut die Schicht oder das Schichtsystem Infrarotenergie reflektiert und ist somit oft verwendet gemeinsam mit Emittanz als ein Maß von dieser Charakteristik. „Flächenwiderstand” kann zum Beispiel bequem gemessen werden durch Verwendung eines 4-Prüfpunkt-Ohmmeters wie ein auswechselbarer 4-Punkt-Widerstandsmesser mit einem Magnetron Instruments Corp. Kopf, Model M-800, hergestellt durch Signatone Corp. aus Santa Clara, Kalifornien.
Die Begriffe „Wärmebehandlung” und „wärmebehandeln” wie hierin benutzt bedeuten heizen des Gegenstands auf eine Temperatur ausreichend um thermisches Tempern, Biegen und/oder thermisches Härten des glasaufweisenden Gegenstands zu ermöglichen. Diese Definition beinhaltet zum Beispiel Erhitzen des beschichteten Gegenstands auf eine Temperatur von zumindest ungefähr 580 oder 600 Grad C für eine ausreichende Periode um thermisches Härten, Biegen und/oder Tempern zu ermöglichen. In einigen Fällen kann das HT für zumindest ungefähr 4 oder 5 Minuten sein.
Mit Kenntnis der obigen Offenbarung werden viele andere Merkmale, Modifizierungen und Verbesserungen für den Fachmann offenkundig werden. Solche anderen Merkmale, Modifizierungen und Verbesserungen werden deshalb als Teil dieser Erfindung betrachtet deren Umfang durch die Schutzansprüche bestimmt wird.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen beschrieben um ein tieferes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen:

Ausführungsform 1. Ein beschichteter Gegenstand aufweisend ein Schichtsystem getragen von einem Glassubstrat, wobei das Schichtsystem aufweist:
eine erste dielektrische Schicht getragen durch das Glassubstrat; eine Infrarot (IR) reflektierende Schicht getragen durch das Glassubstrat und angeordnet über zumindest der ersten dielektrischen Schicht; und eine Mehrschichtüberzugsbeschichtung angeordnet über zumindest der IR reflektierenden Schicht, wobei die Überzugsbeschichtung eine erste Schicht aufweisend Siliziumnitrid mit einem Brechungsindex „n” von 1,7 bis 2,5 und eine zweite Schicht aufweisend Zirkonoxid angeordnet über der ersten Schicht aufweisend Siliziumnitrid aufweist.

Ausführungsform 2. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei die erste Schicht aufweisend Siliziumnitrid einen Brechungsindex „n” von 1,9 bis 2,2 hat.

Ausführungsform 3. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei der beschichtete Gegenstand wärmebehandelt ist, und einen ΔE*-Wert (glasseitig reflektiv) von weniger als oder gleich 6,0 aufgrund der Wärmebehandlung hat.

Ausführungsform 4. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei der beschichtete Gegenstand wärmebehandelt ist, und einen ΔE*-Wert (glasseitig reflektiv) von weniger als oder gleich 4,0 aufgrund der Wärmebehandlung hat.

Ausführungsform 5. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei der beschichtete Gegenstand wärmebehandelt ist, und einen ΔE*-Wert (glasseitig reflektiv und/oder transmissiv) von weniger als oder gleich 3,0 aufgrund der Wärmebehandlung hat.

Ausführungsform 6. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei der beschichtete Gegenstand wärmebehandelt ist, und einen ΔE*-Wert (glasseitig reflektiv und/oder transmissiv) von weniger als oder gleich 2,0 aufgrund der Wärmebehandlung hat.

Ausführungsform 7. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei die erste Schicht im Wesentlichen aus Siliziumnitrid besteht, und die zweite Schicht im Wesentlichen aus Zirkonoxid besteht.

Ausführungsform 8. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei die IR reflektierende Schicht zumindest eins von Ni, Cr, NiCr und Ag aufweist.

Ausführungsform 9. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, weiter aufweisend eine Kontaktschicht angeordnet zwischen der IR reflektierenden Schicht und der ersten dielektrischen Schicht.

Ausführungsform 10. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei der beschichtete Gegenstand eine sichtbare Transmission von 8–80% und einen glasseitig reflektiven a*-Wert von –6 bis +6 hat.

Ausführungsform 11. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei der beschichtete Gegenstand eine IG-Fenstereinheit aufweist.

Ausführungsform 12. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei die zweite Schicht aufweisend Zirkonoxid in direktem Kontakt mit der ersten Schicht aufweisend Siliziumnitrid ist.

Ausführungsform 13. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei eine größte Oberfläche des Schichtsystems des beschichteten Gegenstands keine sichtbaren Schäden zeigen würde, wenn einem zehnminütigen NaOH-Kochtest bei ungefähr 195°F (0,4 NaOH gemischt mit Wasser) ausgesetzt.

Ausführungsform 14. Der beschichtetet Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei die zweite Schicht aufweisend Zirkonoxid von 5–90 Å dick ist.

Ausführungsform 15. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei das Schichtsystem einen Flächenwiderstand (Rs) von weniger als 120 Ohm/Quadrat hat.

Ausführungsform 16. Ein beschichteter Gegenstand aufweisend ein Schichtsystem getragen durch ein Glassubstrat, aufweisend: eine erste dielektrische Schicht getragen durch das Glassubstrat; eine Infrarot (IR) reflektierende Schicht getragen durch das Glassubstrat und angeordnet über zumindest der ersten dielektrischen Schicht; eine Überzugsbeschichtung angeordnet über zumindest der IR reflektierenden Schicht und der ersten dielektrischen Schicht, wobei die Überzugsbeschichtung eins aufweist von: (a) eine erste Schicht aufweisend Siliziumnitrid welche trägt und im direkten Kontakt ist mit einer zweiten Schicht aufweisend Zirkonoxid angeordnet über und kontaktierend die erste Schicht aufweisend Siliziumnitrid; und (b) eine Chromoxidschicht; und wobei der beschichtete Gegenstand eine Transmission im Sichtbaren von 8 bis 80% und einen Flächenwiderstand (Rs) von weniger als 120 Ohm/Quadrat hat.

Ausführungsform 17. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 16, wobei die Überzugsbeschichtung (a) aufweist und wärmebehandelt ist und einen ΔE*-Wert (glasseitig reflektiv und/oder transmissiv) von weniger als oder gleich 3,0 aufgrund der Wärmebehandlung hat.

Ausführungsform 18. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 16, wobei die Überzugsbeschichtung (b) aufweist, und wobei die Chromoxidschicht im Wesentlichen aus Chromoxid besteht.

Ausführungsform 19. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 16, wobei die IR reflektierende Schicht zumindest eins von Ni, Cr, NiCr und Ag aufweist.

Ausführungsform 20. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 16, weiterhin aufweisend eine Kontaktschicht angeordnet zwischen der IR reflektierenden Schicht und der ersten dielektrischen Schicht.

Ausführungsform 21. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 16, wobei eine größte Oberfläche von dem Schichtsystem von dem beschichteten Gegenstand keinen sichtbaren Schaden zeigen würde, wenn einem zehn-minütign NaOH-Kochtest bei ungefähr 195°F (0,4% NaOH gemischt mit Wasser) ausgesetzt.

Ausführungsform 22. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 16, wobei die erste dielektrische Schicht ein Metallnitrid oder ein Metalloxid aufweist.

Ausführungsform 23. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 16, wobei die erste dielektrische Schicht Siliziumnitrid aufweist.

Ausführungsform 24. Ein beschichteter Gegenstand aufweisend ein Schichtsystem getragen durch ein Glassubstrat, wobei das Schichtsystem aufweist:
eine erste dielektrische Schicht getragen durch das Glassubstrat; eine Infrarot (IR) reflektierende Schicht getragen durch das Glassubstrat und angeordnet über zumindest der ersten dielektrischen Schicht; eine Überzugsbeschichtung aufweisend eine Schicht bestehend im Wesentlichen aus Chromoxid angeordnet über zumindest der IR reflektierenden Schicht, wobei die Schicht bestehend im Wesentlichen aus Chromoxid die äußerste Schicht des Schichtsystems ist; und wobei der beschichtete Gegenstand eine Transmission im Sichtbaren von 8 bis 80% und einen Flächenwiderstand (Rs) von weniger als 250 Ohm/Quadrat hat.

Ausführungsform 25. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 24, wobei die IR reflektierende Schicht zumindest eins von Ni, Cr, NiCr, und Ag aufweist.

Ausführungsform 26. Der beschichtete Gegenstand gemäß Ausführungsform 1, wobei die Überzugsbeschichtung weiter eine Schicht aufweisend Siliziumoxinitrid und/oder Siliziumoxid aufweist, angeordnet zwischen der ersten Schicht aufweisend Siliziumnitrid und der zweiten Schicht aufweisend Zirkonoxid.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

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US 5201926 [0007]
WO 02/090281 [0034]
US 6415626 [0034]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

ASTM D 1308-87 [0004]
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ASTM D-2244-93 „Standarttestverfahren zur Berechnung von Farbdifferenzen von instrumentell gemessenen Farbkoordianten” 9/15/93 [0052]
ASTM E-308-85, jährliches Buch der ASTM Standards, Band 06,01 „Standardverfahren zum Berechnen der Farben von Objekten durch 10 unter Verwendung des CIE Systems” und/oder wie berichtet in IES LIGHTING HANDBOOK 1981 Referenzband [0052]
ASTM 308/2244-93 [0054]
ASTM E-308-85 [0054]

Claims

Ein beschichteter Gegenstand aufweisend ein Schichtsystem getragen von einem Glassubstrat, wobei das Schichtsystem aufweist: eine erste dielektrische Schicht getragen durch das Glassubstrat; eine Infrarot (IR) reflektierende Schicht getragen durch das Glassubstrat und angeordnet über zumindest der ersten dielektrischen Schicht; und eine Mehrschichtüberzugsbeschichtung angeordnet über zumindest der IR reflektierenden Schicht, wobei die Überzugsbeschichtung eine erste Schicht aufweisend Siliziumnitrid mit einem Brechungsindex „n” von 1,7 bis 2,5 und eine zweite Schicht aufweisend Zirkonoxid angeordnet über der ersten Schicht aufweisend Siliziumnitrid aufweist, und wobei eine Schicht aus Siliziumoxid zwischen der ersten Schicht aufweisend Siliziumnitrid und der zweiten Schicht aufweisend Zirkonoxid angeordnet ist.
Der beschichtete Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schicht aufweisend Siliziumnitrid einen Brechungsindex „n” von 1,9 bis 2,2 hat.
Der beschichtete Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei der beschichtete Gegenstand wärmebehandelt ist, und einen ΔE*-Wert (glasseitig reflektiv) von weniger als oder gleich 6,0 aufgrund der Wärmebehandlung hat.
Der beschichtete Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei der beschichtete Gegenstand wärmebehandelt ist, und einen ΔE*-Wert (glasseitig reflektiv) von weniger als oder gleich 4,0 aufgrund der Wärmebehandlung hat.
Der beschichtete Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei der beschichtete Gegenstand wärmebehandelt ist, und einen ΔE*-Wert (glasseitig reflektiv und/oder transmissiv) von weniger als oder gleich 3,0 aufgrund der Wärmebehandlung hat.
Der beschichtete Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei der beschichtete Gegenstand wärmebehandelt ist, und einen ΔE*-Wert (glasseitig reflektiv und/oder transmissiv) von weniger als oder gleich 2,0 aufgrund der Wärmebehandlung hat.
Der beschichtete Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schicht im Wesentlichen aus Siliziumnitrid besteht, und die zweite Schicht im Wesentlichen aus Zirkonoxid besteht.
Der beschichtete Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei die IR reflektierende Schicht zumindest eins von Ni, Cr, NiCr und Ag aufweist.
Der beschichtete Gegenstand gemäß Anspruch 1, weiter aufweisend eine Kontaktschicht angeordnet zwischen der IR reflektierenden Schicht und der ersten dielektrischen Schicht.
Der beschichtete Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei der beschichtete Gegenstand eine Transmission im Sichtbaren von 8–80% und einen glasseitig reflektiven a*-Wert von –6 bis +6 hat.
Der beschichtete Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei der beschichtete Gegenstand eine IG-Fenstereinheit aufweist.
Der beschichtete Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei eine größte Oberfläche des Schichtsystems des beschichteten Gegenstands keine sichtbaren Schäden zeigen würde, wenn einem zehnminütigen NaOH-Kochtest bei ungefähr 195°F (0,4 NaOH gemischt mit Wasser) ausgesetzt.
Der beschichtetet Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Schicht aufweisend Zirkonoxid von 5–90 Å dick ist.
Der beschichtete Gegenstand gemäß Anspruch 1, wobei das Schichtsystem einen Flächenwiderstand (R_s) von weniger als 120 Ohm/Quadrat hat.