EA029163B1

EA029163B1 - Подложка, снабженная пакетом с тепловыми свойствами и поглощающим слоем

Info

Publication number: EA029163B1
Application number: EA201590612A
Authority: EA
Inventors: Рамзи Джриби; Жан-Карлос Лоренцци
Original assignee: Сэн-Гобэн Гласс Франс
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2018-02-28
Also published as: US9977162B2; MY174104A; EP2897918A1; WO2014044984A1; KR20150058385A; BR112015004925A2; JP2015529188A; MX2015003532A; IN2015DN01730A; FR2995888A1; PL2897918T3; EA201590612A1; KR102094285B1; JP6320389B2; ES2909415T3; US20150247961A1; CN104619668B; CA2883716A1; EP2897918B1; FR2995888B1

Abstract

Изобретение относится к стеклянной подложке, содержащей на одной стороне пакет из тонких слоев с отражательными свойствами в диапазоне инфракрасного излучения и/или солнечного излучения, содержащий один единственный металлический функциональный слой, в частности, на основе серебра или серебросодержащего металлического сплава, и две диэлектрических пленки, причем каждое указанное покрытие содержит по меньшей мере один диэлектрический слой, причем указанный функциональный слой размещается между двумя диэлектрическими пленками, причем указанный пакет содержит единственный поглощающий слой, отличающейся тем, что указанный поглощающий слой является металлическим слоем, имеющим физическую толщину от 0,5 до 1,5 нм, предпочтительно от 0,6 до 1,2 нм, и располагается непосредственно на указанной стороне подложки и непосредственно под диэлектрическим слоем на основе нитрида, который не содержит кислорода.

Description

029163

Изобретение касается многослойного остекления, содержащего по меньшей мере две подложки, типа стеклянных подложек, которые удерживаются вместе посредством рамной конструкции, причем названное остекление осуществляют разделение между наружным пространством и внутренним пространством, в котором располагается, по меньшей мере, один промежуточный газовый зазор между двух подложек.

Известным образом, одна из подложек может быть покрыта с внутренней поверхности, находящейся в контакте с промежуточным газовым зазором, пакетом из нескольких тонких слоев с отражательными свойствами в диапазоне инфракрасного излучения и/или солнечного излучения, содержащим только один металлический функциональный слой, в частности, на основе серебра или серебросодержащего металлического сплава, и два диэлектрических покрытия, причем каждое указанное покрытие содержит по меньшей мере один диэлектрический слой, причем указанный функциональный слой размещается между двумя диэлектрическими слоями.

Изобретение касается, в частности, использования таких подложек для изготовления блоков остекления для теплоизоляции и/или защиты от солнечного излучения. Эти блоки остекления могут быть предназначены для оборудования зданий, для снижения, в частности, усилия по кондиционированию и/или предотвращения чрезмерного перегрева (так называемые "стекла с контролем пропускания солнечного света") и/или снижения рассеиваемого наружу количества энергии (так называемые "низкоэмиссионные" стекла), что вызвано постоянно растущими площадями застекленных поверхностей в зданиях.

Эти стекла могут быть в то же время встроены в стекла, имеющие особые функциональные возможности, как, например, обогреваемые блоки остекления или электрохромные блоки остекления.

Известный тип многослойного пакета для придания подложкам таких свойств состоит из фунционального металлического слоя с отражательными свойствами в диапазоне инфракрасного излучения и/или солнечного излучения, в частности металлический функциональный слой на основе серебра или серебросодержащего металлического сплава.

При этом типе пакета функциональный слой оказывается расположенным, таким образом, между двух диэлектрических покрытий, содержащих, каждое, обычно несколько слоев, каждый из которых состоит из диэлектрического материала типа нитрида и, в частности, нитрида кремния или алюминия, или оксида. С оптической точки зрения, целью этих покрытий, которые окаймляют функциональный металлический слой, является "антиотражение" этого функционального металлического слоя.

Тем не менее, блокирующее покрытие иногда встраивается между одним или каждым диэлектрическим покрытием и функциональным металлическим слоем, причем блокирующее покрытие, расположенное под функциональным слоем в направлении подложки, предохраняет его в ходе возможной термической обработки при высокой температуре, типа формования и/или закалки, а блокирующее покрытие, расположенное на функциональном слое в направлении, противоположном подложке, предохраняет этот слой от возможного разрушения при нанесении верхнего диэлектрического покрытия и в ходе возможной термической обработки при высокой температуре, типа формования и/или закалки.

В качестве напоминания, солнечным фактором остекления называют отношение полной солнечной энергии, входящей в помещение через это остекление, к полной падающей солнечной энергии, а селективность соответствует отношению пропускания солнечного света Т_|Л-_|3 остеклением в видимой области к солнечному фактору Р8 остекления и выражается: 8=Т_Ьу1з/Р8.

В настоящее время существуют пакеты из нескольких тонких слоев низкой эмиссионной способности с одним единственным функциональным слоем (обозначаемые далее выражением "пакет с одним функциональным слоем"), на основе серебра, имеющие нормальную эмиссионную способность порядка 2-3%, пропускание света в видимой области Т_ъ порядка 65%, наружное отражение света в видимой области ниже 20% и селективность порядка 1,3-1,35 для солнечного фактора около 50%, когда они установлены в обычное двойное остекление, как, например, на поверхности 3 некоторой конфигурации: 416(Аг-90%)-4, образованной двумя листами стекла толщиной 4 мм, разделенной промежуточным газовым зазором с 90% аргона и 10% воздуха толщиной 16 мм, причем один из листов покрыт однослойным функциональным пакетом: лист, самый близкий к внутренней части здания, с учетом направления падения солнечного света, входящего в здание, на его стороне, обращенной к промежуточному газовому слою.

Специалисту известно, что размещение стеклопакета из тонких слоев на поверхности 2 двойного остекления (на листе, самом близком к наружной части здания, с учетом падения солнечного света, входящего в здание и на его поверхности, обращенной к промежуточному газовому зазору) позволит ему снизить солнечный фактор и увеличить, таким образом, селективность.

В рамках нижеприведенного примера, возможно добиться селективности порядка 1,5 для того же пакета с одним функциональным слоем.

Однако такое решение не подходит для некоторых применений, так как отражение света в видимой области и, в частности, отражение света в видимой области, наблюдаемое снаружи здания, находится при этом на относительно высоком уровне, выше 23%.

Для снижения этого отражения света, при сохранении энергетического отражения, даже его увеличения, специалист знает, что он может ввести в пакет, и, в частности, внутрь одного (или нескольких)

- 1 029163

диэлектрического(их) покрытия(й), один (или несколько) поглощающий(их) слой(ев) в видимой области.

Следует отметить, что из уровня техники известно использование таких поглощающих слоев в видимой области в пакетах с несколькими функциональными слоями, в частности, из международной заявки на патент № νθ 02/48065, касающейся использования таких поглощающих слоев в видимой области в пакете, стойком относительно термической обработки типа формования/закалки.

Однако из-за сложности пакета и количества наносимого материала эти пакеты, состоящие из нескольких функциональных слоев, стоят дороже при изготовлении, чем пакеты с одним функциональным слоем.

В то же время, также из-за сложности такого двуслойного функционального пакета сведения, полученные из этого документа, не могут непосредственно переноситься для концепции пакета с одним функциональным слоем.

Из уровня техники, из международной заявки на патент № νθ 2010/072974 известен пакет из тонких слоев с одним функциональным слоем, в котором два диэлектрических покрытия содержат, каждое, по меньшей мере один поглощающий слой, который размещается в диэлектрическом покрытии между двумя диэлектрическими слоями, причем поглощающее вещество поглощающих слоев размещается симметрично с каждой стороны металлического функционального слоя.

Такой пакет позволяет достигать низкого наружного отражения света в видимой области, а также имеет приемлимое окрашивание, но было бы желательно иметь возможность сохранять эти свойства при достижении более высокого пропускания света в видимой области.

Кроме того, из уровня техники, из американского патента № И8 6592996 известен пример 9, в котором единственный металлический поглощающий слой наносится непосредственно на одну поверхность подложки и под оксидный слой. Этот слой имеет сравнительно большую толщину, а так как оксидный слой наносится непосредственно на этот металлический слой, на самом деле, значительная доля (по меньшей мере 20% от общей толщины) части металлического слоя, расположенного под оксидным слоем, оказывается окисленной. Значительное количество материала (Τι) теряет, в конечном счете, свою первичную функцию быть поглотителем, и становится антибликовым.

Целью изобретения является достижение возможности устранения недостатков известного уровня путем разработки нового типа многослойного пакета с одним функциональным слоем, пакета, который имеет низкую стойкость на квадрат (и следовательно, низкую излучающую способность), более высокое пропускание света и относительно нейтральный цвет, в частности, при отражении со стороны слоев (но также и с противоположной стороны: "со стороны подложки"), и чтобы эти свойства предпочтительно сохранялись в ограниченном диапазоне, независимо подвергается стеклопакет или нет термической(им) обработке(ам) при высокой температуре типа формования и/или закалки и/или отжига.

Другая важная цель - предложить однослойный функциональный пакет, который имеет низкую эмиссионную способность, имея при этом низкое отражение света в видимой области, но более высокое чем ранее, пропускание света в видимой области, а также приемлемое окрашивание, в частности, при наружном отражении от многослойного остекления, в частности, чтобы оно не было в красном диапазоне.

Другая важная цель - предложить использовать металлический поглощающий слой непосредственно в контакте с подложкой и гарантировать, что этот слой останется металлическим поглощающим после нанесения на пакет.

Предметом изобретения является, таким образом, в его широком понимании, подложка, покрытая на одной поверхности пакетом из тонких слоев с отражательными свойствами в области инфракрасного и/или в солнечного излучения, содержащего только один металлический функциональный слой, в частности, на основе серебра или серебросодержащего металлического сплава, и два диэлектрических покрытия, причем указанные покрытия содержат, каждое, по меньшей мере один диэлектрический слой, причем функциональный слой размещается между двумя диэлектрическими покрытиями, причем пакет содержит, кроме того, единственный поглощающий слой.

По изобретению, поглощающий слой является металлическим слоем, имеющим физическую толщину от 0,5 до 1,5 нм, даже от 0,6 до 1,2 нм, и располагается непосредственно на поверхности подложки и непосредственно под диэлектрическим слоем на основе нитрида и не содержит кислорода.

Действительно, было открыто, что нанесение слоя на основе нитрида непосредственно на металлический поглощающий слой лишь на немного изменяет тип металлического слоя на поверхности контакта двух этих слоев: металлический поглощающий слой остается, таким образом, металлическим по всей своей толщине; более нет необходимости предусматривать большую толщину, и нет более необходимости заранее предполагать, что тип металлического поглощающего слоя на некоторой части его толщины изменится. После нанесения пакета возможно констатировать, что слой является металлическим по всей своей толщине.

Указанный металлический поглощающий слой предпочтительно является слоем из титана. Было открыто, что этот материал обладает низкой способностью к изменениям, когда наносимый непосредственно сверху слой является слоем на основе нитрида, и что он не содержит кислород, и, в частности, когда этот слой - на основе нитрида кремния без кислорода - этот материал может, таким образом, нано- 2 029163

ситься как слой с очень малой толщиной, так что его поверхность в контакте с нитридом не будет глубоко затронута (нитрирована).

Поглощающий слой имеет предпочтительно толщину от 0,5 до 1,5 нм включительно, даже от 0,6 до 1,2 нм, даже от 0,6 до 1,1 нм включительно, чтобы не слишком снижать пропускание света.

Под "покрытием" в смысле настоящего изобретения следует понимать, что можно при этом иметь единственный слой или несколько слоев различных материалов внутри покрытия.

Как обычно, под "диэлектрическим слоем" в смысле настоящего изобретения, следует понимать, что по своей природе материал является "неметаллическим", т.е. не является металлом. В контексте изобретения, этот термин обозначает некий материал, имеющий отношение η/к по всему диапазону длины волны видимой области (от 380 до 780 нм), равное или выше 5.

Под "поглощающим слоем" в смысле настоящего изобретения следует понимать, что слой является материалом, имеющим отношение η/к по всему диапазону длины волны видимой области (от 380 до 780 нм) от 0 до 5, исключая эти значения, и имеющим удельное электрическое сопротивление в цельном состоянии (как известно из литературы) выше 10^-6 Ом-см.

Следует напомнить, что η означает реальный показатель преломления материала для заданной длины волны, а к представляет мнимую часть показателя преломления для заданной длины волны; причем отношение η/к рассчитывается для одинаковой заданной длины волны для η и для к.

Под "металлическим поглощающим слоем" в смысле настоящего изобретения, следует понимать, что слой является поглощающим, как указано ранее, и что он не содержит ни атомов кислорода, ни атомов азота.

В отдельном варианте изобретения по меньшей мере одна подложка содержит по меньшей мере на одной поверхности в контакте с промежуточным газовым зазором антибликовое покрытие, которое обращено к газовому зазору в пакете из тонких слоев с отражательными свойствами в области инфракрасного и/или солнечного излучения.

Этот вариант позволяет достичь еще более высокой селективности, благодаря значительному увеличению пропускания света, и меньшему увеличение солнечного фактора многослойного остекления.

Физическая толщина функционального металлического слоя предпочтительно составляет от 15 до 20 нм, включительно, в целях достижения эмиссионной способности <2,5%.

По другому отдельному варианту изобретения диэлектрическое покрытие, размещенное или расположенное между поверхностью подложки и металлическим функциональным слоем, содержит слой с высоким показателем из материала, имеющего показатель преломления от 2,3 до 2,7, причем этот слой предпочтительно на основе оксида. Значения показателя преломления, указанные в настоящем документе, являются значениями, измеренными, как обычно, на длине волны 550 нм.

Этот слой с высоким показателем имеет предпочтительно физическую толщину от 5 до 15 нм.

Этот слой с высоким показателем позволяет довести до максимума высокое пропускание света в видимой области пакета и оказывает благоприятное воздействие на достижение нейтральных цветов, как при пропускании, так и при преломлении.

Физическая толщина диэлектрического слоя на основе нитрида, предпочтительно, составляет от 10 до 20 нм, причем это слой - предпочтительно на основе нитрида кремния δί₃Ν₄. С такой толщиной и предпочтительно с таким типом защита металлического поглощающего слоя является очень эффективной.

По другому отдельному варианту изобретения функциональный слой наносится непосредственно на блокирующее нижнее покрытие, размещенное между функциональным слоем и диэлектрическим слоем, расположенным ниже функционального слоя, и/или функциональный слой наносится непосредственно под блокирующим верхним покрытием, размещенным между функциональным слоем и диэлектрическим покрытием, расположенным под функциональным слоем, и блокирующим нижним покрытием, и/или блокирующее верхнее покрытие содержит тонкий слой на основе никеля или титана, имеющий физическую толщину е' такую, как 0,2 нм <<< е'<<< 2,5 нм.

По другому отдельному варианту изобретения, последний слой верхнего диэлектрического покрытия, который наиболее удален от подложки, выполнен на основе оксида, наносимого, предпочтительно, в субстехиометрическом соотношении, и, в частности, на основе оксида титана (ΤίΟ_χ) или на основе смеси оксида цинка и олова (8ηΧηΟ_χ).

Пакет может таким образом содержать последний слой (или верхний покрывающий), т. е. защитный слой, наносимый, предпочтительно, в соотношении, ниже стехиометрического. Этот слой оказывается окисленным в большей части стехиометрически в пакете после нанесения.

Изобретение касается, кроме того, единственного поглощающего слоя для осуществления многослойного остекления, содержащего по меньшей мере две подложки, которые удерживаются вместе рамной конструкцией, причем указанное остекление образует разделение между наружным пространством и внутренним пространством, в котором по меньшей мере один промежуточный газовый зазор размещается между двумя подложками, причем одна подложка выполнена по изобретению так, чтобы указанное остекление имело селективность 8>1,45, при этом пропускание света Т_ъ>55%, даже так, чтобы названное

- 3 029163

остекление имело селективность 8>>>1,5, при этом пропускание света Т >>>57%.

Предпочтительно пакет по изобретению устанавливается на поверхности 2 блока остекления.

Изобретение касается, кроме того, многослойного остекления, содержащего по меньшей мере две подложки, которые удерживаются вместе рамной конструкцией, причем указанное остекление образует разделение между наружным пространством и внутренним пространством, в котором по меньшей мере один промежуточный газовый зазор размещается между двумя подложками, причем одна подложка выполнена по изобретению.

Предпочтительно одна единственная подложка многослойного остекления, содержащего, по меньшей мере, две подложки, или многослойного остекления, содержащего, по меньшей мере, три подложки, имеет покрытие на внутренней поверхности в контакте с промежуточным газовым зазором, содержащее пакет из тонких слоев с отражательными свойствами в диапазоне инфракрасного и/или солнечного излучения.

Остекление по изобретению содержит, по меньшей мере, подложку, несущую пакет по изобретению, возможно, по меньшей мере с одной другой подложкой. Каждая подложка может быть прозрачной или окрашенной. По меньшей мере одна из подложек может, в частности, быть из окрашенного стекла целиком. Выбор типа окрашивания будет зависеть от уровня пропускания света и/или колометрического аспекта, которые стремятся получить для стекла после завершения его изготовления.

Остекление по изобретению может иметь ламинированную структуру, объединяющую, в частности, по меньшей мере две жестких подложки стеклянного типа посредством листа из термопластичного полимера, чтобы иметь структуру типа стекло/пакет из тонких слоев/лист стекло/промежуточный газовый зазор/стеклянный лист. Полимер может быть, в частности, на основе поливинилбутираля ПВБ, винилацетатэтилена ВАЭ, полиэтилентерефталата ПЭТ, поливинилхлорида ПВХ.

Подложки блоков остекления по изобретению способны выдерживать термическую обработку без повреждения пакета из тонких слоев. Следовательно они, при необходимости могут формоваться и/или закаливаться.

Преимущественно, настоящее изобретение позволяет таким образом изготавливать пакет из тонких слоев с одним функциональным слоем, имеющим после нанесения на прозрачную подложку пропускание света в видимой области Т_ь>60% и наружное отражение в видимой области Р₈ (т.е. со стороны стекла) ниже 19% с нейтральными цветами при наружном отражении.

При конфигурации с двойным блоком остекления настоящее изобретение позволяет добиться высокой селективности δ (δ>1,45), и подходящей эстетики (Т_Ьу1з>>>55%, наружный Ρ_2ν|δ<22%. нейтральные цвета при наружном отражении).

Изготовление пакета с одним функциональным слоем по изобретению обходится дешевле, чем пакета с двумя функциональными слоями, имеющего подобные характеристики (Т_ъув, Кз/ь и нейтральные цвета при наружном отражении). Изготовление такого пакета стоит также дешевле, чем изготовление пакета с одним функциональным слоем, содержащего непосредственно на подложке металлический поглощающий слой, часть толщины которого является неметаллической (и следовательно, не является поглощающей) в конечном счете в пакете после нанесения всех слоев.

Детали и преимущественные признаки изобретения вытекают из следующих неограничивающих примеров, показанных с помощью прилагаемых чертежей, изображающих:

на фиг. 1 пакет с одним функциональным слоем известного уровня техники, причем функциональный слой снабжен блокирующим нижним покрытием и блокирующим верхним покрытием;

на фиг. 2 пакет с одним функциональным слоем по изобретению, причем функциональный слой наносится непосредственно на блокирующее нижнее покрытие и непосредственно под блокирующим верхним покрытием; и

на фиг. 3 решение с двойным блоком остекления, содержащим пакет с одним функциональным слоем.

На этих чертежах пропорции между значениями толщины различных слоев или различных элементов соблюдены нестрого для облегчения их чтения.

На фиг. 1 показана структура пакета с одним функциональным слоем известного уровня техники, нанесенным на стеклянную прозрачную подложку 10, в которой единственный функциональный слой 140, в частности, на основе серебра или серебросодержащего металлического сплава, размещается между двумя диэлектрическими покрытиями, нижележащим диэлектрическим покрытием 120, расположенным под функциональным слоем 140 по направлению к подложке 10, и верхним диэлектрическим покрытием 160, размещенным над функциональным слоем 140 в направлении противоположном подложке 10.

Эти два диэлектрических покрытия 120, 160 содержат каждое по меньшей мере два диэлектрических слоя 122, 124, 126, 128; 162, 164, 166.

При необходимости, с одной стороны, функциональный слой 140 может наноситься непосредственно на блокирующее нижнее покрытие 130, размещенное между нижележащим диэлектрическим покрытием 120 и функциональным слоем 140, и с другой стороны, функциональный слой 140 может наноситься непосредственно под блокирующим верхним покрытием 150, размещенным между функциональ- 4 029163

ным слоем 140 и верхним диэлектрическим покрытием 160.

Нижний блокирующий и/или верхний блокирующий слои, хотя и наносятся по форме как металлические и представлены как металлические слои, на практике являются оксидными слоями, так как их основная функция заключается в окислении в ходе покрытия пакета в целях защиты функционального слоя.

Это диэлектрическое покрытие 160 может заканчиваться необязательным защитным слоем 168, в частности, на основе оксида, в частности, имеющим состав, ниже стехиометрического по кислороду.

Когда пакет с одним функциональным слоем используется в многослойном остеклении 100 с конструкцией двойного остекления, как показано на фиг. 3, это остекление содержит две подложки 10,30, которые удерживаются вместе посредством рамной конструкции 90 и которые отделены друг от друга промежуточным газовым зазором 15.

Остекление образует, таким образом, разделение между наружным пространством Е8 и внутренним пространством 18.

Пакет может быть установлен на поверхности 2 (на листе, обращенным наружу от здания, учитывая направление падения солнечного света, входящего в здание и на его поверхности, обращенной в направлении к промежуточному газовому зазору).

На фиг. 3 показано такое размещение (причем направление падения солнечного света, входящего в здание, показано двойной стрелкой) на поверхности 2 пакета из нескольких тонких слоев 14, установленного на внутренней поверхности 11 подложки 10 в контакте с промежуточным газовым зазором 15, причем другая поверхность 9 подложки 10 находится в контакте с наружным пространством Е8.

Однако возможно также предположить, что в этой конструкции двойного остекления одна из подложек имеет ламинированную структуру; тем не менее, возможной путаницы нет, так как в такой конструкции нет промежуточного газового зазора.

Выполнены четыре примера под номерами 1-4.

Пример 1 был выполнен в соответствии с международной заявкой на патент № Ж') 2010/072974: оба диэлектрических покрытия 120, 160 содержат каждое поглощающий слой 123, 165, который размещается в диэлектрическом покрытии между двумя диэлектрическими слоями 122, 124; 164, 166, причем поглощающее вещество поглощающих слоев 123, 165 размещается симметрично с каждой стороны металлического функционального слоя 140.

Оба диэлектрических слоя 122, 124; 164, 166, обрамляющих каждый поглощающий слой, выполнены на основе нитрида кремния, а слой с высоким показателем 126 размещается над слоем 124, причем указанный слой с высоким показателем 126 находится в контакте с расположенным на нем слое смачивания 128.

Слой с высоким показателем выполнен на основе оксида. Он имеет показатель преломления, составляющий от 2,3 до 2,7, который именно в данном случае равен 2,46.

В таком пакете слой смачивания 12 8 из оксида цинка, легированного алюминием ΖηΟ:Α1 (наносимый из металлической мишени, состоящей из цинка, легированного 2 мас.% алюминия), позволяет улучшить кристаллизацию серебра, что повышает его удельную проводимость.

Вышележащее диэлектрическое покрытие 160 содержит диэлектрический слой 162 из оксида цинка, легированного алюминием ΖηΟ:Α1 (наносимый из металлической мишени, состоящей из цинка, легированного 2 мас.% алюминия), и защитный слой 168 на основе оксида.

Слои нитрида кремния 122, 124; 164, 166 - из нитрида кремния 8ι₃Ν₄ и наносятся из металлической мишени, легированной 8 мас.% алюминия.

Поглощающие слои 123, 165 - металлические из титана.

Для всех приводимых ниже примеров условия нанесения слоев таковы:

Слой	Используемая мишень	Давление нанесения	Газ
5ί₃Ν₄	5ί:Α1 с 92:8 мас.%	1,5-10_³ мбар	Аг/(Аг+И2) с 45%
ΤίΟ₂	ΤίΟ_χ	2-10_³ мбар	Аг/(Аг+О2) с 90%
Τί	Τί	7-10_³ мбар	Аг 100%
ΖηΟ	Ζη:Α1 с 98:2 мас.%	2-10_³ мбар	Аг/(Аг+О2) с 52%
ΝίΟη	ΝίΟη с 80:20 мас.%	2-10_³ мбар	Аг 100%
Ад	Ад	2-10_³ мбар	Аг 100%

Наносимые слои могут быть классифицированы по четырем категориям:

I - Слои из диэлектрического материала, имеющие отношение η/к по всему диапазону длин волн видимого спектра выше 5: 8ι₃Ν₄, ΤιΟ₂, ΖηΟ.

ΐΐ - Слои из поглощающего материала, имеющие отношение 0<η/1«5 ηο всему диапазону длин волн видимой области и удельное электрическое сопротивление в цельном состоянии выше 10^-6 Ом-см: Τι.

ίϋ - Металлические функциональные слои из материала с отражательными свойствами в диапазоне инфракрасного и/или солнечного излучения: Ад.

- 5 029163

ίν - Верхний блокировочный и нижний блокировочный слои, предназначенные для защиты функционального слоя от изменения своей природы во время насения пакета; их влияние на оптические и энергетические свойства, в целом, игнорируются.

Было отмечено, что серебро также имеет отношение 0<п/к<5 по всему диапазону длин волн видимой области, но его удельное электрическое сопротивление в цельном состоянии ниже 10^-6 Ом-см.

Во всех нижеприводимых примерах пакет из тонких слоев наносится на подложку прозрачного натрий-кальциевого стекла толщиной 4 мм марки Р1ашйих, поставляемой компанией 5>аш1-СоЬаш.

Для этих подложек,

К показывает: сопротивление на квадрат пакета, в Ом на квадрат площади;

Т[, показывает: пропускание света в видимой области в %, измеряемую по источнику света Ό65 при

2°;

а_Т* и Ь_Т* показывают: цвета при пропускании а_Т* и Ь_Т* в системе ЬАВ, измеряемые по источнику света Ό65 при 2°;

К_с показывает: отражение света в видимой области в %, измеряемое по источнику света Ό65 при 2°, со стороны подложки, покрытой пакетом из тонких слоев;

а_с* и Ь_с* показывают: цвета при отражении а* и Ь* в системе ЬЛБ, измеряемые по источнику света Ό65 при 2°, со стороны подложки с покрытием;

К_д показывает: отражение света в видимой области в %, измеряемое по источнику света Ό65 при 2°, со стороны подложки без покрытия;

а_д* и Ь_д* показывают: цвета при отражении а* и Ь* в системе ЬЛБ, измеряемые по источнику света Ό65 при 2°, со стороны подложки без покрытия.

Кроме того, для этих примеров, когда несущая подложка пакета встроена в двойное остекление, она имеет структуру: 4-16-4 (Аг-90%), т.е. две стеклянные подложки, каждая толщиной 4 мм, разделены газовым зазором с 90% аргона и 10% воздуха, имеющим толщину 16 мм.

Все эти примеры позволили достигнуть, при конфигурации двойного остекления, коэффициента и, или коэффициента К, рассчитываемого по норме ΕΝ 673, порядка 1,0 Вт-м^-2-°К^-1 (это коэффициент теплопередачи через блок остекления; он означает количество теплоты, проходящее через подложку в стационарном режиме на единицу площади поверхности и при единичной разнице температур между поверхностью остекления в контакте с наружным пространством и поверхностью остекления в контакте с внутренним пространством).

Для таких двойных блоков остекления

Ρδ показывает: солнечный фактор, т.е. отношение в процентах полной солнечной энергии, входящей в помещение через стекла к полной падающей энергии;

8 показывает: селективность, соответствующую отношению пропускания света Т_ъ в видимой области к солнечному фактору Ρδ такого, как: §=Т_Ьу1з/Р8;

Т[, показывает: пропускание света в видимой области в %, измеряемое по источнику света Ό65 при

2°;

а_т* и Ь_т* показывают: цвета при пропускании а* и Ь* в системе ЬАБ, измеряемые по источнику света Ό65 при 2°;

К_е показывает: наружное отражение света в видимой области в %, измеряемое по источнику света Ό65 при 2°, со стороны наружного пространства Εδ;

а_е* и Ь_е* показывают: цвета при наружном отражении а* и Ь* в системе ЬАВ, измеряемые по источнику света Ό65 при 2°, со стороны наружного пространства Εδ;

К! показывает: внутреннее отражение света в видимой области в %, измеряемое по источнику света Ό65 при 2°, со стороны внутреннего пространства Ιδ;

а!* и Ь;* показывают: цвета при внутреннем отражении а* и Ь* в системе ЬАВ, измеряемые по источнику света Ό65 при 2°, со стороны внутреннего пространства Ιδ.

Пример №1 был выполнен согласно структуре многослойного пакета, показанного на фиг. 1, с двумя поглощающими слоями 123 и 165 и одним необязательным защитным слоем 168, но без нижнего блокирующего покрытия 130.

В нижеследующей табл. 1 приведены геометрические или физические значения толщины (а не оптические значения толщины) в нанометрах каждого из слоев примера 1:

- 6 029163

Таблица 1

Слой	Материал	Пример 1
168	Τίο₂	1
166	5ί₃Ν₄:Α1	25, 1
165	Τί	2,1
164	5ί₃Ν₄ :Α1	25, 1
162	ΖηΟ:Α1	9
150	МСг	0,2
140	Ад	18, 1
128	ΖηΟ:Α1	5
126	ΤίΟ₂	12
124	5ί₃Ν₄ :Α1	13, 8
123	Τί	2,1
122	5ί₃Ν₄ :Α1	13, 8

В нижеследующей табл. 2 приведены основные оптические и энергетические характеристики этого примера 1, соответственно, когда рассматривается лишь одна подложка 10 и когда она устанавливается в двойном остеклении, на поверхности 2, Т2, как на фиг. 3.

Таблица 2

	К	Т_ь	а_т*	Ъ_т*	Ке	а_с*	Ъ_с*		а_ё*	Ь_ё*
10	1,9	40,89	-3,49	4,74	16,41	-0,33	-25,8	18,94	4,06	-5,81
		Ρδ	§	Т_ь	Ке	К;
Ρ2		27,26	1,37	37,38	20,35	21,86

Таким образом, как видно из этой табл. 2, наружное отражение света Ее стеклопакета составляет порядка 20%, так как отражение со стороны стекла подложки ниже 19%, а цвет при наружном отражении относительно нейтральный.

Относительно низкий солнечный фактор мог бы позволить добиться высокой селективности, но так как пропускание света в видимой области Т_ь слишком низкое, в конечном счете, селективность относительно низкая.

При этом желательно добиться более высокого пропускания света при сравнительно низком солнечном факторе, в целях увеличения селективности при сохранении наружного отражения Ее у низкого значения, порядка 20%, даже меньше при двойном остеклении, что эквивалентно наружному отражению единственной подложки, со стороны стекла, при значении, равном или ниже 19%.

После этого был осуществлен пример 2 на базе пакета, изображенного на фиг. 2, в соответствии с изобретением и располагая при этом в пакете один единственный металлический поглощающий слой, в данном случае из Τι, слой 19, непосредственно в контакте с подложкой, затем непосредственно под диэлектрическим слоем 122 на основе нитрида и не содержащим кислорода.

В данном случае диэлектрический слой 122 выполнен на основе нитрида кремния, но не может быть на основе оксинитрида кремния, так как такой материал содержит кислород.

В нижеследующей табл. 3 приведены геометрические значения толщины в нанометрах каждого из слоев примера 2.

Таблица 3

Слой	Материал	Пример 2
168	ТЮ₂	1
164	3ί₃Ν₄ :А1	44
162	ΖηΟ:Α1	9
150	ШСг	0,2
140	Ад	18,1
128	ΖηΟ:Α1	5
126	ΤίΟ₂	12
122	5ί₃Ν₄ :А1	18,6
19	Τί	0,8

Этот пример 2 таким образом, по существу, подобен примеру 1 с одним главным отличием: поглощающие слои 123 и 165 по 2,1 нм каждый из примера 1 были заменены единственным поглощающим слоем 19 толщиной 0,8 нм.

В нижеследующей табл. 4 приведены основные оптические и энергетические характеристики из примера 2, соответственно, когда рассматривают лишь подложку 10 и когда она установлена в двойном остеклении Т2, на поверхности 2, как на фиг. 3. Эта таблица имеет такую же структуру, как и табл. 2.

- 7 029163

Таблица 4

	К	Т_ь	а_т*	Ъ_т*	К_с	а_с*	Ъ_с*		а₈*	Ь₈*
10	1,9	62,78	-3,39	6,31	22,03	4,74	-13,8	18,29	2,59	-5,89
		Р8(%)	8	Т_ь	К	К
Р2		38,35	1,5	57,66	21,2	26,5

Как видно из этой табл. 4, наружное световое отражение К_е в высокой степени удовлетворительное, когда пакет установлен на поверхности 2: оно составляет порядка 21%.

Также цвет, видимый снаружи, несколько отличается от цвета в примере 1 и остается нейтральным. В нижеследующей табл. 5 приведены интервалы предпочтительных физических значений толщины

в нанометрах, на базе примера 2.

Таблица 5

Слой	Материал	Предпочтительные интервалы	Более предпочтительные интервалы
168	ТЮ₂	0,5-2	0,5-2
164	3ί₃Ν₄:Α1	35-50	35-50
162	ΖηΟ:Α1	5-10	5-10
150	ШСг	0,2-2,5	0,2-2,5
140	Ад	15-20	15-20
128	ΖηΟ:Α1	4-8	4-8
124	тю₂	5-15	5-15
122	3ί₃Ν₄:Α1	10-20	10-20
19	Τί	0,5-1,5	0,6-1,2

В нижеследующей табл. 6 приведены основные оптические и энергетические характеристики, которых можно достичь соответственно с этими предпочтительными интервалами и более предпочтительными интервалами, соответственно, когда рассматривают лишь подложку 10 и когда она устанавливается в двойном остеклении Р2, на поверхности 2, как на фиг. 3.

Таблица 6

Как видно из табл. 6, отражение света от одной подложки, покрытой пакетом, со стороны стекла К_д, в высшей степени удовлетворительное: оно ниже 19%.

Пропускание света подложки, покрытой пакетом, высокое; пропускание света от двойного остекления в связи с этим также высокое.

Даже если солнечный фактор не очень низкий, селективность высокая.

В то же время видимый снаружи цвет несколько отличается от цвета по примеру 1 и остается нейтральным.

Два других примера, примеры 3 и 4, были осуществлены на базе примера 2, чтобы показать, что происходит, когда поглощающий слой 19 находится в контакте с оксидным слоем, соответственно для примера 3, и когда диэлектрический слой 122 заменяется слоем ΖηΟ:Α1, с таким же показателем (и такой же оптической толщины), и для примера 4, когда диэлектрический слой 122 удаляется, а слой с высоким показателем 126 утолщается (с тем, чтобы диэлектрическое покрытие 120, подстилающее функциональный слой, сохраняло бы ту же оптическую толщину).

Примеры 3 и 4, таким образом, подобны примеру 2, за исключением того, что

для примера 3 диэлектрический слой 122 из примера 2 заменяется диэлектрическим слоем из того же материала, что и слои 128 и 162, в данном случае ΖηΟ:Α1, причем этот слой имеет физическую толщину 18,6 нм;

для примера 4 диэлектрический слой 122 из примера 2 удаляется, а слой с высоким показателем 12 6 из ΝΐΟ₂ утолщается с тем, чтобы иметь общую физическую толщину 27,1 нм.

В нижеследующих табл. 7 и 8 приведены основные оптические и энергетические характеристики, соответственно из этих примеров 3 и 4, когда рассматривается только одна подложка 10 и когда она устанавливается в двойное остекление Р2, на поверхность 2, как на фиг. 3. Эти таблицы имеют каждая такую же структуру, что и табл. 4.

- 8 029163

Пример 3.

Таблица 7

	К	Т_ь	а_т*	Ь_т*	Кс	а_с*	Ь_с*	К_ё	а_ё*	ь *
10	1,9	61,5	-2,7	5,0	24,2	3,1	-11,1	22,1	0,8	-3,4
		Р8(%)	§	Т_ь	Ю	К;
Р2		37,8	1,5	56,5	25,3	28,4

Как видно из этой табл. 7, пропускание света подложки с покрытием ухудшается из-за контакта с Τΐ/ΖηΟ, поскольку оно снижается более чем на 1% по сравнению пропусканием света в примере 2.

Кроме того, отражение света со стороны стекла К_д подложки с покрытием также ухудшается, поскольку оно увеличивается почти на 4%.

Таким образом, если этот пример 3 используется в двойном остеклении, с пакетом, установленным на поверхности 2, конечно, селективность сохраняется, но пропускание света Ί\ менее высокое, чем для примера 2 (снижение на 1,5%), а наружное отражение света Ке увеличивается (на 3,7%).

Даже если видимый снаружи цвет двойного остекления несколько отличается от цвета примера 2 и остается приемлемым, самое низкое пропускание света и самое высокое наружное отражение являются неприемлемыми с точки зрения преследуемой цели.

Таблица 8

Пример 4.

	К	Т_ь	а_т*	Ь_т*	К_с	а_с*	Ь_с*	к,	а_ё*	ь *
10	1,9	64,8	-4,2	8,9	19,1	7,6	-19,3	14,4	6,1	-10,5
		Р8(%)	δ	Т_ь	Ке	К;
Р2		38,5	1,5	58,5	15,8	24,0

Как видно из этой табл. 8, пропускание света подложки с покрытием улучшается от контакта с Τΐ/ΤΐΟ₂, поскольку оно увеличивается на 2% по сравнению с пропусканием света из примера 2.

Кроме того, отражение света со стороны стекла К_д подложки с покрытием также улучшается, поскольку оно снижается почти на 4%.

Однако, цвет при пропускании через подложку с покрытием деградирует, в частности, в связи с высоким значением ЪД

Кроме того, цвет при отражении от подложки с покрытием, со стороны без покрытия, деградирует в связи с высокими значениями (в абсолютных величинах) а_д* и Ъ_д*.

Цвет при отражении от подложки с покрытием также деградирует в связи с высокими значениями (в абсолютных величинах) ас* и Ъ_с*.

Даже если самое высокое пропускание света и самое низкое наружное отражение в примере 4 по сравнению с примером 2 были бы приемлемы с точки зрения преследуемой цели, видимый снаружи цвет двойного остекления не приемлем.

Согласно изобретению возможно комбинировать высокую селективность, низкую эмиссионную способность и низкое наружное отражение света, используя пакет, содержащий один единственный функциональный металлический слой из серебра или на основе серебра, при сохранении подходящего эстетического аспекта (Т_ь выше 60%, и цвета являются нейтральными при отражении).

Использование единственного поглощающего слоя упрощает изготовление и снижает стоимость по сравнению с использованием двух поглощающих слоев, тем более что толщина этого единственного поглощающего слоя ниже суммарной толщины двух поглощающих слоев, необходимых в известном уровне техники.

Кроме того, механическая прочность пакета по изобретению очень высокая. В то же время, обычная химическая стойкость такого пакета, в целом, высокая.

Кроме того, возможно предусмотреть, хотя это и не показано, что подложка 30 содержит по меньшей мере на одной поверхности 29, которая находится в контакте с промежуточным газовым зазором 15 и которая не содержит пакета из тонких слоев с отражательными свойствами в диапазоне инфракрасного излучения и/или солнечного излучения, антибликовое покрытие, которое обращено к указанному промежуточному газовому зазору 15 с пакетом из тонких слоев 14 с отражательными свойствами в области инфракрасного излучения и/или солнечного излучения.

Цель такого встраивания антибликового покрытия в структуру двойного остекления - позволить достичь высокого пропускания света и высокого солнечного фактора.

Настоящее изобретение описано выше в качестве примера. Естественно, специалист в состоянии осуществить различные варианты изобретения, не выходя за рамки патента, как определено формулой изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Стеклянная подложка (10), содержащая на одной стороне (11) пакет из тонких слоев (14) с отражательными свойствами в диапазоне инфракрасного излучения и/или солнечного излучения, содержа- 9 029163

щий один единственный металлический функциональный слой (140), в частности, на основе серебра или серебросодержащего металлического сплава, и две диэлектрические пленки (120, 160), причем каждая указанная пленка содержит по меньшей мере один диэлектрический слой (122, 164), причем указанный функциональный слой (140) размещается между двумя диэлектрическими пленками (120, 160), причем указанный пакет содержит единственный поглощающий слой (19), отличающаяся тем, что указанный поглощающий слой (19) является металлическим слоем, имеющим физическую толщину от 0,5 до 1,5 нм, предпочтительно от 0,6 до 1,2 нм, и располагается непосредственно на указанной стороне (11) подложки и непосредственно под диэлектрическим слоем на основе нитрида, который не содержит кислорода.

2. Подложка (10) по п.1, отличающаяся тем, что указанный металлический поглощающий слой (19) выполнен из титана.

3. Подложка (10) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что указанная диэлектрическая пленка (120), размещенная между стороной (11) и указанным металлическим функциональным слоем (140), содержит слой из материала, имеющего показатель преломления от 2,3 до 2,7, причем этот слой выполнен предпочтительно на основе оксида.

4. Подложка (10) по п.3, отличающаяся тем, что указанный слой с высоким показателем (126) имеет физическую толщину от 5 до 15 нм.

5. Подложка (10) по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что физическая толщина указанного диэлектрического слоя на основе нитрида составляет от 10 до 20 нм, причем этот слой выполнен предпочтительно на основе нитрида кремния δί₃Ν₄.

6. Подложка (10) по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что указанный функциональный слой (140) нанесен непосредственно на блокирующий нижний слой (130), размещенный между функциональным слоем (140) и диэлектрической пленкой (120), расположенной ниже функционального слоя, и/или указанный функциональный слой (140) нанесен непосредственно под блокирующим верхним слоем (150), размещенным между функциональным слоем (140) и диэлектрической пленкой (160), расположенной над функциональным слоем, и тем, что блокирующий нижний слой (130) и/или блокирующий верхний слой (150) содержит тонкий слой на основе никеля или титана, имеющий физическую толщину е' такую, что 0,2<е'<2,5.

7. Подложка (10) по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что последний слой (168) верхней диэлектрической пленки (160), слой, наиболее удаленный от подложки, выполнен на основе оксида, наносимого предпочтительно в субстехиометрическом соотношении, и, в частности, на основе оксида титана (ΤίΟχ) или на основе смеси оксида цинка и олова (δηΖηΟ_χ).

8. Многослойное остекление (100), содержащее по меньшей мере две подложки (10, 30), которые удерживаются вместе с помощью рамной конструкции (90), причем указанное остекление образует разделение между наружным пространством (Εδ) и внутренним пространством (Ιδ), в котором по меньшей мере одна промежуточная газовая полость (15) размещена между двумя подложками, причем граничащая с наружным пространством подложка (10) представляет собой подложку по любому из пп.1-7, при этом содержащая пакет из тонких слоев (14) сторона (11) подложки (10) находится в контакте с заполненной газом полостью (15).

9. Многослойное остекление (100) по п.8, причем указанное остекление (100) имеет селективность δ>ί,45 при пропускании света Т_ь>55%, предпочтительно селективность з>1,5 при пропускании света Т_ь>57%.

- 10 029163