CZ20011442A3 - Multi-layer coating composites on transparency or glass substrates - Google Patents
Multi-layer coating composites on transparency or glass substrates Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20011442A3 CZ20011442A3 CZ20011442A CZ20011442A CZ20011442A3 CZ 20011442 A3 CZ20011442 A3 CZ 20011442A3 CZ 20011442 A CZ20011442 A CZ 20011442A CZ 20011442 A CZ20011442 A CZ 20011442A CZ 20011442 A3 CZ20011442 A3 CZ 20011442A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- coating
- refractive index
- layer
- article
- coating layer
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 203
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 146
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title abstract description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 185
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 79
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract 9
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 102
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 64
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 63
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 54
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical group O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 39
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 33
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 29
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 26
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 24
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 23
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 18
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 claims description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 7
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 claims description 6
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 claims description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- CJYDNDLQIIGSTH-UHFFFAOYSA-N 1-(3,5,7-trinitro-1,3,5,7-tetrazocan-1-yl)ethanone Chemical compound CC(=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 CJYDNDLQIIGSTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 7
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 6
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000005329 float glass Substances 0.000 description 2
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- AXDJCCTWPBKUKL-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-aminophenyl)-(4-imino-3-methylcyclohexa-2,5-dien-1-ylidene)methyl]aniline;hydron;chloride Chemical compound Cl.C1=CC(=N)C(C)=CC1=C(C=1C=CC(N)=CC=1)C1=CC=C(N)C=C1 AXDJCCTWPBKUKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 108091006149 Electron carriers Proteins 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical group [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- DAMJCWMGELCIMI-UHFFFAOYSA-N benzyl n-(2-oxopyrrolidin-3-yl)carbamate Chemical compound C=1C=CC=CC=1COC(=O)NC1CCNC1=O DAMJCWMGELCIMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- KWUZCAVKPCRJPO-UHFFFAOYSA-N n-ethyl-4-(6-methyl-1,3-benzothiazol-2-yl)aniline Chemical compound C1=CC(NCC)=CC=C1C1=NC2=CC=C(C)C=C2S1 KWUZCAVKPCRJPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 239000002987 primer (paints) Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000009419 refurbishment Methods 0.000 description 1
- 238000009436 residential construction Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000010206 sensitivity analysis Methods 0.000 description 1
- 239000012686 silicon precursor Substances 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000037072 sun protection Effects 0.000 description 1
- QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N tin(ii) oxide Chemical class [Sn]=O QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/283—Interference filters designed for the ultraviolet
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
- C03C17/3417—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Předmět a přední sklo s vícevrstvým povlakemObject and windshield with multi-layer coating
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká povlaků pro řízení průchodu slunečního záření transparentními výrobky, pro zlepšení odrazu ultrafialového záření a/nebo odrazu v blízkém infračerveném pásmu a/nebo zvýšení propustnosti viditelného záření povlečeným předmětem. Týká se výhod řešení popsaného v patentové přihlášce us č.60/107 677 z 9.11.1998 s názvem Povlaky pro ov. - Qládani propustnosti slunečního záření a předměty s povlaky, na jejíž obsah se zde odvoláváme jako součást tohoto pojednání .The invention relates to coatings for controlling the passage of solar radiation through transparent products, for improving the reflection of ultraviolet radiation and / or near-infrared reflection and / or increasing the transmittance of visible radiation through the coated article. It relates to the advantages of the solution described in US patent application No. 60 / 107,677 of November 9, 1998 entitled Coatings for Ov. - Control of solar transmittance and coated articles, the contents of which are incorporated herein by reference.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Transparentní předměty jako sklo, určité plasty a souvrství vytvořená ze skla a plastů, používané v průmyslových odvětvích jako je výstavba obchodních a/nebo bytových staveb, rekonstrukce, a výroba motorových vozidel a letadel, vyžadují speciální vlastnosti z hlediska ovládání propustnosti slunečního záření. Například v automobilovém průmyslu začleňují dyzajnéři do-jejich návrhů transparentní prvky jako okna nebo přední skla, která jsou jak funkční, tak i atraktivní. Teplo, které se vyvíjí v prostoru pro cestující v motorových vozidlech v důsledku vystavení sluneční energii může být zvládáno klimatizačními systémy. Je samozřejmé, že čím vyšší je vývin tepla, tím větší je poptávka po takových systémech. Snižování vývinu tepla v důsledku průniku záření okny se tak stalo problémem, kterým se projektant musí zabývat. Problémy vyplývají také ze vzrůstajícího propracování vnitřního dyzajnu vybavení uvnitř prostorů pro cestující a účinku ultrafialového záření a infračervené sluneční energie na takové iTransparent objects such as glass, certain plastics and stacks made of glass and plastics, used in industries such as commercial and / or residential construction, refurbishment, and motor vehicle and aircraft manufacturing, require special solar control properties. For example, in the automotive industry, designers incorporate in their designs transparent elements such as windows or windscreens that are both functional and attractive. The heat that develops in the passenger compartment of motor vehicles due to exposure to solar energy can be controlled by air conditioning systems. It goes without saying that the higher the heat generation, the greater the demand for such systems. Reducing heat generation due to window radiation has become a problem that the designer has to address. Problems also stem from the increasing refinement of the interior design of the equipment inside the passenger compartments and the effect of ultraviolet radiation and infrared solar energy on such
-2interiéry. Při tom všem je třeba splnit další hledisko, kterým jsou předpisové požadavky na propustnost viditelného světla u konkrétních transparentních dílců, jako jsou přední skla. Transparentní dílce, které zajišťují sníženou propustnost infračerveného záření a nižší celkovou propustnost sluneční energie, které jsou žádoucí pro snižování propustnosti sluneční energie, musí také být do určité míry přizpůsobeny barvě a transparentnosti předního skla. Sklo s těmito vlastnostmi by bylo vysoce žádoucí nejen ve výrobě motorových vozidel, ale také v architektuře. Dále je žádoucí, aby sklo bylo kompatibilní s výrobními postupy pro výrobu plochého skla, a to pro snadnost výroby.-2interiéry. In doing so, there is another aspect to be met, namely the prescribed requirements for visible light transmittance for specific transparent components, such as windscreens. Transparent panels which provide reduced infrared transmittance and lower overall solar energy transmittance, which are desirable for reducing solar transmittance, must also be adapted to some extent to the color and transparency of the windshield. Glass with these characteristics would be highly desirable not only in the manufacture of motor vehicles, but also in architecture. Further, it is desirable for the glass to be compatible with the manufacturing processes for manufacturing flat glass for ease of manufacture.
Například na některých trzích s motorovými vozidly jsou požadovány propustnosti skla, které mají propustnost ultrafialového záření nižší než 10% a celkovou propustnost sluneční energie (TSET - total solar energy transmission) nižší než 50%. Pokus uspokojit tento trh vede k nepovlečenému substrátu, který blokuje ultrafialové záření přidáním oxidu titaničitého TiO2 a oxidu ceričitého CeO2 do složení skla. Tento výrobek je k dispozici pouze jako zelené sklo. Pro dosažení požadovaných parametrů bez použití CeO2 mohou být vyvinuty organické povlaky s přísadami absorbujícími ultrafialové záření a blízké infračervené záření (NIR). Tyto organické povlaky však postrádají trvanlivost, jaká se obvykle dosahuje s nepovlečeným skleněným substrátem.For example, in some motor vehicle markets, glass transmittances having a UV transmittance of less than 10% and a total solar energy transmittance (TSET) of less than 50% are required. An attempt to satisfy this market leads to an uncoated substrate that blocks ultraviolet radiation by adding titanium dioxide TiO 2 and cerium dioxide CeO 2 to the glass composition. This product is only available as green glass. Organic coatings with ultraviolet and near infrared (NIR) absorbing additives can be developed to achieve the desired parameters without the use of CeO 2 . However, these organic coatings lack the durability usually achieved with an uncoated glass substrate.
Vynález si klade za úkol vytvořit transparentní dílce nebo sklo s povlakem, které by měly sníženou propustnost pro ultrafialové záření, zejména pod 10%, pro určité trhy s motorovými vozidly, a současně pokud možno sníženou propustSUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide transparent panels or coated glass having reduced ultraviolet transmittance, in particular below 10%, for certain motor vehicle markets, while at the same time reducing transmittance as much as possible.
-3nost blízkého infračerveného záření (NIR), při použití výrobních postupů, které by byly ekonomicky realizovatelné, odpovídajících běžným technologickým požadavkům na výrobu transparentních skleněných výrobků s povlaky pro ovládání propustnosti slunečního záření.Near infrared radiation (NIR), using economically viable manufacturing processes that meet the current technological requirements for producing transparent glass products with coatings for controlling solar transmittance.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Vynález navrhuje vícevrstvé povlakové kompozity na transparentních dílcích nebo skleněných substrátech, které obsahují střídající se vrstvy s vysokým a nízkým indexem lomu, s převážně anorganickými povlaky, pro blokování alespoň ultrafialového záření, a to kombinací interference v tenkých filmech a absorpčních účinků. Míra propustnosti ultrafialového záření závisí na počtu vrstev a vlastnostech substrátu. Snížení propustnosti UV záření může být dosažen například’ s pouze třemi vrstvami na skle pro ovládání propustnosti slunečního záření. To je možné při použití střídajících se vrstev oxidu titaničitého a oxidu křemičitého, umožňujících bránit prostupu UV záření. V takovém případě je tloušťka vrstev okolo 300 angstroemů pro oxid titaničitý a 550 angstroemů pro oxid křemičitý.The invention proposes multilayer coating composites on transparent panels or glass substrates comprising alternating layers of high and low refractive index, with predominantly inorganic coatings, for blocking at least ultraviolet radiation, by combining thin film interference and absorption effects. The degree of UV transmission depends on the number of layers and the substrate properties. For example, a reduction in UV transmittance can be achieved with only three layers on the solar control glass. This is possible when alternating layers of titanium dioxide and silica are used to prevent UV transmission. In such a case, the layer thickness is about 300 angstroem for titanium dioxide and 550 angstroem for silica.
Alternativně nebo přídavně může mít vícevrstvý složený povlak tloušťku přibližně 1041 až 1725 ansgtroemů pro vrstvu oxidu titaničitého a vrstvu oxidu křemičitého, aby blokoval prostup blízkého infračerveného záření. Celková propustnost sluneční energie skla s povlakem může být snížena, jestliže je vhodně zvolena tloušťka vrstev vícevrstvého souvrství. Například může mít čtyřvrstvý povlak na zeleném skle pro ovládání propustnosti slunečního záření celkovou propustnost sluneční energie nižší než 37%, při současnémAlternatively or additionally, the multilayer composite coating may have a thickness of about 1041 to 1725 ansgs for the titanium dioxide layer and the silica layer to block near infrared radiation transmission. The total solar energy transmittance of the coated glass may be reduced if the layer thickness of the multilayer stack is appropriately selected. For example, a four-layer coating on green glass for controlling solar transmittance may have a total solar energy transmittance of less than 37%, while
-4dosahování cíle nízké propustnosti UV záření podle mezinárodní normy ISO. Tento typ povlaku, který snižuje jak propustnost UV záření, tak i blízkého infračerveného záření, se ideálně hodí pro jiné substráty, které nemají dobré vlastnosti k ovládání propustnosti slunečního záření.- Achieving the goal of low UV transmittance according to the international ISO standard. This type of coating, which reduces both UV and near infrared transmittance, is ideally suited for other substrates that do not have good solar control properties.
Vynález také umožňuje vytvořit čtyřvrstvý kompozitní povlak na transparentních dílcích nebo skleněném substrátu. Čtyřvrstvý kompozitní povlak z oxidu titaničitého/oxidu křemičitého/oxidu titaničitého/oxidu křemičitého na zeleném skle pro ovládání propustnosti slunečního záření o tlouštce 4,0 mm, umožňuje dosáhnout propustnost UV záření nižší než 10% podle ISO, při současném udržování propustnosti viditelného záření než 70%. Tento povlak bude také snižovat odraz viditelného zřeni na přibližně 8,0%> a celkovou propustnost sluneční energie (TSET) na hodnoty nižší než 45%. Také je možné u takového transparentního výrobku s čtyřvrstvým povlakem dosáhnout propustnost UV záření podle ISO nižší než 10% při současném udržování propustnosti viditelného světla vyšší než 70% a snížení celkové propustnosti sluneční energie na přibližně 36%. Tento vícevrstvý povlak může také snížit odraz viditelného záření pod 8%. Když se takové sklo pro ovládání propustnosti slunečního záření s čtyřvrstvým povlakem použije jako přední sklo, může být naladěn na úhel osazení předního skla okolo 65°. Tím se sníží odraz viditelného záření na přibližně 13%.The invention also makes it possible to form a four-layer composite coating on transparent panels or a glass substrate. Four-layer composite coating of titanium dioxide / silica / titanium dioxide / silica on green glass for controlling solar transmittance of 4.0 mm thickness, allows to achieve UV transmittance of less than 10% according to ISO, while maintaining visible transmittance of more than 70 %. This coating will also reduce the reflection of visible radiation to about 8.0% > and total solar energy transmittance (TSET) to values less than 45%. It is also possible for such a transparent four-layer coated product to achieve an ISO UV transmission of less than 10% while maintaining a visible light transmission of greater than 70% and reducing the total solar energy transmission to about 36%. This multilayer coating can also reduce the visible radiation reflection below 8%. When such a four-layer coated solar control glass is used as a windshield, it may be tuned to a windshield shoulder angle of about 65 °. This reduces the reflection of visible radiation to approximately 13%.
Jiný vhodný vícevrstvý kompozitní povlak na transparentních dílcích nebo skleněných substrátech může obsahovat přídavné povlakové vrstvy, jako z oxidu cínu dotovaného fluorem nebo antimonem. Při použití těchto materiálů mohou poAnother suitable multilayer composite coating on transparent panels or glass substrates may comprise additional coating layers, such as fluorine or antimony doped tin oxide. When using these materials, the
-5vlaky dodat další vlastnosti, jako je elektrická vodivost nebo absorpce slunečního záření. Oxid ciničitý dotovaný antimonem, připravený vhodným způsobem, může absorbovat zelené světlo, čímž mění v prostupu barvu zeleného skla, jako jsou skla SolexR nebo SolargreenR, dostupná od PPG Industries lne. , ze zelené na šedé. Ovládání možných změn v optických vlastnostech povlaků s oxidem cínu, dotovaným antimonem v důsledku tepelného zpracování povlečeného substrátu, jako tvrzením nebo chlazením, se dosahuje podmínkami nanášení a konkrétním složením povlaku z oxidu cínu dotovaného antimonem.-5-trains deliver additional properties such as electrical conductivity or solar absorption. Antimony doped tin oxide, prepared in an appropriate manner, can absorb green light, thereby changing the color of the green glass, such as Solex R or Solargreen R , available from PPG Industries Inc. , from green to gray. Control of possible changes in the optical properties of the antimony doped tin oxide coatings as a result of the heat treatment of the coated substrate, such as by curing or cooling, is achieved by the deposition conditions and the particular composition of the antimony doped tin oxide coating.
Přídavné optické vlastnosti transparentních dílců nebo skla s povlakem se dosahují tím, že povlaky obsahují přídavné materiály nebo povlaky. Například může jakýkoli z výše popsaných vícevrstvých kompozitních povlaků na substrátech zahrnovat samočisticí schopnosti nebo schopnosti snadného čištění, udělované povlaku ukládáním oxidu titaničitého ve formě anatasu. Samočisticí vlastnosti mohou být účinné také i přes povrchovou vrstvu z oxidu křemičitého. Je také možné modifikovat barvu povlaků pro ovládání propustnosti slunečního záření v prostupu tím, že se vrstva oxidu titaničitého nebo vrstva povlaku s vysokým indexem lomu nahradí zcela nebo zčásti oxidem přechodného kovu. Ve výše popsaných třívrstvých kompozitních povlacích může čtvrtá povlaková vrstva dodat antireflexní účinek a umožnit volbu estetických vlastností. Pro udržování odražené barvy v požadovaných rozmezích je také možné ovládat tloušťky těchto třívrstvých povlaků.The additional optical properties of transparent panels or coated glass are achieved by the coating comprising additional materials or coatings. For example, any of the above-described multilayer composite coatings on substrates may include the self-cleaning or ease-of-cleaning capabilities conferred by the coating by deposition of titanium dioxide in the form of anatase. The self-cleaning properties may also be effective despite the silica coating. It is also possible to modify the color of the transmittance of the solar transmittance coatings by replacing the titanium dioxide layer or the high refractive index coating layer in whole or in part with a transition metal oxide. In the three-layer composite coatings described above, the fourth coating layer may impart an anti-reflective effect and allow aesthetic properties to be selected. It is also possible to control the thickness of these three-layer coatings to maintain the reflected color within the desired ranges.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Obr.l diagram teoretické odrazivosti světla v procentechFig. 1 diagram of theoretical light reflectance in percent
-6v závislosti na vlnové délce v nanometrech (nm) ve světelném spektru na křivce A pro povlak z oxidu titaničitého s indexem lomu 2,55 na čirém skle, ukazující odrazivost ve viditelném spektru, kde iluminant byl bílý ve vzduchovém médiu, kde substrát je čiré sklo při referenční vlnové délce 380 nm a 0,0 stupních s ideálním detektorem, přičemž křivka B znázorňuje závislost odrazivosti na vlnové délce pro třívrstvý povlak SHLH oxidu titaničitého, H (vysoký index lomu), a oxidu křemičitého, L (nízký index lomu), na skle float.-6 depending on the wavelength in nanometers (nm) in the light spectrum on curve A for the titanium dioxide coating with a refractive index of 2.55 on clear glass, showing reflectance in the visible spectrum where the illuminant was white in the air medium where the substrate is clear glass at a reference wavelength of 380 nm and 0.0 degrees with an ideal detector, with the curve B showing the wavelength dependence for the three-layer coating of SHLH titanium dioxide, H (high refractive index), and silica, L (low refractive index), on glass float.
Obr.2 diagram teoretické odrazivosti v závislosti na vlnové délce na křivce A pro povlakové souvrství SHLH a křivce B pro povlakové souvrství SHLHLL, obojí na zeleném skle dostupném jako sklo SolargreenR. Iluminant, médium, detektor a úhel jsou stejné jakou obr.l.Fig. 2 the theoretical reflectance versus wavelength diagram of curve A for the SHLH coating stack and curve B for the SHLHLL coating stack, both on green glass available as Solargreen R glass. The illuminant, medium, detector, and angle are the same as FIG.
Obr.3 je diagram teoretické odrazivosti v závislosti na vlnové délce na křivce A a křivce B po povlakové souvrství SLHL na čirém skleněném substrátu s nívrhovou vlnovou délkou 330 nm, a to s absorpcí v povlakové vrstvě TiO2 a bez absorpce v povlakové vrstvě SiO2, přičemž ostatní podmínky jsou podobné podmínkám z obr.l.Fig. 3 is a diagram of theoretical reflectance versus wavelength on curve A and curve B of the SLHL coating stack on a clear glass substrate with a design wavelength of 330 nm, with absorption in the TiO 2 coating layer and without absorption in the SiO 2 coating layer wherein the other conditions are similar to those of FIG.
Obr.4 je diagram křivek A a B teoretické odrazivosti v závislosti na vlnové délce pro jednak povlakové souvrství S3H3L3H3 a jednak povlakové souvrství S3H3L3H3LL, přičemž poslední povlaková vrstva pro povlakové souvrství reprezentované křivkou B je SiO2 je čtvrtvlnová ve viditelném pásmu a osminovlnová v blízkém infračerveném pásmu a ostatní podmínky jsou podobné těm, jaké jsou znázorněny na obr.l až na to, že návrhová vlnová délka byla 350 nm.Fig. 4 is a diagram of theoretical wavelength A and B curves for both the S3H3L3H3 coating stack and the S3H3L3H3LL coating stack, with the last coating layer represented by the B curve being SiO 2 being a visible-quarter quarter wave and a near-infrared eight-wave layer The band and other conditions are similar to those shown in Fig. 1 except that the design wavelength was 350 nm.
Obr.5 znázorňuje diagram křivek A a B teoretické odrazivosti v závislosti na vlnové délce, a to jednak pro souvrstvíFig. 5 shows a diagram of the theoretical reflectance curves A and B as a function of wavelength, both for the stack
-ΊS3H3L3H3 jako na obr.4 pro křivku A, a jednak s nahrazením střední třetiny vnitřní povlakové vrstvy z oxidu křemičitého oxidem cínu dotovaným fluorem, pro křivku B, přičemž ostatní podmínky jsou stejné jako ty, které jsou znázorněné na obr.4.-S3H3L3H3 as in Fig. 4 for curve A and, on the other hand, replacing the middle third of the fluorine doped tin oxide inner coating with curve, for curve B, the other conditions being the same as those shown in Fig. 4.
Obr.6 znázorňuje diagram křivek A a B teoretické odrazivosti v závislosti na vlnové délce pro povlakové souvrství S3H3L3H3LL jako na obr.4 v případě křivky A, as nahrazením střední třetiny vnitřní povlakové vrstvy z oxidu křemičitého oxidem cínu dotovaným fluorem, pro křivku B, přičemž ostatní podmínky jsou stejné jako ty, které jsou znázorněné na obr.4.Fig. 6 is a diagram of theoretical wavelengths of theoretical reflectance versus wavelength for coating layer S3H3L3H3LL as in Fig. 4 for curve A, and replacing the middle third of the fluorine-doped tin oxide inner coating layer with curve B, wherein the other conditions are the same as those shown in FIG.
Obr.7 znázorňuje diagram křivek A a B teoretické odrazivosti v závislosti na vlnové délce, kde křivka A ukazuje vrchol odrazivosti v blízkém infračerveném pásmu, vyplývající z povlakového souvrství, kde povlaková vrstva s vysokým indexem je TiO2 a povlaková vrstva s nízkým indexem je oxid cínu, dotovaný fluorem, a křivka B platí pro případ, kdy je pod povlakovým souvrstvím SHLH přidána povlaková vrstva TCO, takže se získá povlakové souvrství SMHMH, přičemž ostatní podmínky jsou stejné, jako ty, které jsou znázorněné na obr.l, až na to, že návrhová vlnová délka je 1000 nm.Fig. 7 is a diagram of theoretical wavelength A and B curves, wherein curve A shows the peak near-infrared reflectance resulting from the coating stack, wherein the high-index coating layer is TiO 2 and the low-index coating layer is oxide fluorine-doped tin and curve B apply when the TCO coating layer is added below the SHLH coating layer to obtain the SMHMH coating layer, the other conditions being the same as those shown in Figure 1, except that the design wavelength is 1000 nm.
Obr.8 znázorňuje diagramy teoretické odrazivosti v závislosti na vlnové délce pro srovnání povlakového souvrství bez vrstvy potlačující barvu (což je také křivka A z obr,.7), se souvrstvím SM/2HLH, reprezentovaným křivkou B, přičemž ostatní podmínky jsou stejné jako v případě znázorněném na obr.7.Fig. 8 shows the theoretical reflectance versus wavelength diagrams for comparing the coating stack without the color suppressing layer (which is also curve A of Fig. 7) with the SM / 2HLH stack represented by curve B, with the other conditions being the same as in 7.
Obr.9 znázorňuje diagramy teoretické odrazivosti v závislosti na vlnové délce pro srovnání povlakového souvrství bez vrstvy potlačující barvu (což odpovídá křivce A z obr.7), se souvrstvím s povlakovou vrstvou s odstupňovaným indexem lomu (G) jako vrstvy potlačující barvu v souvrství SGHLH, reprezentovaném křivkou B, přičemž ostatní podmínky jsou stejné jako v případě znázorněném na obr.7.Figure 9 depicts the theoretical reflectance versus wavelength diagrams for comparing a coating layer without a color suppressing layer (corresponding to curve A of Figure 7), with a layer with a graded refractive index (G) coating as a color suppressing layer in the SGHLH layer 7, the other conditions being the same as the one shown in FIG.
Obr.10 znázorňuje diagramy teoretické odrazivosti v závislosti na vlnové délce pro srovnání křivky A z obr.7 jako křivky A na tomto obrázku a povlakové vrstvy SGLHLH pro křivku B, přičemž ostatní podmínky jsou stejné, jako v případě znázorněném na obr.7.10 shows the theoretical reflectance versus wavelength diagrams for comparing curve A of FIG. 7 as curve A in this figure and the SGLHLH coating layer for curve B, with the other conditions being the same as in FIG. 7.
Obr.11 znázorňuje diagramy teoretické odrazivosti v závislosti na vlnové délce pro srovnání křivky A z obr.7 jako křivky A na tomto obrázku a povlakové vrstvy SMLHLH pro křivku B, přičemž ostatní podmínky jsou stejné, jako v případě znázorněném na obr.7.Fig. 11 shows the theoretical reflectance versus wavelength diagrams to compare curve A of Fig. 7 as curve A in this figure and the SMLHLH coating layer for curve B, with the other conditions being the same as those shown in Fig. 7.
Obr.12 znázorňuje diagramy teoretické odrazivosti v závislosti na vlnové délce pro srovnání křivky A z obr.7 jako křivky A na tomto obrázku a povlakové vrstvy SHLMLMH pro křivku B, přičemž ostatní podmínky jsou stejné, jako v případě znázorněném na obr.7.Fig. 12 shows the theoretical reflectance versus wavelength diagrams to compare curve A of Fig. 7 as curve A in this figure and the SHLMLMH coating for curve B, with the other conditions being the same as those shown in Fig. 7.
Obr.13 znázorňuje diagramy teoretické odrazivosti v závislosti na vlnové délce pro srovnání křivky A z obr.7 jako křivky A na tomto obrázku a povlakové vrstvy SHLMH pro křivku B, přičemž ostatní podmínky jsou stejné, jako v případě znázorněném na obr.7.Figure 13 shows the theoretical reflectance versus wavelength diagrams for comparing curve A of Figure 7 as curve A in this figure and the SHLMH coating layer for curve B, with the other conditions being the same as in Figure 7.
Obr.14 znázorňuje diagramy absorpce slunečního zářeni v závislosti na vlnové délce pro několik povlaků oxidu cínu, dotovaného antimonem, z nichž vyplývá, že se vzrůstajícím obsahem antimonu klesá elektrická vodivost a povlak začíná výrazně absorbovat sluneční záření. Obr.15 znázorňuje diagramy teoretické propustnosti v procentech v závislosti na vlnové délce pro porovnání povlakové souvrství, odpovídající křivceFigure 14 shows wavelength absorption diagrams of sunlight for several antimony doped tin oxide coatings showing that as the antimony content increases, the electrical conductivity decreases and the coating begins to absorb solar radiation significantly. Fig. 15 shows the percent transmittance diagrams as a function of wavelength for comparison of the coating stack corresponding to the curve
-9A z obr.7, a reprezentované zde rovněž křivkou A, s povlakem jediné povlakové vrstvy z oxidu cínu dotovaného antimonem, reprezentovaným křivkou B, přičemž další podmínky jsou stejné, jako pro případ z obr.7.7, and also represented here by curve A, coated with a single antimony doped tin oxide coating layer represented by curve B, the other conditions being the same as in FIG. 7.
Obr.16 znázorňuje křivky teoretické propustnosti světla v závislosti na vlnové délce pro povlakové souvrství G s oxidem cínu dotovaným antimonem a oxidem cínu dotovaným fluorem, jako křivky B, ve srovnání se souvrstvím reprezentovaným křivkou A z obr.7, přičemž ostatní podmínky jsou stejné, jako pro případ z obr.15.Figure 16 shows the wavelength theoretical light transmittance curves for coating layer G with antimony doped tin oxide and fluorine doped tin oxide as curve B as compared to the layer represented by curve A of Figure 7, the other conditions being the same, as in the case of FIG.
Obr.17 znázorňuje křivky teoretické propustnosti světla v případě povlakového souvrství podobného tomu, jaké je reprezentováno křivkou B z obr.16, ale s tlustší vrstvou oxidu cínu dotovaného antimonem, reprezentovaného křivkou A, a souvrství s vnější povlakovou vrstvou TiO2 jako křivky B, přičemž ostatní podmínky jsou stejné jako v případě provedení z obr.15.Figure 17 shows the theoretical light transmittance curves for a coating stack similar to that represented by curve B of Figure 16 but with a thicker antimony doped tin oxide layer represented by curve A and a layer with an outer TiO 2 coating layer as curve B, the other conditions being the same as in the embodiment of FIG.
Obr.18 znázorňuje křivky teoretické propustnosti světla, a to křivky A z obr.17 a křivky B pro povlakové souvrství s odstraněným oxidem cínu dotovaným fluorem, čímž se získá povlakové souvrství s vrstvou s odstupňovaným indexem lomu, vrstvou oxidu cínu dotovaného antimonem a vrstvou TiO2, přičemž ostatní podmínky jsou stejné jako v případě znázorněném na obr.15.Figure 18 shows the theoretical light transmittance curves of curve A of Figure 17 and curve B of the fluorine doped tin oxide coating stack to provide a coating stack with a graded refractive index layer, an antimony doped tin oxide layer, and a TiO layer 2 , the other conditions being the same as in the case of FIG.
Obr.19 znázorňuje křivky teoretické propustnosti světla, z nichž křivka A reprezentuje povlak oxidem cínu dotovaný antimonem na čirém skleněném substrátu, podobný případu reprezentovanému křivkou B z obr.15, a křivky B povlakového souvrství reprezentovaného oxidem cínu dotovaným antimonem s tloušťkou sníženou na 1800 angstroemů, s vrchním povlakem oxidu titaničitého, který má čtvrtvlnovou optickou tloušťkuFigure 19 shows theoretical light transmittance curves of which curve A represents antimony doped tin oxide coating on a clear glass substrate, similar to the case represented by curve B of Figure 15, and curve B of the coating stack represented by antimony doped tin oxide reduced to 1800 angstroem thickness , with a titanium dioxide topcoat having a quarter-wave optical thickness
-10při 1000 nm, přičemž ostatní podmínky jsou stejné jako v případě znázorněném na obr.15.-10 at 1000 nm, the other conditions being the same as the one shown in Fig. 15.
Obr.20 znázorňuje teoretické propustnosti světla pro dvě křivky, přičemž křivka A reprezentuje pětivrstvý povlak s uspořádáním SHLHLH, kde H je TiO2 a L je oxid křemičitý, a křivka B reprezentuje povlakové souvrství stejného uspořádání, v němž L je oxid cínu dotovaný fluorem, přičemž ostatní podmínky jsou stejné, jako na obr.15.Fig. 20 shows the theoretical light transmittance for two curves, wherein curve A represents a five-layer coating with SHLHLH arrangement, where H is TiO 2 and L is silica, and curve B represents a coating stack of the same arrangement in which L is fluorine-doped tin oxide. the other conditions being the same as in FIG.
Obr.21A-21C obsahuje tabulku 5, na níž se odkazuje v dalším textu.21A-21C contains Table 5, which is referred to below.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Propustnost světla transparentním substrátem může být modifikována pomocí anorganických povlaků. Anorganické povlaky mohou absorbovat světlo, a pomocí fyziky tenkých filmů mohou bránit průchodu světla odrazem, jakož i absorpcí. Tenký film znamená film o tloušťce 1 mikrometr nebo méně.The light transmittance of the transparent substrate can be modified by inorganic coatings. Inorganic coatings can absorb light, and by thin film physics can prevent light from passing through reflection as well as absorption. Thin film means a film with a thickness of 1 micrometer or less.
Trh v oboru motorových vozidel a architektury často vyžaduje různé úrovně propustnosti světla, v závislosti na vlnové délce světla. Je například důležité, aby propustnost viditelného světla byla relativně vysoká, aby řidič mohl z vozidla dobře vidět, ale aby současně bránila prostupu slunečního záření, které není ve viditelném spektru. Substrát by měl působit jako pásmový filtr, ideálně propouštějící ve stejné míře všechno viditelně záření, ale plně bránící propustnosti UV záření a částí slunečního spektra v blízkém infračerveném pásmu. Cestující se budou ve vozidle s tímto sklem cítit pohodlněji a vozidlo bude mít lepší ekonomiii spotřeby paliva, protože bude moci používat menší klimatizační zařízení.The motor and architecture market often requires different levels of light transmission, depending on the wavelength of light. For example, it is important that the transmittance of visible light is relatively high so that the driver can see clearly from the vehicle, but at the same time prevents the transmission of sunlight that is not in the visible spectrum. The substrate should act as a bandpass filter, ideally transmitting all visible radiation to the same extent, but fully preventing the transmission of UV radiation and parts of the solar spectrum in the near infrared range. Passengers will feel more comfortable in a vehicle with this glass, and the vehicle will have better fuel economy by using smaller air conditioners.
-11Zpravidla se činí kompromis mezi estetickými parametry skla a vlastnostmi ž hlediska propustnosti slunečního záření, a omezeními z hlediska výroby. Sklo pro ovládání propustnosti slunečního záření (solar control glass, protisluneční sklo - dále sklo pro ovládání propustnosti slunečního záření), které odráží nebo absorbuje, spíše než propouští, část slunečního spektra, například odráží a/nebo absorbuje určitou část ultrafialového světelného spektra a/nebo infračerveného světelného spektra a/nebo viditelného spektra, čímž dochází ke snižování propustnosti příslušné části světelného spektra.As a rule, a compromise is made between the aesthetic parameters of the glass and the solar transmittance properties and manufacturing constraints. Solar control glass (solar control glass) that reflects or absorbs, rather than transmits, a portion of the solar spectrum, for example, reflects and / or absorbs a portion of the ultraviolet light spectrum and / or infrared and / or visible spectrum, thereby reducing the transmittance of the respective portion of the light spectrum.
Například jsou skla pro ovládání propustnosti slunečního záření tónovaná skla, v nichž je množství celkového železa v hotovém výrobku zpravidla v rozmezí od okolo 0,5 do okolo 2 hmotn.%. Obvykle je nejméně 20 hmotn.%, s výhodou od 30 do 45 hmotn.% tohoto celkového železa přítomné v železnaté formě. Zpravidla má zbytek železa, přítomného ve skle jako oxid železnatý FeO nebo jako oxid železitý Fe2O3, přímý a materiální účinek na barvu skla a jeho vlastnosti v prostupu. Skla pro ovládání propustnosti slunečního záření také zahrnují ta, která snižují přímou propustnost slunečního tepla (DSHT) a/nebo snižují propustnost z hlediska ultrafialového záření při současném umožňování určité míry propustnosti žádoucího prostupu viditelného světla. Je však také možné, aby taková skla pro ovládání propustnosti slunečního záření byla skla pro zajišťování soukromí.For example, solar control glasses are tinted glasses in which the amount of total iron in the finished product is generally in the range of about 0.5 to about 2 wt%. Typically, at least 20 wt%, preferably from 30 to 45 wt%, of this total iron is present in the ferrous form. As a rule, the remainder of the iron present in the glass as FeO or Fe 2 O 3 has a direct and material effect on the color of the glass and its transmission properties. Solar transmittance glasses also include those that reduce direct solar heat transmittance (DSHT) and / or reduce ultraviolet radiation transmittance while allowing a certain degree of transmittance of the desired visible light transmittance. However, it is also possible that such solar control glasses are privacy glasses.
Skla, ovládající propustnost slunečního záření, mohou snižovat problémy spojené s nadměrným ohřevem ve slunečných dnech, při umožňování žádoucí míry propustnosti slunečního světla. Je také možné, aby si tato skla zachovávala funkci zajišťování soukromí z hlediska interiéru vozidla. Sklo, použité jako substrát podle vynálezu, je sklo, které má určitou míru propustnosti viditelného světla nebo má sklo alespoň určitou míru transparentnosti, takže je možné vidět skrz sklo a rozeznat předměty na druhé straně. Tato propustnost je menší u skel pro zajišťování soukromí.Glasses controlling sunlight transmittance can reduce the problems associated with overheating on sunny days, while allowing the desired degree of sunlight transmittance. It is also possible for these glasses to retain the privacy function of the interior of the vehicle. The glass used as a substrate according to the invention is glass which has a certain degree of visible light transmittance or the glass has at least a certain degree of transparency so that it is possible to see through the glass and to recognize objects on the other side. This throughput is less for privacy glass.
Popularitu si získaly tři typy skla pro ovládání propustnosti slunečního záření, a to jak z hlediska protislunečních vlastností, tak i z estetických hledisek. Jedná se o zelené sklo SolargreenR, a modré sklo SolextraR. Skleněný substrát SolargreenR je sklo pro ovládání propustnosti slunečního záření, dostupné od PPG Industries lne., mající hodnotu LTA 710, TSET 42,9% a poměr účinnosti 1,65. Náhradní (dominantní) vlnová délka tohoto skleněného substrátu je 512 a barva, popsaná v barevném souřadnicovém systému CIELAB, je L*= 88,3, a* = -8,7, b* = 3,5 a C* = 9,4. Kromě toho je úhel barevného tónu substrátu 158°. Je třeba poznamenat, že i když je barva konkrétního substrátu označena jako zelená, má toto sklo lehce nažloutlé zbarvení, jak je zřejmé z jeho souřadnic a* a b*. Výrobní omezení a federální předpisy z hlediska propustnosti viditelného světla bránily přístupu na trh u skel pro ovládání propustnosti slunečního záření (TSET=50%) s jinými estetickými vlastnostmi. Zpravidla má sklo pro ovládání propustnosti slunečního záření celkovou propustnost sluneční energie nižší než 50% (TSET < 50%).. Příklady takových skel jsou ty, které jsou na trhu dostupné jako skla SolargreenR a SolextraR a jak jsou popsány v patentových spisech US č.5 830 812, 5 023 210 a 4 873Three types of solar control glass have gained popularity, both in terms of sun protection and aesthetic aspects. These are Solargreen R green glass and Solextra R blue glass. The Solargreen R glass substrate is a solar control glass available from PPG Industries Inc, having an LTA 710, a TSET of 42.9% and an efficiency ratio of 1.65. The substitute (dominant) wavelength of this glass substrate is 512 and the color described in the CIELAB color coordinate system is L * = 88.3, a * = -8.7, b * = 3.5 and C * = 9.4 . In addition, the color tone angle of the substrate is 158 °. It should be noted that although the color of a particular substrate is indicated as green, the glass has a slightly yellowish coloration, as is apparent from its a * and b * coordinates. Manufacturing restrictions and federal regulations on visible light transmittance prevented market access for solar transmittance (TSET = 50%) glasses with other aesthetic properties. Generally, the solar control glass has an overall solar energy transmission of less than 50% (TSET <50%). Examples of such glasses are those available on the market as Solargreen R and Solextra R glasses and as described in US patents Nos. 5,830,812, 5,023,210 and 4,873
-13206, na které se zde všechny odvoláváme pro další podrobnosti jako součást tohoto pojednání.-13206, all of which are hereby incorporated by reference for further details as part of this discussion.
Skla SolargreenR a SolextraR se zaměřila na minimalizaci celkové propustnosti sluneční energie (TSET), spíše než na konkrétní část spektra, jako je UV záření. Nedávno se začal automobilový trh v Japonsku přeorientovávat na požadavky zasklení, u nichž by propustnost ultrafialového světelného záření byla nižší než 10%, při udržování hodnoty TSET srovnatelné s hodnotou skla SolargreenR. Tržní verze tohoto skla je známá jako sklo SolarblockR, dostupné od PPG Industries. Nízká propustnost UV záření vyplývá z nízkých úrovní drahé přísady CeO2- Použití povlaku podle vynálezu umožňuje dosáhnout požadované propustnosti UV záření a poskytuje možnost přidávání dalších znaků, při současném přinášení cenové výhody ve srovnání s nepovlečeným substrátem, který může být v podstatě prostý CeO2.Solargreen R and Solextra R focused on minimizing total solar energy transmittance (TSET), rather than on a specific portion of the spectrum, such as UV radiation. Recently, the automotive market in Japan has started to reorient to glazing requirements where the transmittance of ultraviolet light is less than 10%, while maintaining a TSET value comparable to that of Solargreen R. The market version of this glass is known as Solarblock R , available from PPG Industries. Low UV transmittance results from low levels of expensive CeO 2 additive. The use of the coating of the invention allows the desired UV transmittance to be achieved and provides the ability to add additional features, while providing a cost advantage over an uncoated substrate that can be substantially free of CeO 2 .
Různé povlaky z tenkých filmů s mírou transparentnosti podle vynálezu sníží propustnost UV záření, při případném poskytování dalších vlastností, jako antireflexních vlastností, nižší hodnoty TSET, a/nebo samočisticích vlastností a různých barev v odrazu nebo prostupu. Kombinace různých povlaků umožní různé vlastnosti, kombinované dohromady v jednom skleněném výrobku s povlakem, který může poskytovat výhody z hlediska nákladů i vlastností. Struktury s tenkými filmy, popsané níže, mají jednu z pěti vrstev, vytvořenou z více a s výhodou ze čtyř materiálů. Materiály se volí pro různé vlastnosti. Pro využití fyziky tenkých filmů se používají materiály s různými indexy lomu (RI). Kromě toho by materiály měly být fyzikálně a chemicky trvanlivé a měly by popřipadě přispívat k jiným vlastnostem, jako je absorpce světla v různých částech slunečního spektra.Various thin film coatings with a degree of transparency according to the invention will reduce the UV transmittance, optionally providing additional properties such as anti-reflection properties, lower TSET values, and / or self-cleaning properties and different colors in reflection or transmission. The combination of different coatings will allow different properties, combined together in one glass article, with a coating that can provide cost and performance advantages. The thin film structures described below have one of five layers made of more and preferably four materials. The materials are chosen for different properties. Materials with different refractive indices (RI) are used for the application of thin film physics. In addition, the materials should be physically and chemically durable and, where appropriate, contribute to other properties, such as the absorption of light in different parts of the solar spectrum.
Pro index lomu obecně platí, že vysoký index lomu je ten, který je vyšší než nízký index lomu, přičemž opak platí pro nízký index lomu. S výhodou je vysoký index lomu vyšší než 1,9 a nízký index lomu je nižší než 1,6 a střední index lomu je od 1,6 do 1,9. Dělicí čáry pro tato rozmezí nejsou tvořeny jednoznačnou čarou a indexy lomu na okrajích přilehlých pásem se mohou do určité míry v přilehlých oblastech přesahovat.In general, for a refractive index, a high refractive index is one that is higher than a low refractive index, while the opposite is true for a low refractive index. Preferably, the high refractive index is greater than 1.9 and the low refractive index is less than 1.6 and the mean refractive index is from 1.6 to 1.9. The dividing lines for these ranges are not formed by a single line and the refractive indices at the edges of adjacent bands may overlap to some extent in adjacent areas.
Nevýlučné příklady vhodných materiálů pro povlakové vrstvy s vysokým a nízkým indexem lomu zahrnují různé oxidy kovů, nitridy, a jejich slitiny a směsi. Pro materiály s vysokým indexem lomu je možno uvést oxid zinečnatý (index lomu = 1,90), oxid titaničitý TiO2 (index lomu = 1,95), CeO2 (index lomu = 1,95), oxid antimoničný (Sb2O5) (index lomu = 1,71), oxid ciničitý SnO2 ITO (index lomu = 1,95), Y2O3 (index lomu = 1,87), La2O3 (index lomu = 1,95), oxid zirkoničitý ZrO2 (index lomu = 2,05) a oxid cínu a oxid india. Mohou být také použity slitiny a jejich směsi. Dotované oxidy mají velmi nízký index lomu v blízkém infračerveném pásmu, a to vzhledem k volným elektronům v materiálu. Oxidy cínu dotované fluorem a/nebo indiem mají vyšší index lomu oxid cínu dotovaný antimonem. Nevýlučné příklady materiálů pro povlakové vrstvy s nízkým indexem lomu mohou zahrnovat oxid křemičitý SiO2 (přibližně 1,45), A12O3 (přibližně 1,65), B2O3 (přibližně 1,60), silikonový polymer, oxid horečnatý a kryolit.Non-exclusive examples of suitable materials for high and low refractive index coatings include various metal oxides, nitrides, and alloys and mixtures thereof. For materials with a high refractive index, zinc oxide (refractive index = 1.90), titanium dioxide TiO 2 (refractive index = 1.95), CeO 2 (refractive index = 1.95), antimony oxide (Sb 2 O) 5 ) (refractive index = 1.71), SnO 2 ITO (refractive index = 1.95), Y 2 O 3 (refractive index = 1.87), La 2 O 3 (refractive index = 1.95) , ZrO 2 (refractive index = 2.05) and tin oxide and indium oxide. Alloys and mixtures thereof can also be used. The doped oxides have a very low refractive index in the near infrared range due to the free electrons in the material. Fluorine and / or indium-doped tin oxides have a higher refractive index of antimony doped tin oxide. Non-exclusive examples of low refractive index coating materials may include SiO 2 (about 1.45), Al 2 O 3 (about 1.65), B 2 O 3 (about 1.60), silicone polymer, magnesium oxide and cryolite.
Přednostní povlaky, rozebírané níže, jsou vytvořenyPreferred coatings discussed below are provided
-15ze čtyř odlišných povlaků. První vrstva může být oxid titaničitý TiO2· Tento materiál má velmi vysoký index lomu, absorbuje UV záření, je chemicky inertní a trvanlivý, a když je nanesen ve formě anatasu, je fotokatalytický. Druhý materiál je oxid křemičitý nebo SiO2. Tento materiál je také chemicky inertní a trvanlivý a má velmi nízký index lomu.-15 from four different coatings. The first layer may be titanium dioxide TiO 2 · This material has a very high refractive index, absorbs UV radiation, is chemically inert and durable, and is photocatalytic when applied as anatase. The second material is silica or SiO 2 . This material is also chemically inert and durable and has a very low refractive index.
Většina ze struktur, popisovaných níže, by mohla být vytvořena s právě těmito dvěma materiály, ale pro jejich jedinečné vlastnosti mohou být použity dva další materiály.Most of the structures described below could be made with just these two materials, but two other materials can be used for their unique properties.
První je oxid cmu dotovaný fluorem. Tento materíal je elektricky vodivý a má vysoký index lomu v ultrafialovém pásmu a viditelném pásmu spektra a fračervené části NIR spektra, do různých povlaků jedinečné oxid cínu dotovaný antimonem.The first is fluorine-doped cmu oxide. This material is electrically conductive and has a high refractive index in the ultraviolet and visible spectrum and the infrared part of the NIR spectrum, into various coatings of unique antimony doped tin oxide.
nízký index lomu v blízké inTato vlastnost umožňuje zavést vlastnosti. Čtvrtý materiál je Tento materiál absorbuje světlo přes celé sluneční spektrum a zejména je umožňováno ovládání relativní absorpce při různých vlnových délkách měněním nanášecího postupu. Je možné naladit povlak tak, že absorbuje relativně více viditelného světla nebo UV záření nebo NIR (blízkého infračerveného) záření. Velmi jedinečnou vlastností tohoto materiálu je, že může mít velmi vysokou absorpci zeleného světla. Umístěním tohoto povlaku na zelené sklo je možné toto sklo změnit na šedé sklo, takže se vytvoří vysoce účinné sklo pro ovládání propustnosti slunečního záření s neutrálním vzhledem.low refractive index in the near inTato property allows you to load the properties. The fourth material is This material absorbs light across the entire solar spectrum and, in particular, it is possible to control the relative absorption at different wavelengths by varying the deposition process. It is possible to tune the coating to absorb relatively more visible light or UV or NIR (near infrared) radiation. A very unique feature of this material is that it can have a very high absorption of green light. By placing this coating on green glass, it can be turned into gray glass to form a highly efficient glass for controlling the solar transmittance with a neutral appearance.
Jelikož se pracuje se zcela trvanlivými oxidovými povlaky, jsou tyto struktury vhodné pro tvrzené části pro motorová vozidla.Since completely durable oxide coatings are used, these structures are suitable for hardened parts for motor vehicles.
-16S touto základní soupravou mohou být použity jiné materiály, které budou použity podle potřeby. Tyto čtyři materiály však mohou být použity pro vytváření více různých povlaků s podstatně odlišnými optickými vlastnostmi. Jak je dobře známé pro odborníky v oboru, je možné použít pro výrobu všech těchto výrobků jeden způsob přímého nanášení na sklo float, a to jednoduchou volbou toho, jaké materiály, v jakém pořadí a v jaké tloušťce se nanáší.-16With this base kit, other materials may be used and will be used as required. However, the four materials can be used to form a plurality of different coatings with substantially different optical properties. As is well known to those skilled in the art, it is possible to use one method of direct application to float glass for the manufacture of all these products by simply choosing which materials, in which order and in what thickness they are applied.
Všechny tyto základní povlaky mohou být obecně nanášeny způsobem podobným nanášením elektrovodivých povlaků na přední skla, jak je popsán v patentovém spisu US č.4 610 771, na který se zde odvoláváme pro další podrobnosti jako, součást tohoto pojednání. Toto přímé, nanášení může používat podobné zařízení pro výrobu nových povlaků na sklech pro ovládání propustnosti slunečního záření. Může být použit jakýkoli jiný způsob pro nanášení jakékoli z těchto povlakových vrstev, například rozprašováním ve vakuu při radiofrekvenci. Mohou být použity také jiné postupy, jako je katodové naprašování, zejména plazmové nanášení chemickými parami z vhodného křemíkatého prekurzoru nebo pyrolýzou z plynné fáze při tlaku okolního prostředí.All of these primer coatings can generally be applied in a manner similar to the application of electro-conductive coatings to windshields as described in U.S. Pat. No. 4,610,771, which is incorporated herein by reference in its entirety. This direct deposition may use a similar device to produce new coatings on the solar control glass. Any other method for applying any of these coating layers may be used, for example by spraying in a vacuum at radio frequency. Other methods such as cathode sputtering, in particular plasma chemical vapor deposition from a suitable silicon precursor or gas phase pyrolysis at ambient pressure may also be used.
Další popis podrobněji uvádí konkrétní konstrukce povlaků, výsledky optických modelů a analýzy citlivosti. I když není omezující pro vynález, je uváděno teoretické pozadí jednotlivých struktur, když je do těchto povlaků zaváděno více funkcí.The following description details the particular coatings design, optical model results, and sensitivity analysis. While not limiting to the invention, the theoretical background of each structure is presented when multiple functions are introduced into these coatings.
Povlak, blokující UV záření, je nejjednodušší ze zde uváděných povlaků pro ovládání propustnosti slunečního zářeThe UV blocking coating is the simplest of the sunlight transmittance coatings herein
-17ní, a fyzikální podstata, na níž je založen, je společná také řadě jiných koncepcí.The other and physical nature on which it is based is also common to a number of other concepts.
Vzájemná interakce světla s jakýmkoli substrátem, povlečeným nebo nepovlečeným, musí odpovídat následujícímu vzorci:The interaction of light with any substrate, coated or uncoated, shall conform to the following formula:
A + R + T = 100 % Rovnice 1A + R + T = 100% Equation 1
Tento vzorec znamená, že procentuelní podíl absorbovaného světla (A) plus procentuelní podél odraženého světla (R) plus procentuelní podíl propuštěného světla (T) musí dát dohromady 100%. Je-li odraženo povlakem více světla, potom ho bude méně pohlceno a/nebo propuštěno. Funkce UV odrazivého povlaku je odrážet tolik UV záření, kolik je zapotřebí pro splnění cíle, aby skleněný výrobek s povlakem propouštěl méně než 10% UV záření. Část UV záření bude absorbována povlakem a skleněným substrátem, ale většina ztráty v propuštěném záření vyplývá z vysokého odrazu, dosahovaného vhodnou volbou materiálů vrstev a tlouštěk. Konkrétní příklady budou uvedeny níže.This formula means that the percentage of absorbed light (A) plus the percentage along the reflected light (R) plus the percentage of transmitted light (T) must put together 100%. If more light is reflected by the coating, it will be less absorbed and / or released. The function of the UV reflective coating is to reflect as much UV radiation as is necessary to meet the objective that the coated glass article transmits less than 10% UV radiation. Some of the UV radiation will be absorbed by the coating and the glass substrate, but most of the loss in transmitted radiation results from the high reflection achieved by the appropriate choice of layer materials and thicknesses. Specific examples will be given below.
Maximální odraz, dosažený jednou vrstvou s vysokým indexem na substrátu, se snadno vypočítá, a tento typ vrstvy je známý jako čtvrtvlnová vrstva. Tloušťka čtvrtvlnové vrstvy se vypočítá pomocí následujícího vzorce:The maximum reflection achieved by one high-index layer on a substrate is easy to calculate, and this type of layer is known as a quarter-wave layer. The thickness of the quarter-wave layer is calculated using the following formula:
h = lambda/ (4 x n-J Rovnice 2 kde h je tlouštka vrstvy, lambda je vlnová délka, při níž dochází k maximálnímu odrazu (návrhová vlnová délka) a n-^ jeh = lambda / (4 x n-J Equation 2 where h is the layer thickness, lambda is the wavelength at which maximum reflection occurs (design wavelength) and n- ^ is
-18index lomu povlaku při návrhové vlnové délce.-18 index of refraction of coating at design wavelength.
Jestliže index lomu z materiálu nebo materiálů povlaku je vysoký, potom je vrstva označována jako H, jestliže je index lomu nízký, je vrstva označena jako L a je-li střední nebo mezilehlý, je vrstva označena jako M. Popis povlakového souvrství se může při použití této terminologie zkrátit. Například antireflexní povlak ze čtvrtvlnového materiálu se středním indexem lomu při skle a dále půlvlnového (dvě čtvrtvlny) materiálu s vysokým indexem lomu a čtvrtvlnového materiálu s nízkým indexem lomu na vrchu je tak možné označit jako SMHHL, kde S značí substrát. Je třeba poznamenat, že každá vrstva je čtvrtvlnová pouze při vlnové délce pro maximální odrazivost v požadované části světelného spektra.If the refractive index of the coating material or materials is high, then the layer is referred to as H, if the refractive index is low, the layer is labeled L, and if it is medium or intermediate, the layer is labeled M. shorten this terminology. For example, an antireflective coating of a quarter-wave material with a medium refractive index on glass and a half-wave (two-quarter) high refractive index material and a quarter-wave material with a low refractive index at the top may be referred to as SMHHL where S denotes a substrate. It should be noted that each layer is quarter-wave only at the wavelength for maximum reflectance in the desired portion of the light spectrum.
Intenzita odrazu se vypočítá při použití rovnice 3:The reflection intensity is calculated using Equation 3:
R = [(n1 2-nons)/(nons+n1 2)]2 Rovnice 3 kde R je odrazivost, ns je index lomu substrátu, nQ je index lomu média a n^ je index lomu povlaku. Médium je prostředí, v němž substrát leží, t.j. vzduch nebo podobné prostředí pro vrstvené struktury. Pro oxid titaničitý s indexem lomu 2,55 při vlnové délce 380 nm na čirém substrátu s indexem lomu 1,51 je čtvrtvlnová tloušťka vrstvy oxidu titaničitého 372 angstroemů a odrazivost je 26,5%. Tato hodnota znamená pouze odraz od povlečeného povrchu. Absorpce v povlaku je v několika následujících příkladech zanedbána, ale když je zahrnuta, lze ji pozorovat,R = [(n 1 2 -n o n s ) / (n o n s + n 1 2 )] 2 Equation 3 where R is reflectance, n s is refractive index of substrate, n Q is refractive index of medium and ^ is index refraction coating. The medium is the environment in which the substrate lies, ie air or the like for the laminated structures. For titanium dioxide with a refractive index of 2.55 at 380 nm on a clear substrate with a refractive index of 1.51, the quarter-wavelength of the titanium dioxide layer is 372 angstroem and the reflectance is 26.5%. This value only reflects the coated surface. Absorption in the coating is neglected in the following few examples, but when included it can be observed,
-19Odraz ve viditelné části spektra je znázorněn na obr.l křivkou A. Z křivky A na obr.l je možné vidět, že maximální odrazivost nastává při návrhové vlnové délce 380 nm, a že odrazivost klesá při všech ostatních vlnových délkách ve slunečním spektru.Reflection in the visible part of the spectrum is shown in Figure 1 by curve A. From curve A in Figure 1, it can be seen that the maximum reflectance occurs at a design wavelength of 380 nm and that the reflectance decreases at all other wavelengths in the solar spectrum.
Odrazivost od prvního povrchu substrátu při normálním dopadu je dána následující rovnicí:The reflectance from the first surface of the substrate under normal impact is given by the following equation:
R = [(no-ns)/(no+ns)]2 Rovnice 4 kde ηθ a ns jsou indexy lomu média a substrátu. Použití čtvrtvlnové vrstvy na substrátu vytváří substrát s povlakem s ekvivalentním indexem lomu nle, který se určí následujícím vzorcem:R = [(n o -n s ) / (n o + n s )] 2 Equation 4 where ηθ and s are the refractive indices of the medium and the substrate. The use of a quarter-wave layer on the substrate produces a substrate with a coating having an equivalent refractive index n le , which is determined by the following formula:
nle=n1 2/ng Rovnice 5n le = n 1 2 / n g Equation 5
Novým ekvivalentním indexem lomu je potom možné nahradit index lomu substrátu v rovnici 4, čímž se vypočítá nová odrazivost substrátu s povlakem. Tato nová rovnice je vztah:It is then possible to replace the refractive index of the substrate in Equation 4 with a new equivalent refractive index, thereby calculating the new reflectance of the coated substrate. This new equation is the relation:
R = [(no-nle)/(no+nle)]2 Rovnice 6R = [(n o -n le ) / (n o + n le )] 2 Equation 6
Rovnice 6 je ekvivalentní výše uvedené rovnici 4.Equation 6 is equivalent to Equation 4 above.
Ekvivalentní index lomu pro substrát a povlakové souvrství, označené jako SH(LH)m, je možné vypočítat při použití následujícího vzorce:The equivalent refractive index for the substrate and the coating stack, designated SH (LH) m , can be calculated using the following formula:
ne=(n e = (
Rovnice 7Equations 7
-20Odrazivost libovolného počtu vrstev je možné vypočítat při použití rovnic 6 a 7, kde m je počet dvojic HL nebo LH v povlakovém souvrství.The reflectance of any number of layers can be calculated using equations 6 and 7, where m is the number of pairs HL or LH in the coating stack.
Třívrstvý povlak SHLH z oxidu titaničitého, H, a oxidu křemičitého, L, na skle float má ekvivalentní index lomu:The three-layer SHLH coating of titanium dioxide, H, and silica, L, on the float glass has an equivalent refractive index:
ne = (2.62)m+1/(l,452)ml,51=14,4 a odrazivostn e = (2.6 2 ) m + 1 / (1.45 2 ) m l, 51 = 14.4 and reflectance
R = [(1-14,4)/(1+14,4)]2 = 75,6%R = [(1-14,4) / (1 + 14,4)] 2 = 75.6%
Vztah odrazivosti a vlnové délky pro tento povlak je znázorněn v následujícím obr.l na křivce B.The reflectance / wavelength relationship for this coating is shown in Figure 1 in curve B.
Tab.l shrnuje vlastnosti několika ilustrativních příkladů a prediktivních příkladů jedno-, tří- a pětivrstvého povlaku na čirém skle a na sklech pro ovládání propustnosti slunečního záření SolexR a SolargreenR.Table 1 summarizes the properties of several illustrative examples and predictive examples of single-, triple- and five-layer coatings on clear glass and on solar control glasses Solex R and Solargreen R.
-21TAB.l-21TAB.l
kde značí:where it means:
S = substrátS = substrate
H = TiO2, čtvrtvlnová vrstva při 380 nmH = TiO 2 , quarter wavelength layer at 380 nm
L = SiO2, čtvrtvlnová vrstva při 380 nm 1 tloušťka substrátu je 4 mm 2 tloušťka substrátu je 3,6 mmL = SiO 2 , quarter wave at 380 nm 1 substrate thickness 4 mm 2 substrate thickness 3.6 mm
Rv znamená odrazivost viditelného záření Tv znamená propustnost viditelného zářeníR v stands for visible light reflectance T v stands for visible light transmittance
-22ISO Tuv znamená ISO propustnost UV záření a-22ISO T uv means ISO UV transmittance a
TSET znamená celkovou propustnost sluneční energieTSET means total solar energy transmittance
Optické konstanty pro oxid křemičitý a jiné materiály verš, vlnová délka byly získány v oboru uznávaným způsobem při uvažování složek povlakové kompozice a způsobu uložení a tloušťky povlaku. Křivky odrazivosti na.obrázcích byly konstruovány při použití TFCalc, t.j. komerčních softwarových aplikací pro výpočty pro tenké filmy, dostupných od Software Spectra lne.Optical constants for silica and other verse, wavelength materials were obtained in a manner recognized in the art by considering the components of the coating composition and the method of depositing and coating thickness. The reflectance curves on the images were constructed using TFCalc, i.e., commercial thin film computing software applications available from Software Spectrum.
Nejprve bude popsáno řešení odrážející UV záření s antireflexí.First, a solution reflecting UV radiation with anti-reflection will be described.
Znakem výše .popsaného jednoduchého SHLH uspořádání je relativně vysoká odrazivost viditelného záření. Vysoká odrazivost může omezit použitelnost tohoto řešení, když je aplikována na nepovlečená skla pro ovládání propustnosti slunečního záření s propustností viditelného světla v rozmezí od 65 do 70%. Vysoká odrazivost potom sníží propustnost viditelného světla pod mez 70%, například když je použita u skla SolagreenR pro přední sklo.A feature of the simple SHLH arrangement described above is the relatively high reflectance of visible radiation. High reflectivity can limit the applicability of this solution when applied to uncoated solar control glasses with a visible light transmittance ranging from 65 to 70%. High reflectivity then reduces the visible light transmittance to below 70%, for example when used with Solagreen R for windshield.
Toto omezení může být sníženo použitím půlvlnové vrstvy na vrchu SHLH souvrství. Půlvlnová vrstva při návrhové vlnové délce je opticky nepřítomná vrstva, jelikož je je při návrhové vlnové délce opticky neviditelná. Při návrhové vlnové délce se proto substrát a povlakové souvrství chovají stejně jako souvrství SHLH a nedochází proto k žádné změně schopnosti blokovat UV záření. Pro náš případ s návrhovou vlnovou délkou v UV pásmu je horní půlvlnová vrstva z oxiduThis limitation can be reduced by using a half-wave layer on top of the SHLH stack. The half-wavelength layer at the design wavelength is an optically absent layer as it is optically invisible at the design wavelength. Therefore, at the design wavelength, the substrate and the coating stack behave the same as the SHLH stack, and there is therefore no change in the UV blocking ability. For our case with a design wavelength in the UV band, the upper half-wave layer is made of oxide
-23křemičitého LL čtvrtvlnová ve viditelném pásmu. Tato vrstva potom působí jak vrstva omezující odraz ve viditelné části spektra. Návrhová vlnová délka a/nebo tloušťky vrstev mohou potom být optimalizovány pro požadovaný odraz UV záření a propustnost viditelného světla. Odrazivosti pro povlaky SHLH a SHLHLL jsou znázorněné na obr.2. Povlaky mají návrhovou vlnovou délku 330 nm. Tato návrhová minimalizuje ISO UV, zatímco pro 3,6 mm tlusté sklo SolargreenR se propustnost viditelného světla udržuje značně nad 70%. Křivka B platí pro souvrství SHLHLL a křivka A pro souvrství SHLH.-23 silica LL quarter wave in visible band. This layer then acts as a reflection limiting layer in the visible part of the spectrum. The design wavelength and / or layer thicknesses can then be optimized for the desired UV reflection and visible light transmittance. The reflectances for the SHLH and SHLHLL coatings are shown in Figure 2. The coatings have a design wavelength of 330 nm. This design minimizes ISO UV, while for 3.6 mm thick Solargreen R glass, the visible light transmittance is maintained well above 70%. Curve B applies to the SHLHLL stack and curve A applies to the SHLH stack.
Mezi horní vrstvu H a dolní vrstvu LL mohou být přidány přídavné dvojice LH pro další snižování prostupu UV záření povlakového souvrství. Odrazivosti tohoto souvrství na skle SolargreenR pro různé návrhové vlnové délky jsou uvedeny v tab.2. Jak je patrné z této tabulky, může mít volba vhodné návrhové vlnové délky značný účinek na vlastnosti výsledného povlaku. Jak je uvedeno výše, byly tyto prediktivní příklady generovány pomocí softwaru TFCalc.Additional pairs LH may be added between the topsheet H and the backsheet LL to further reduce the UV transmission of the coating stack. The reflectance of this stack on Solargreen R glass for different design wavelengths is shown in Table 2. As can be seen from this table, the choice of a suitable design wavelength can have a significant effect on the properties of the resulting coating. As mentioned above, these predictive examples were generated using TFCalc software.
TAB.2TAB.2
-24Tab.2 (pokračování)-24Tab.2 (continued)
V tabulce tab.2 znamená Rv odrazivost viditelného světla, Tv propustnost, viditelného světla, a ISO Tuv znamená ISO propustnost UV záření.In Table 2, R v denotes visible light reflectance, T v transmittance, visible light, and ISO T uv denotes ISO UV transmittance.
V tabulce 2 je poslední příklad ilustrativní a ostatní jsou prediktivní.In Table 2, the last example is illustrative and the others are predictive.
Z obr.2 je patrné, že odrazivost obou povlaků zůstává při návrhové vlnové délce (330 nm) stejná a křivka odrazivosti je v celém zbytku spektra podstatně pozměněna. Jelikož působí jako antireflexní vrstva (AR), půlvlnová vrstva z oxidu křemičitého udržuje nebo zvyšuje použitelnost tohoto povlaku blokujícího UV záření pro více substrátů. Jestliže je propustnost světla povlečeným substrátem zvýšená, potom by substrát mohl být modifikován tak, aby absorboval více slunečního záření, při současném udržování jeho požadavků na propustnost viditelného světla. Složení skla pro ovládání propustnosti slunečního záření může být upraveno pro snižoFigure 2 shows that the reflectance of both coatings remains the same at the design wavelength (330 nm) and the reflectance curve is substantially altered throughout the rest of the spectrum. Because it acts as an antireflective layer (AR), a half-wavelength silica layer maintains or increases the usability of this UV-blocking coating for multiple substrates. If the light transmittance of the coated substrate is increased, then the substrate could be modified to absorb more sunlight, while maintaining its visible light transmittance requirements. The composition of the glass for controlling the solar transmittance can be adjusted to reduce
-25vání celkové propustnosti sluneční energie na přibližně 40%, a propustnost viditelného záření se zvyšuje z průměru při AR povlaku.-25 the overall solar energy transmittance to about 40%, and the visible radiation transmittance increases from the AR coating diameter.
Výše uvedené příklady byly zpracovány bez použití optických konstant pro povlaky bez absorpčních součinitelů pro snadné demonstrování účinků interferenčních povlaků na optické vlastnosti skla. Ve skutečnosti však povlaky absorbují určité množství světla a mají proto nenulové absorpční součinitele. Některé z výše uvedených příkladů budou zopakovány při použití povlaků, které mají různé optické konstanty, pro demonstrování účinku absorpce na spektrum propustnosti povlaků. V praxi se zvolí vhodné materiály a návrhová konstrukce tak, aby se nejlépe zajistily všechny požadované vlastnosti, které jsou zapotřebí u skla s povlakem.The above examples were processed without the use of optical constants for coatings without absorption coefficients to easily demonstrate the effects of interference coatings on the optical properties of glass. In fact, however, the coatings absorb some light and therefore have non-zero absorption coefficients. Some of the above examples will be repeated using coatings having different optical constants to demonstrate the effect of absorption on the coating permeability spectrum. In practice, suitable materials and design are chosen to best provide all the required properties required for coated glass.
Obr.3 znázorňuje křivky propustnosti SLHL souvrství s absorpcí ve vrstvě TiO2 a bez absorpce. Ve vrstvě SiO2 nedochází k absorpci. Křivka B je bez absorpce a křivka A je s absorpcí.Fig. 3 shows the permeability curves of an SLHL stack with and without absorption in the TiO 2 layer. There is no absorption in the SiO 2 layer. Curve B is without absorption and curve A is with absorption.
Jako další bude popsáno řešení blokující UV záření a blízké infračervené záření NIR.Next, a solution blocking UV radiation and near infrared NIR radiation will be described.
Zvýšené ovládání propustnosti slunečního záření nebo snížení celkové propustnosti sluneční energie TSET povlečeným substrátem může být dosaženo jinými prostředky než jaké byly popsány výše. Nyní bude popsáno několik cest jak snížit TSET při současném snížení propustnosti UV záření povlečeným substrátem.Increased control of the solar transmittance or reduction of the total solar energy transmittance of the TSET coated substrate may be achieved by means other than those described above. Several ways to reduce TSET while decreasing the UV transmittance of the coated substrate will now be described.
-26Výše uvedené příklady v tab.2 ukázaly, jak je možné připojit půlvlnovou vrstvu beze změny vlastností při návrhové vlnové délce. Počáteční souvrství SHLH, navržené pro 350 nm, a s půlvlnovými vrstvami ke každé vrstvě proto poskytuje souvrství S3H3L3H (HHHLLLHHH). Tento povlak se chová stejně při návrhové vlnové délce 350 nm, ale nyní se z něj stává souvrství SHLH v blízkosti 1050 nm. K maximu odrazivosti nedochází přesně při 1050 nm, protože index lomu povlaků není při větších vlnových délkách nižší. Vrchol je proto posunutý ke kratším vlnovým délkám v blízké infračervené části (NIR) spektra. Je tak nyní možné získat povlak, který odráží při dvou návrhových vlnových délkách. Příklad používá oxidu titaničitého TiO2 s uvažováním absorpce a SiO2 bez uvažování absorpce, přičemž povlak je na čirém skle tloušťky 4,0 mm. Křivka je znázorněna na obr.4 jako křivka A.The above examples in Table 2 have shown how it is possible to attach a half-wave layer without changing the properties at the design wavelength. The initial SHLH stack, designed for 350 nm, and with half-wavelength layers to each layer, therefore provides an S3H3L3H stack (HHHLLLHHH). This coating behaves the same at a design wavelength of 350 nm, but now it becomes an SHLH stack near 1050 nm. The maximum reflectance does not occur exactly at 1050 nm because the refractive index of the coatings is not lower at larger wavelengths. The peak is therefore shifted to shorter wavelengths in the near infrared (NIR) spectrum. It is now possible to obtain a coating that reflects at two design wavelengths. The example uses titanium dioxide TiO 2 with absorption consideration and SiO 2 without absorption consideration, the coating being on a 4.0 mm clear glass. The curve is shown in Figure 4 as curve A.
Intenzitu odrazu ve viditelném spektru je možné změnit nanesením vrstvy, která je čtvrtvlnová ve viditelném spektru. Tato vrstva by měla být při 350 nm osminovlnová v pásmu NIR při 1050 nm a 1,5 vlnová v pásmu UV. Intenzita odrazu v NIR bude poněkud snížena jako kompromis pro dosažení nižší odrazivosti ve viditelném pásmu a vysoké propustnosti ve viditelném pásmu. Křivka pro tento povlak je znázorněna na obr.4 jako křivka B. Odrazivost pro povlak na čirém skle klesá z hodnoty okolo 17% na okolo 6%. Křivka B má vrchní vrstvu SiO2, zatímco křivka A ji nemá.The intensity of reflection in the visible spectrum can be changed by applying a layer that is quarter-wave in the visible spectrum. This layer should be 8 nm in the NIR band at 1050 nm and 1.5 wave in the UV band at 350 nm. The reflection intensity in the NIR will be somewhat reduced as a compromise to achieve lower reflectance in the visible band and high transmittance in the visible band. The curve for this coating is shown in Figure 4 as curve B. The reflectance for the clear glass coating decreases from about 17% to about 6%. Curve B has a top layer of SiO 2 , while curve A does not.
Předchozí dvě provedení byla zaměřena na třívrstvý povlak, který odrážel světlo jak v UV, tak i v NIR částech spektra. Výše bylo uvedeno, že intenzita odraženého světla závisí na počtu střídajících se vrstev s vysokým a nízkýmThe previous two embodiments were directed to a three-layer coating that reflected light in both the UV and NIR portions of the spectrum. It has been mentioned above that the intensity of the reflected light depends on the number of alternating layers of high and low
-27indexem lomu. Více vrstev znamená vyšší odrazivost. Když se však přidává více vrstev k duálně odrazivému povlaku, začíná být problémem celková tloušťka. Zvyšuje se cena a je zapotřebí více povlékacích prostředků pro vytváření povlaku v prostředí linky float.-27 refractive index. More layers mean higher reflectance. However, when multiple layers are added to a dual reflective coating, overall thickness becomes a problem. The cost increases and more coating means are required to form a coating in the float line environment.
Intenzita UV záření může být zvýšena bez zvětšování celkové tloušťky souvrství nebo obětování intenzity odrazu v NIR pásmu. Toho se dosahuje tím, že se nahradí střední třetina vnitřní vrstvy oxidu křemičitého oxidem cínu, dotovaným fluorem. Jinak řečeno je střední vrstva tvořena kombinací několika vrstev. Oxid ciničitý SnO2 dotovaný fluorem, podobně jako většina transparentních vodivých oxidů, má jedinečnou vlastnost spočívající v tom, že má vysoký index lomu v pásmu NIR. Povlak je potom v UV pásmu S3HLHL3H a v NIR pásmu SHLH. V UV pásmu se projevuje jako pětivrstvý povlak a v pásmu NIR se projevuje jako třívrstvý povlak. Odrazivosti tohoto povlaku a povlaku S3H3LH jsou znázorněny na obr.5, a u tohoto povlaku s čtvrtvlnovou vrstvou oxidu křemičitého ve viditelném pásmu a u povlaku S3H3L3HLL jsou znázorněny na obr.6. Křivky B na těchto obrázcích reprezentují uspořádání s přidáním vrstvy oxidu cínu a křivky A reprezentují uspořádání bez této vrstvy.The intensity of UV radiation can be increased without increasing the total thickness of the stack or sacrificing reflection intensity in the NIR band. This is achieved by replacing the middle third of the inner silica layer with fluorine-doped tin oxide. In other words, the middle layer is a combination of several layers. Fluorine-doped SnO 2 , like most transparent conductive oxides, has the unique property of having a high refractive index in the NIR band. The coating is then in the UV band S3HLHL3H and in the NIR band SHLH. In the UV band it manifests as a five-layer coating and in the NIR band it manifests as a three-layer coating. The reflectance of this coating and the S3H3LH coating is shown in Figure 5, and for this quarter-wavelength, visible-band silica coating and the S3H3L3HLL coating is shown in Figure 6. The curves B in these figures represent the arrangement with the addition of a tin oxide layer and the curves A represent the arrangement without this layer.
Další provedení se týká transparentních vodivých oxidů (TCO). Transparentní vodivé oxidy mohou být použity v souvrstvích HLH za účelem zvyšování odrazivosti světla v blízkém infračerveném pásmu s materiálem s vysokým indexem lomu, jak je znázorněný výše, protože mají nízký index lomu v blízkém infračerveném pásmu NIR, u něhož se předpokládá,Another embodiment relates to transparent conductive oxides (TCO). Transparent conductive oxides can be used in HLH strata to increase near-infrared light reflectance with a high refractive index material, as shown above, because they have a low near-infrared refractive index NIR,
-28že vyplývá z volných elektronů a jejich mobility v krystalové mřížce. Hodí se proto nad rámec výše uvedeného příkladu pro kombinaci povlaku blokujícího UV a NIR záření. Křivka A na obr.7 ukazuje vrchol odrazivosti v pásmu NIR, vyplývající ze souvrství SHLH, kde TiO2 je vrstva s vysokým indexem lomu a vrstva oxidu cínu dotovaného fluorem je vrstva s nízkým indexem lomu.It follows from free electrons and their mobility in the crystal lattice. It is therefore suitable for the combination of the UV-blocking and NIR-blocking coatings above the scope of the above example. Curve A in Figure 7 shows the peak of reflectance in the NIR band resulting from the SHLH stack, where TiO 2 is the high refractive index layer and the fluorine doped tin oxide layer is the low refractive index layer.
Jak je zřejmé na obr.7 na křivce A, bude souvrství povlaku odrážet okolo 58% při návrhové vlnové délce 1 mikrometru. Indexy lomu ve viditelném pásmu jsou také různé, což vede k interferenčním vrcholům a k barvě v odrazu. Tento znak je považován jako nevhodný, a prostředky pro udržování vrcholu odrazivosti při minimalizaci odrazivosti mohou být dosaženy jedním z obou způsobů, t.j. povlaky nad nebo pod souvrstvím. Klíčem řešení je přidat vrstvy, které budou měnit vlastnosti v odrazu viditelného světla bez významného tlumení vrcholu v pásmu NIR.As shown in Figure 7 on curve A, the coating stack will reflect about 58% at a design wavelength of 1 micrometer. Refractive indices in the visible range are also different, leading to interference peaks and color in reflection. This feature is considered unsuitable, and means for maintaining peak reflectance while minimizing reflectivity can be achieved by one of both methods, i.e., coatings above or below the stack. The key is to add layers that will change the visible light reflection properties without significant peak damping in the NIR band.
Jedním způsobem, jak toho dosáhnout, je přidání povlaku, který je opticky aktivní ve viditelné oblasti, a opticky neaktivní v pásmu NIR. Pro tento účel se dobře hodí vodivý transparentní oxid (TCO). Jak je uvedeno výše, je index lomu TCO nízký v NIR a průměrný ve viditelné části spektra, relativně k TiO2. Když se přidá pod souvrství SHLH uvedené výše, získá se souvrství s uspořádáním obsahujícím substrát, vrstvu s průměrným indexem, vrstvu s vysokým indexem, vrstvu s průměrným indexem a vrstvu s vysokým indexem ve viditelném pásmu a SL/3HLH v pásmu NIR spektra. Označení SMHMH není pro tento povlak použito, protože vrstvy nemají čtvrtvlnovou optickou tloušťku ve viditelném pásmu. VrstvaOne way to achieve this is by adding a coating that is optically active in the visible region and optically inactive in the NIR band. Conductive transparent oxide (TCO) is well suited for this purpose. As mentioned above, the refractive index TCO is low in NIR and average in the visible part of the spectrum, relative to TiO 2 . When added below the SHLH stack above, a stack with an arrangement comprising a substrate, an average index layer, a high index layer, an average index layer, and a high index layer in the visible band and SL / 3HLH in the NIR spectrum band is obtained. SMHMH is not used for this coating because the layers do not have a quarter-wave optical thickness in the visible band. Layer
-29L/3 je opticky neaktivní, jak je znázorněno na obr.7 křivkou B, na němž je souvrství porovnáváno se souvrstvím reprezentovaným křivkou A. Křivka A je normální čára a křivka B je plná čára pro souvrství obsahující L/3. Z obrázku je patrné, že vrchol v pásmu NIR je relativné nezměněný, zatímco vrchol ve viditelném pásmu je v podstatě utlumený. Toto souvrství by mělo mít TSET okolo 57% a propustnost viditelného záření okolo 76%. Tento povlak bude také mít nízkou emisivitu vzhledem k odrazu v dlouhovlném pásmu světla transparentním vodivým oxidem. Vrchol odrazivosti může být zvýšen, jak je uvedeno výše, přídavnými dvojicemi vrstev LH.-29L / 3 is optically inactive as shown in Figure 7 by curve B, in which the stack is compared to the stack represented by curve A. Curve A is a normal line and curve B is a solid line for a stack containing L / 3. It can be seen from the figure that the peak in the NIR band is relatively unchanged, while the peak in the visible band is substantially attenuated. This stack should have a TSET of about 57% and a visible transmittance of about 76%. This coating will also have a low emissivity due to reflection in the long wavelength band of transparent conductive oxide. The peak of reflectance can be increased, as mentioned above, by additional pairs of LH layers.
Dalším prostředkem tlumení odražené barvy je přidávání povlaku s mezilehlým indexem lomu jak ve viditelné, tak v NIR části spektra. Bylo by možné očekávat, že odraz v NIR bude tlumen vrstvou s mezilehlým indexem lomu, ležící mezi substrátem a první vrstvou s vysokým indexem lomu, protože ruší náležitý sled HLH potřebný pro zvýšení odrazu. Překvapivě však intenzita vrcholu odrazivosti není tlumena, ale vrchol je jednoduše lehce posunut ve vlnové délce. Vrchol může být posunut zpět nastavením jiných vrstev v souvrství. Tento výsledek umožňuje nastavovat barvu souvrství bez obětování odrazivosti v pásmu NIR. Obr.8 porovnává povlakové souvrství bez vrstvy pro potlačování barvy jako křivky A, která odpovídá křivce A z obr.7, se souvrstvím s uspořádáním SM/2HLH. Je patrné, že vrcholy odrazivosti ve viditelném pásmu jsou tlumeny, zatímco vrchol v pásmu NIR je poněkud posunut.Another means of attenuating the reflected color is by adding a coating with an intermediate refractive index in both the visible and NIR part of the spectrum. It would be expected that the reflection in the NIR would be attenuated by the intermediate refractive index layer lying between the substrate and the first high refractive index layer because it interferes with the proper HLH sequence needed to increase the reflection. Surprisingly, however, the intensity of the reflectance peak is not attenuated, but the peak is simply shifted slightly in wavelength. The vertex can be moved back by setting other layers in the stack. This result allows you to adjust the color of the stack without sacrificing reflectivity in the NIR band. Figure 8 compares the coating stack without the color suppression layer as curve A, which corresponds to curve A of Figure 7, with the stack with the SM / 2HLH arrangement. It can be seen that the peaks of reflectance in the visible band are attenuated, while the peak in the NIR band is somewhat offset.
Ještě dalším způsobem, jak tlumit barvu, je přidat pod povlakové souvrství vrstvu s odstupňovaným indexem lomu.Yet another way to damp the ink is to add a layer with a graded refractive index below the coating stack.
-30Tato vrstva má obecně stoupající (nebo klesající) index lomu se vzrůstající tloušťkou filmu ve filmové vrstvě. Tento typ potlačování barvy je dobře známý pro potlačováni barvy jednoho povlaku (viz patentové spisy US č.5 356 718, 5 599 387, na které se zde odvoláváme jako součást tohoto pojednání). Tento typ potlačování barvy nebyl vyšetřován pro použití při potlačování barvy souvrství povlaků, a zejména nebyl vyšetřen jeho účinek na odraz v pásmu NIR z takového souvrství. Povlak s odstupňovaným indexem může jak potlačovat barvu, tak i v některých případech zlepšovat účinnost v souvrství HLH.-30This layer generally has a rising (or decreasing) refractive index with increasing film thickness in the film layer. This type of color suppression is well known for suppressing the color of a single coating (see U.S. Patent Nos. 5,556,718, 5,599,387, incorporated herein by reference). This type of dye suppression has not been investigated for use in dye suppression of a coating stack, and in particular its effect on reflection in the NIR band from such a stack has not been investigated. Graded index coatings can both dye the ink and, in some cases, improve efficiency in the HLH stack.
Odstupňovaná vrstva, použitá v těchto příkladech, je modelovaná jako desetivrstvý povlak, který bude označen G, přičemž každá z vrstev je tlustá 10 nm a její indexy se mění od 1,55 na rozhraní se sklem k 2,0 na vrchu odstupňované vrstvy. Křivka odrazivosti, opět porovnávaná se souvrstvím SHLH reprezentovaným křivkou A z obr.7, je znázorněna na obr.9. Souvrství je nyní SGHLH. Pro vrstvu B s odstupňovanou vrstvou je vrchol odrazivosti pouze poněkud snížen, a posunut ve vlnové délce, a ve viditelném pásmu je odrazivost podstatně utlumena.The tiered layer used in these examples is modeled as a 10-layer coating which will be labeled G, each layer being 10 nm thick and its indexes vary from 1.55 at the glass interface to 2.0 at the top of the tiered layer. The reflectance curve, again compared to the SHLH stack represented by the curve A of Figure 7, is shown in Figure 9. The Formation is now SGHLH. For layer B with a tiered layer, the peak of reflectance is only somewhat reduced, and shifted at wavelength, and in the visible band the reflectance is substantially attenuated.
Vrchol odrazivosti nyní může být dále zvýšen, protože odstupňovaná vrstva vytváří vyšší rozhraní než u skla a přidání další vrstvy oxidu cínu dotovaného fluorem mezi vrstvou s odstupňovaným indexem a první vrstvou s vysokým indexem bude nyní opticky aktivní a povede ke zvýšení vrcholu odrazivosti. Toto souvrství je SGLHLH. Barva je také tlumena, ale účinnost je zvýšena. Toto souvrství bude velmi vhodné v případě, kdy je zapotřebí nižší emisivita. Spektrum odraThe reflectance peak can now be further increased as the graded layer creates a higher interface than glass and the addition of an additional fluorine doped tin oxide layer between the graded index layer and the first high index layer will now be optically active and will lead to an increase in reflectance peak. This formation is SGLHLH. Color is also damped, but efficiency is increased. This stack will be very suitable when lower emissivity is needed. Spectrum odra
-31zivosti, porovnávané s křivkou A z obr.7, je znázorněna níže na obr.10.The liveliness, compared to curve A of Figure 7, is shown below in Figure 10.
Povlaky z oxidu cínu dotovaného fluorem také pohlcují určité množství záření v pásmu NIR a ideálně se proto hodí pro použití v oblasti ovládání propustnosti slunečního záření. Přispívají k redukcím v propustnosti záření v pásmu NIR jak odrazem, tak i absorpcí.Fluorine-doped tin oxide coatings also absorb a certain amount of radiation in the NIR band and are therefore ideally suited for use in the field of controlling solar transmittance. They contribute to reductions in the transmission of radiation in the NIR band both by reflection and absorption.
Neočekávaně také může být použita mnohem méně než čtvrtvlnová optická tlouštka dvojice vrstev s vysokým a nízkým indexem lomu pro tlumení barvy v odrazu. Také podstatně nevyvolávají odraz v pásmu NIR.Also, unexpectedly, much less than a quarter-wave optical thickness of a pair of high and low refractive index layers can be used to damp the reflection color. They also do not significantly cause reflection in the NIR band.
Přidání vrstvy nad souvrství bude mít za následek redukci odrazu, jak je popsáno výše, a tento způsob je zde také vhodný. Přidáním vrstvy nad a pod povlakové souvrství je možné vyvolat redukci jak odrážené barvy, tak i intenzity. Souvrství by mělo mít průměrný, vysoký, průměrný, vysoký a po té nízký index lomu (MHMHL). Na obr.11 je znázorněna odrazivost, porovnávaná s křivkou A z obr.7. Intenzita viditelného světla je podstatně tlumena a barva je neutrální. Dochází k určitému posunu v intenzitě vrcholu odrazivosti, ale toto může být korigováno nastavením tlouštěk vrstev HLH.Adding a layer above the stack will result in a reduction in reflection as described above, and this method is also suitable herein. By adding a layer above and below the coating stack, it is possible to induce a reduction in both reflected color and intensity. The stack should have average, high, moderate, high and then low refractive index (MHMHL). FIG. 11 shows the reflectance compared to curve A of FIG. 7. The intensity of visible light is substantially dimmed and the color is neutral. There is some shift in the intensity of the reflectance peak, but this can be corrected by adjusting the thickness of the HLH layers.
Kombinace SiO2 a TCO mohou být použity v kombinaci pro vrstvu s nízkým indexem lomu, jak je popsána výše, pro povlak s dvojím blokováním v oblastech NIR/UV. Souvrství, mající substrát, TiO2, SiO2 a oxid cínu dotovaný fluorem, SiO2, oxid cínu dotovaný fluorem, a TiO2 s SiO2 a oxidem cínu dotovaným fluorem, mající kombinovanou optickou tlouštkuThe combinations of SiO 2 and TCO can be used in combination for a low refractive index layer as described above for a double block coating in the NIR / UV regions. A stack having a substrate, TiO 2 , SiO 2 and fluorine doped tin oxide, SiO 2 , fluorine doped tin oxide, and TiO 2 with SiO 2 and fluorine doped tin oxide, having a combined optical thickness
-32v pásmu NIR ve velikosti čtvrtiny vlnové délky, je demonstrováno křivkou A na obr.12 v porovnání s křivkou A z obr.7. Jak je patrné z obr.12, je vrchol odrazivosti pomocí tohoto vícevrstvého čtvrtvlnového řešení s nízkým indexem lomu zvýšen. Je také třeba si povšimnout toho, že jsou poněkud utlumeny vrcholy odrazivosti ve viditelném pásmu.-32 in the quarter wavelength NIR band is demonstrated by curve A in Figure 12 compared to curve A of Figure 7. As can be seen from FIG. 12, the peak of reflectance is increased by this low-refraction multilayer quarter-wave solution. It should also be noted that the peaks of reflectance in the visible range are somewhat attenuated.
Nová schopnost vrstvy s nízkým indexem lomu tlumit odrazivost ve viditelné části spektra při tomto vícevrstvém řešení může být použita pro snížený odraz barvy, při udržování vrcholu odrazivosti v pásmu NIR. Jako příklad lze uvést, že souvrství mající substrát, TiO2, SiO2, SnO2:F a TiO2 (SHLMH) nebude mít žádnou barvu v odrazu a bude mít zvýšený vrchol odrazivosti, jak je znázorněno na obr.13. Opět je provedeno porovnání s křivkou odrazivosti A z obr.7. Zahrnutí vrstev, které jsou opticky aktivní ve viditelné části spektra, a jejich kombinování tak, aby měly nízký index lomu v NIR části spektra, může být využito pro dosažení jakéhokoli požadovaného viditelného optického efektu, žádaného návrhářem, a není omezeno na prosté potlačování barvy.The new ability of the low refractive index layer to damp reflectivity in the visible portion of the spectrum in this multi-layer solution can be used to reduce color reflection, while maintaining the peak of reflectance in the NIR band. By way of example, a stack having a substrate, TiO 2 , SiO 2 , SnO 2 : F and TiO 2 (SHLMH) will have no reflection color and will have an increased reflectance peak, as shown in Figure 13. Again, a comparison is made with the reflectance curve A of Fig. 7. Including layers that are optically active in the visible portion of the spectrum and combining them to have a low refractive index in the NIR portion of the spectrum can be used to achieve any desired visible optical effect desired by the designer, and is not limited to simple color suppression.
Přidání antimonu do oxidu cínu v dotovacích úrovních udělí povlaku elektrickou vodivost. Se vzrůstajícím množstvím antimonu se bude snižovat elektrická vodivost a povlak začne výrazně absorbovat sluneční záření. Obr.14 znázorňuje absorpci slunečního záření několika povlaky oxidu cínu dotovaného antimonem. Parametry postupů nanášení chemických par (chemického vylučování v plynné fáze - CVD), kterými se získávají tyto povlaky, jsou uvedeny v tab.3. Mohou být samozřejmě použity i jiné známé postupy nanášení, jako magnetThe addition of antimony to the tin oxide at the doping levels confers electrical conductivity to the coating. As the amount of antimony increases, the electrical conductivity will decrease and the coating will start to absorb the sun's radiation significantly. 14 shows the absorption of solar radiation by several antimony doped tin oxide coatings. The parameters of the chemical vapor deposition (CVD) processes to obtain these coatings are given in Table 3. Of course, other known deposition methods, such as a magnet, can also be used
-33ronové vakuové naprašování MSVD. Nástřikový povlak byl zhotoven pomocí směsi s 5 hmotn.%.-33 -ron MSVD vacuum sputtering. The spray coating was made using a 5 wt% blend.
TAB. 3TAB. 3
SLM značí normových litrů za minutu mol.% značí koncentrace v molárních %SLM denotes standard liters per minute mole% denotes concentrations in mole%
Směs byla chlorid antimonitý v monobutyltrichloridu (MBTC) a tato směs se ručně stříkala na substrát z čirého skla, zahřátý na teplotu okolo 620°C. Antimon se přiváděl do CVD experimentů 1 až 11 v konstantním podílu 20 hmotn.% vztažených k MBTC. Povlakovací prostředek byla štěrbina se středním vstupem s výstupními štěrbinami na protiproudové a poproudové straně. Šířka povlakovací oblasti byla 10 cm (4) a kontaktní délka mezi výstupy byla 12,5 cm (5). Jako nosný plyn se použil vzduch.The mixture was antimony trichloride in monobutyltrichloride (MBTC) and this mixture was hand sprayed onto a clear glass substrate heated to about 620 ° C. Antimony was fed to CVD experiments 1 to 11 in a constant proportion of 20 wt% based on MBTC. The coating agent was a central inlet slot with outlet slots on the upstream and downstream sides. The width of the coating area was 10 cm (4) and the contact length between the outlets was 12.5 cm (5). Air was used as the carrier gas.
V tab.3 absorbují povlaky 4 a 8 více záření v pásmuIn Table 3, coatings 4 and 8 absorb more radiation in the band
-34NIR než v pásmu viditelného záření, což činí povlaky vhodné pro ovládání propustnosti slunečního záření tam, kde je zapotřebí vysoká propustnost viditelného světla. Povlaky 2 a 6 mají vrchol absorpce při přibližně 550 nm. Tyto povlaky se dobře hodí pro měnění zelené barvy skla SolexR a Solargreen. Povlak 10 absorbuje více ve viditelném pásmu než v pásmu NIR, povlak 1 absorbuje relativně konstantní množství v celém slunečním spektru a povlaky 9 a 11 absorbují znatelně záření v UV pásmu.-34NIR than in the visible band, making coatings suitable for controlling solar transmittance where high visible transmittance is required. Coatings 2 and 6 have an absorption peak at about 550 nm. These coatings are well suited for changing the green color of Solex R and Solargreen glass. The coating 10 absorbs more in the visible band than in the NIR band, the coating 1 absorbs a relatively constant amount throughout the solar spectrum, and the coatings 9 and 11 absorb appreciably the radiation in the UV band.
Významným znakem u povlaků, které budou použity v chlazeném nebo tvrzeném stavu je stálost barvy, nebo barva, která se nemění, když je povlakované sklo zahřáto. Vzhled a účinnost jsou s výhodou stejné před a po tepelném zpracování. Povlaky z oxidu cínu dotovaného antimonem, studované pro tento projekt, se mohou nebo nemusí měnit při zahřívání, a to v závislosti na parametrech nanášení. Vlastnosti různých vzorků, a proměnlivost určitých vlastností v souvislosti s tepelným zpracováním, jsou uvedeny v tab.4. Čísla vzorků, následovaná H, udávají že vzorky byly podrobeny tepelnému zpracování.An important feature of the coatings to be used in the cooled or hardened state is the color stability, or the color that does not change when the coated glass is heated. The appearance and efficiency are preferably the same before and after the heat treatment. The antimony doped tin oxide coatings studied for this project may or may not change during heating, depending on the deposition parameters. The properties of the various samples and the variability of certain properties in relation to the heat treatment are given in Table 4. The sample numbers, followed by H, indicate that the samples were subjected to heat treatment.
-35TAB.4 (část A)-35TAB.4 (part A)
20 elektronovými nosiči/cm3 20 electron carriers / cm 3
Exponent (E) násobený 10Exponent (E) multiplied by 10
-36TAB.4 (Část Β)-36TAB.4 (Part Β)
TAB.4 (část C)TAB.4 (Part C)
R1 je odrazivost od strany s povlakem, zatímco R2 je odrazivost od nepovlečené strany skla a T je prostup Luminantu.R1 is the reflectance from the coated side, while R2 is the reflectance from the uncoated side of the glass, and T is the transmittance of the Luminant.
Příklady označené H v tabulce H byly vystaveny teplotě 649°C po dobu přibližně 4 minuty a po té se ochladily naThe examples labeled H in Table H were exposed to a temperature of 649 ° C for about 4 minutes and then cooled to
-37teplotu místnosti. Optické konstanty pro vzorek 8 před tepelným zpracováváním jsou znázorněny v tab.5 na obr.21a-21C. Tyto optické konstanty jsou použity v dalších níže uváděných příkladech.-37 room temperature. Optical constants for sample 8 prior to heat treatment are shown in Table 5 of Figures 21a-21C. These optical constants are used in the other examples below.
Vrstvy odrážející v pásmu NIR uvedeném výše slouží k napomáhání ovládání propustnosti slunečního záření oknem. Míra blokování slunečního záření závisí na mnoha vrstvách s velkou celkovou tloušťkou. Pro snížení propustnosti záření sklem je zapotřebí více vrstev. Použití povlaku, který selektivně nebo přednostně absorbuje sluneční světlo v blízkém infračeveném pásmu NIR na rozdíl od viditelného záření napomáhá vytvořit kvalitní souvrství pro ovládání propustnosti slunečního záření. Jedna vrstva oxidu cínu dotovaného antimonem, s výše uvedenými optickými vlastnostmi, t.j. tlustá 800 angstroemů, bude mít propustnost viditelného záření okolo 69% a celkovou propustnost sluneční energie TSET 58%. Křivka propustnosti je porovnávána s křivkou A z obr.7 a je znázorněna na obr.15. Povlak nemusí mít tak vysokou propustnost ve viditelném pásmu, ale hodnota TSET je srovnatelná.The layers reflecting in the NIR band mentioned above serve to help control the solar transmittance through the window. The degree of solar blocking depends on many layers with a large overall thickness. Multiple layers are required to reduce glass transmittance. The use of a coating that selectively or preferentially absorbs sunlight in the near infrared (NIR) band, as opposed to visible radiation, helps to create a high-quality solar control stack. One layer of antimony doped tin oxide having the above optical properties, i.e. 800 angstroem thick, will have a visible transmittance of about 69% and a total solar energy transmittance of 58%. The transmission curve is compared to curve A of Figure 7 and is shown in Figure 15. The coating may not have such a high transmittance in the visible range, but the TSET value is comparable.
Když není zapotřebí, aby poměr propustnosti viditelného záření k TSET by vysoký, nebo když je zapotřebí, aby propustnost světla oknem byla nízká, jako pro omezení oslnění, je potom vhodným řešením přidat do souvrství vrstvu antimonu. Pro získání jak nízké emísivity, tak i snížení propustnosti může být vrstva vrstva oxidu cínu, dotovaná antimonem, kombinována s oxidem cínu dotovanou fluorem nebo jiným TCO. Obr.16 znázorňuje teoretickou propustnost světla z odstupňované vrstvy, povlaku oxidu cínu dotovaného antimonem a oxidu cínu dotovaného fluorem. Hodnota TSET klesne naWhen it is not necessary for the ratio of visible transmittance to TSET to be high, or when the transmittance of light through the window is to be low, as to reduce glare, then a suitable solution is to add an antimony layer to the stack. To obtain both low emissivity and reduce permeability, the antimony doped tin oxide layer may be combined with fluorine or other TCO doped tin oxide. Figure 16 shows the theoretical light transmittance of the staged layer, the antimony doped tin oxide coating, and the fluorine doped tin oxide coating. The TSET value drops to
-3851% a propustnost viditelného záření zůstává na hodnotě okolo 69%. TSET a propustnost viditelného záření může být při tomto řešení měněna měněním tloušťky vrstvy oxidu cínu dotovaného antimonem nebo měněním koncentrace antimonu v povlaku.-3851% and the visible transmittance remains at about 69%. In this solution, the TSET and the visible transmittance can be varied by varying the thickness of the antimony doped tin oxide layer or by varying the concentration of antimony in the coating.
Vlastnosti oken jsou určovány vládními předpisy. Novým cílem z hlediska vlastností oken v jižních státech USA je získat koeficient clonění okolo 0,45. Toho je možné dosáhnout s hodnotou TSET okolo 37%. Povlak s reprezentativní křivkou znázorněnou na obr.16 může být změněn pro dosažení tohoto cíle zvýšením tloušťky oxidu cínu dotovaného antimonem. Křivka propustnosti pro tento povlak je znázorněna jako křivka A na obr.17.The properties of windows are determined by government regulations. A new goal in terms of window properties in the southern US states is to obtain a screen coefficient of around 0.45. This can be achieved with a TSET value of about 37%. The coating with the representative curve shown in FIG. 16 can be changed to achieve this by increasing the thickness of the antimony doped tin oxide. The permeability curve for this coating is shown as curve A in Figure 17.
Tento povlak má propustnost viditelného záření okolo 52% a TSET okolo 37%. Povlak oxidu cínu dotovaného fluorem, použitý jako horní vrstva, dodá tomuto povlaku emisivitu nižší než 0,35. Tloušťka odstupňované vrstvy je 800 angstroemů, a tloušťka vrstvy oxidu cínu dotovaného antimonem je 1800 angstroemů a tloušťka vrstvy oxidu cínu dotovaného fluorem je 1800 angstroemů.This coating has a visible transmittance of about 52% and a TSET of about 37%. The fluorine-doped tin oxide coating used as the topsheet gives the coating an emissivity of less than 0.35. The thickness of the graded layer is 800 angstroem, and the thickness of the antimony doped tin oxide layer is 1800 angstroem, and the thickness of the fluorine doped tin oxide layer is 1800 angstroem.
Hodnota TSET tohoto povlaku může být dále snížena použitím čtvrtvlnové vrstvy s vysokým indexem lomu, jako je vrstva TiO2, na vrchu vrstvy s odstupňovaným indexem lomu s oxidem cínu dotovaným antimonem a oxidem cínu dotovaným fluorem. Hodnota TSET klesá na 32,5%, ale propustnost viditelného záření klesá pouze na 51%. Křivka propustnosti těchto souvrství, s vrstvou TiO2 a bez ní, jsou znázorněny na obr.17 jako křivky B a A.The TSET value of this coating can be further reduced by using a quarter-wave high refractive index layer, such as a TiO 2 layer, at the top of the graded refractive index layer with antimony doped tin oxide and fluorine doped tin oxide. The TSET value drops to 32.5%, but the visible transmittance decreases to only 51%. The permeability curve of these strata, with and without TiO 2 layer, is shown in Fig. 17 as curves B and A.
-39Není-li nízká emisivita požadavkem, který má povlak splňovat, je možné vypustit oxid cínu dotovaný fluorem nebo jiný vhodný transparentní vodivý oxid, při ponechání odstupňované vrstvy, oxidu cínu dotovaného antimonem a TiO2. Na obr.18 je křivka propustnosti pro tento povlak porovnávána s oxidem cínu dotovaným fluorem.If low emissivity is not a requirement to be met by the coating, it is possible to omit fluorine doped tin oxide or other suitable transparent conductive oxide, leaving a tiered layer, antimony doped tin oxide and TiO 2 . In Figure 18, the permeability curve for this coating is compared with fluorine doped tin oxide.
Povlak oxidu cínu dotovaného antimonem o tloušťce 2100 angstroemu na čirém skle bude mít propustnost viditelného záření 49% a hodnotu TSET okolo 37%. Tloušťka oxidu cínu dotovaného antimonem může být snížena na 1800 angstroemů přidáním vrstvy TiO2, což je čtvrtvlnová optická tloušťka při 1000 nm. Hodnota TSET zůstává stejná, ale propustnost viditelného slunečního světla se zvýší na 54%. Na obr.19 jsou znázorněny dvě křivky. Tlustou čarou je vyznačena křivka reprezentující oxid cínu dotovaný antimonem s TiO2.The 2100 angstroem-doped tin oxide coating on clear glass will have a visible transmittance of 49% and a TSET value of about 37%. The thickness of the antimony doped tin oxide can be reduced to 1800 angstroem by adding a TiO 2 layer, which is a quarter-wave optical thickness at 1000 nm. The TSET value remains the same, but the visible sunlight transmission increases to 54%. 19 shows two curves. The bold line represents the curve representing tin oxide doped with antimony with TiO 2 .
Byla studována poloha vrstvy TiO2 neboli vrstvy s vysokým indexem lomu, vzhledem k odstupňované vrstvě pro potlačování barvy a vrstvě oxidu cínu dotovaného antimonem a vrstvě oxidu cínu dotovaného fluorem. Ve všech případech byla vrstva s odstupňovaným indexem lomu na skle jako první. Uspořádání souvrství je zkráceno následovně: S-substrát, G-(graded) vrstva s odstupňovaným indexem tloušťky 800 angstroemů, Sn-oxid cínu dotovaný fluorem o tloušťce 1600 angstroemů, Ti-vrstva TiO2 ° tloušťce 1100 angstroemů a Sb-vrstva oxidu cínu dotovaného antimonem o tloušťce 1800 angstroemů. Výsledky jsou shrnuty do tabulky 6. Přidání Tio2 nebo vrstvy s vysokým indexem lomu ve všech případech zlepšuje TSET.The position of the TiO 2 layer, or the high refractive index layer, was studied with respect to the graded color suppressing layer and the antimony doped tin oxide layer and the fluorine doped tin oxide layer. In all cases, the layer with the graded refractive index on the glass was the first. The stack configuration is shortened as follows: S-substrate, G-graded layer with a graduated index of 800 angstroem thickness, fluorine doped Sn-oxide of 1600 angstroem thickness, Ti-layer TiO 2 ° thickness of 1100 angstroem and Sb-doped tin oxide layer antimony of 1800 angstroem thickness. The results are summarized in Table 6. Addition of Thio 2 or a high refractive index layer in all cases improves TSET.
-40TAB.6-40TAB.6
nízké hodnoty TSET s minimální tloušťkou povlaku. Křivka A je pětivrstvý povlak uspořádání SHLHLH s TiO2 jako vrstvou s vysokým indexem lomu a oxidem křemičitým jako vrstvou s nízkým indexem lomu. Křivka B se týká stejného uspořádání, ale s F:SnO2 jako vrstvou s nízkým indexem lomu. Uspořádání obsahující Sio2 má celkovou tloušťku okolo 6747 angstroemů, a s výhodou tuto tloušťku, má hodnotu TSET okolo 60% a s výhodou 60% a propustnost viditelného záření okolo 85% a s výhodou 85%. Uspořádání s oxidem cínu dotovaným fluorem má celkovou tloušťku okolo 6461 angstroemů a s výhodou tuto tloušťku má hodnotu TSET okolo 50% a propustnost viditelného záření okolo 71,1% a s výhodou 71,1%. Je zřejmé, že přidávání přídavných vrstev bude snižovat propustnost v pásmu NIR, ale tento přístup bude nerealizovatelný z hlediska nákladů na vytvoření tolika tlustých vrstev. I přidání přídavné dvolow TSET values with minimum coating thickness. Curve A is a five-layer SHLHLH coating with TiO 2 as a high refractive index layer and silica as a low refractive index layer. Curve B refers to the same arrangement, but with F: SnO 2 as the low refractive index layer. The SiO 2 -containing arrangement has a total thickness of about 6747 angstroem, and preferably this thickness, has a TSET value of about 60% and preferably 60%, and a visible radiation transmittance of about 85% and preferably 85%. The fluorine doped tin oxide arrangement has an overall thickness of about 6461 angstroems, and preferably this thickness has a TSET value of about 50% and a visible radiation transmittance of about 71.1% and preferably 71.1%. Obviously, the addition of additional layers will reduce NIR bandwidth, but this approach will not be feasible in terms of the cost of creating so many thick layers. I adding an additional dv
-41jice vrstev oxidu cínu dotovaného fluorem a TiO2, představujících dalších 2700 angstroemů v tloušbce povlaku, sníží TSET o pouze 5% a za cenu 3,5% propustnosti ve viditelném pásmu. Bude zřejmé, že nový oxid cínu dotovaný antimonem je přednostně vhodný pro dosahování požadované hodnoty TSET s minimální tlouštkou povlaku.-41 Just as fluorine-doped tin oxide layers and TiO 2 , representing an additional 2700 angstroem in coating thickness, will reduce TSET by only 5% and at a cost of 3.5% visible bandwidth. It will be appreciated that the novel antimony doped tin oxide is preferably suitable for achieving a desired TSET value with a minimum coating thickness.
Nyní budou podrobně rozebrány dva konkrétní příklady pokud jde o barevnost. Prvním případem je povlak pro maskování zelené barvy skla SolexR nebo SolargreenR a pro její přeměnou na šedou. V tomto případě je nanesena na sklo nebo povlakované sklo tenká vrstva povlaku obsahujícího oxid cínu dotovaný antimonem. Jelikož tloušbka povlaku je zvýšená, bude se barva v prostupu měnit ze zelené na šedou, a jestliže se tloušbka povlaku dostatečně zvýší, bude se měnit do anilinově červené barvy (magenta). U tepelně zpracovaných povlaků se bude propuštěná a odrážená barva do určité míry měnit.Two concrete examples in terms of coloring will now be discussed in detail. The first case is a coating for masking the green color of Solex R or Solargreen R and turning it into gray. In this case, a thin layer of antimony doped tin oxide coating is applied to the glass or coated glass. As the coating thickness is increased, the transmittance color will change from green to gray, and if the coating thickness increases sufficiently, it will change to aniline red (magenta). For heat treated coatings, the released and reflected color will vary to some extent.
Když se bude úhel osazení předních skel zvyšovat, bude se zvyšovat odrazivost. Antireflexní povlaky (AR) budou snižovat odrazivost při úhlu osazení okolo 65° z 18% pro sklo SolargreenR. Tyto tradiční antireflexní povlaky nedodávají žádné přídavné vlastnosti z hlediska ovládání propustnosti slunečního záření, ale zvýšení propustnosti ve viditelném pásmu v důsledku antireflexních (AR) vlastností mohou být použity pro ztmavení substrátu a snížení TSET. Pro další snižování hodnoty TSET při udělování srovnatelných antireflexních vlastností tradičním řešením může být použit alternativní přístup k antireflexním vlastnostem. Tento alternativní přístup nevyžaduje pro dosahování nižší hodnoty TSETAs the angle of installation of the windshields increases, the reflectivity increases. Antireflective coatings (AR) will reduce the reflectance at a mounting angle of about 65 ° from 18% for Solargreen R glass. These traditional antireflective coatings do not add any additional properties in terms of controlling the solar transmittance, but increasing the transmittance in the visible band due to the anti-reflective (AR) properties can be used to darken the substrate and reduce the TSET. An alternative approach to antireflection properties can be used to further reduce the TSET value when conferring comparable antireflection properties to traditional solutions. This alternative approach does not require lower TSET values
-42změny složení substrátu. Jako základ pro toto použití slouží výše popsaný povlak UV/NIR s horní čtvrtvlnovou vrstvou oxidu křemičitého (SHLHL/2 naladěný na NIR). Když se úhel osazení zvyšuje, snižuje se optická tloušťka povlaku. Pro kompenzaci tohoto účinku se může zvýšit fyzická tloušťka vrstev. Odrazivost se sníží na 13% a vypočítaná hodnota TSET je okolo 37%.-42 changes in substrate composition. The above-described UV / NIR coating with a quartz upper silica layer (SHLHL / 2 tuned to NIR) serves as the basis for this application. As the shoulder angle increases, the optical thickness of the coating decreases. To compensate for this effect, the physical thickness of the layers can be increased. The reflectance is reduced to 13% and the calculated TSET value is about 37%.
Použití těchto povlaků pro ovládání propustnosti slunečního záření poskytuje jedinečnou příležitost pro další snižování TSET předního skla. Jestliže není zapotřebí antireflexní povlak, může být mezi dvěma světly předního skla umístěna oblast odrážející sluneční záření. Je možné, aby dva povlaky, jeden na každém světle, naladěný na odrážení rozdílných vlnových délek, snižovaly hodnotu TSET pod 37% při současném udržování cílové propustnosti viditelného světla. Antireflexní povlak také může být nanesen na vnitřní světlo předního skla SungateR, jak je popsáno v patentovém spisu USA. Vlastnosti tohoto povlaku jako reflektoru v pásmu NIR dále zlepšují vlastnosti tohoto výrobku při současném udělování antireflexních vlastností.The use of these coatings to control solar transmittance provides a unique opportunity to further reduce the windscreen TSET. If an anti-reflective coating is not required, a sun-reflecting area may be placed between the two windscreen lights. It is possible for two coatings, one in each light, tuned to reflect different wavelengths, to reduce the TSET value below 37% while maintaining the target visible light transmittance. The antireflective coating may also be applied to the interior light of the Sungate R windshield as described in U.S. Pat. The properties of this NIR reflector coating further enhance the properties of this product while imparting anti-reflective properties.
Když je oxid titaničitý nanesen ve formě anatasu a je vystaven UV záření, stává se samočisticí. Oxid titaničitý může být použit v takových řešeních pro vrstvy s vysokým indexem lomu. Dodá sklům současně se zvýšeným ovládáním propustnosti slunečního záření samočisticí vlastnosti. Tyto samočisticí povlaky mohou být použity jako v patentové přihlášce PCT z W098/41480 z 24.9.1998, na kterou se zde odvoláváme jako na součást tohoto pojednání.When titanium dioxide is applied in the form of anatase and is exposed to UV radiation, it becomes self-cleaning. Titanium dioxide can be used in such solutions for high refractive index layers. Adds self-cleaning properties to the glass while increasing sunlight control. These self-cleaning coatings can be used as in PCT Patent Application WO98 / 41480 of September 24, 1998, which is incorporated herein by reference.
-43Pro měnění barvy skla v odrazu a prostupu pro použití v automobilovém průmyslu mohou být použity oxidy přechodných kovů. Povlaky zajišťují širokou paletu barev, ale může být zlepšena hodnota TSET skla s povlakem. Toho se dosahuje kombinováním oxidů přechodných kovů s uspořádáním popsaným výše, pro dosažení jak ovládání propustnosti slunečního záření, tak i široké palety barev.Transition metal oxides may be used to change the color of the glass in reflection and transmission for use in the automotive industry. The coatings provide a wide variety of colors, but the TSET value of the coated glass may be improved. This is achieved by combining the transition metal oxides with the arrangement described above to achieve both solar control and a wide range of colors.
Oxidy přechodných kovů, mající vysoký index lomu, mohou být použity v těchto řešeních jako vrstva s vysokým indexem lomu. Je-li barva při použití výlučně přechodných kovů příliš intenzivní, potom mohou být oxidy přechodných kovů použity pouze jako jedna vrstva s vysokým indexem lomu, nebo i-jako část vrstvy s vysokým indexem lomu. Alternativně může být oxid z barevného oxidu kovu kombinován s nebarevným oxidem pro měnění barvy povlaku. Použitím jedné z těchto metod je možné dosáhnout ovládání propustnosti slunečního záření s celou řadou různých barev. Je také možné použít různě barevné materiály pro různé vrstvy s vysokým indexem lomu, čímž je návrháři poskytována větší volba pro ovládání barvy povlečeného skla.Transition metal oxides having a high refractive index can be used in these solutions as a high refractive index layer. If the color is too intense when using exclusively transition metals, then the transition metal oxides can only be used as a single layer with a high refractive index or even as part of a layer with a high refractive index. Alternatively, a colored metal oxide oxide may be combined with a non-colored oxide to change the color of the coating. By using one of these methods, it is possible to control solar transmittance with a variety of different colors. It is also possible to use differently colored materials for different layers with high refractive index, giving designers greater choice for controlling the color of the coated glass.
Claims (37)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10767798P | 1998-11-09 | 1998-11-09 | |
| US43482399A | 1999-11-05 | 1999-11-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20011442A3 true CZ20011442A3 (en) | 2001-12-12 |
Family
ID=26805037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20011442A CZ20011442A3 (en) | 1998-11-09 | 1999-11-08 | Multi-layer coating composites on transparency or glass substrates |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1137608A1 (en) |
| JP (1) | JP2002529356A (en) |
| KR (1) | KR100700800B1 (en) |
| CN (1) | CN1160273C (en) |
| AU (1) | AU758267B2 (en) |
| CA (1) | CA2348597A1 (en) |
| CZ (1) | CZ20011442A3 (en) |
| NZ (1) | NZ511302A (en) |
| WO (1) | WO2000027771A1 (en) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001046718A2 (en) * | 1999-12-22 | 2001-06-28 | Schott Glas | Uv-reflective interference layer system |
| JP3255638B1 (en) * | 2000-06-07 | 2002-02-12 | 日本板硝子株式会社 | Substrate for reflective liquid crystal display |
| FR2814094B1 (en) * | 2000-09-20 | 2003-08-15 | Saint Gobain | SUBSTRATE WITH PHOTOCATALYTIC COATING AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
| EP1291331A3 (en) * | 2001-09-10 | 2004-02-25 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Coating with photo-induced hydrophilicity |
| EP1362834A1 (en) * | 2002-05-06 | 2003-11-19 | Glaverbel | Transparent substrate comprising a conductive coating |
| US6733889B2 (en) * | 2002-05-14 | 2004-05-11 | Pilkington North America, Inc. | Reflective, solar control coated glass article |
| WO2005007592A2 (en) | 2003-07-11 | 2005-01-27 | Pilkington Plc | Solar control glazing |
| JP2008505842A (en) | 2004-07-12 | 2008-02-28 | 日本板硝子株式会社 | Low maintenance coating |
| KR101125664B1 (en) * | 2004-12-31 | 2012-03-27 | 주식회사 케이씨씨 | Self-cleaning effective and temperable solar control glass |
| US8298380B2 (en) | 2006-05-23 | 2012-10-30 | Guardian Industries Corp. | Method of making thermally tempered coated article with transparent conductive oxide (TCO) coating in color compression configuration, and product made using same |
| US20080011599A1 (en) | 2006-07-12 | 2008-01-17 | Brabender Dennis M | Sputtering apparatus including novel target mounting and/or control |
| KR101456560B1 (en) * | 2007-01-15 | 2014-10-31 | 쌩-고벵 글래스 프랑스 | Glass substrate coated with layers having an improved mechanical strength |
| EP2036714A1 (en) * | 2007-09-06 | 2009-03-18 | Schott AG | Element with protective glass against ionising radiation |
| EP2430662A4 (en) | 2009-04-24 | 2014-10-01 | Alphamicron Inc | Solar powered variable light attenuating devices and arrangements |
| JP5482199B2 (en) * | 2009-12-28 | 2014-04-23 | ソニー株式会社 | Imaging device |
| US8815402B2 (en) | 2010-03-31 | 2014-08-26 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Mirror having reflective coatings on a first surface and an opposite second surface |
| US8551609B2 (en) | 2010-04-27 | 2013-10-08 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Method of depositing niobium doped titania film on a substrate and the coated substrate made thereby |
| CN102869628A (en) * | 2010-04-27 | 2013-01-09 | 高性能玻璃创造有限责任公司 | Improved solar control glass products |
| US9796619B2 (en) * | 2010-09-03 | 2017-10-24 | Guardian Glass, LLC | Temperable three layer antirefrlective coating, coated article including temperable three layer antirefrlective coating, and/or method of making the same |
| TWI447441B (en) | 2010-11-08 | 2014-08-01 | Ind Tech Res Inst | Multilayered infrared light reflective structure |
| PT2726920T (en) * | 2011-07-01 | 2017-11-27 | Tropiglas Tech Ltd | A spectrally selective luminescence concentrator panel with a photovoltaic cell |
| US9703010B2 (en) | 2013-02-08 | 2017-07-11 | Corning Incorporated | Articles with anti-reflective high-hardness coatings and related methods |
| CN104178047B (en) * | 2014-08-20 | 2016-06-08 | 昆山博益鑫成高分子材料有限公司 | A kind of flexible and transparent nano heat-insulating film and its preparation method |
| CN104362208B (en) * | 2014-11-24 | 2016-07-06 | 秦皇岛玻璃工业研究设计院 | There is hydrophobic solar cell glass with spectral selection and preparation method thereof |
| JP2017014024A (en) * | 2015-06-26 | 2017-01-19 | 旭硝子株式会社 | Heat-shielding glass |
| US10191305B2 (en) * | 2015-12-30 | 2019-01-29 | Signet Armorlite, Inc. | Ophthalmic lens |
| US10604442B2 (en) | 2016-11-17 | 2020-03-31 | Cardinal Cg Company | Static-dissipative coating technology |
| CN107956393B (en) * | 2017-11-17 | 2019-04-02 | 韩天泽 | A kind of salubrious ward |
| DE112019000373B4 (en) | 2018-01-10 | 2024-02-15 | Alphamicron Incorporated | Switchable one-way mirror device, method for operating the one-way mirror device and window with the one-way mirror device |
| CN110357452B (en) * | 2018-04-09 | 2020-12-08 | 中国南玻集团股份有限公司 | Preparation method of antireflection glass and antireflection glass |
| CN110612001B (en) * | 2018-06-14 | 2023-06-30 | 因特瓦克公司 | Multicolor dielectric coating and UV inkjet printing |
| CN110746121A (en) * | 2019-11-08 | 2020-02-04 | 中国南玻集团股份有限公司 | Composite glass and preparation method and application thereof |
| WO2023249251A1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | 삼성전자 주식회사 | Window glass, electronic device comprising same, and method for manufacturing window glass |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7511581A (en) * | 1975-10-02 | 1977-04-05 | Philips Nv | REFLEKTOR. |
| US4128303A (en) * | 1976-04-05 | 1978-12-05 | Kabushiki Kaisha Hoya Lens | Anti reflection coating with a composite middle layer |
| JPS58209549A (en) * | 1982-06-01 | 1983-12-06 | 株式会社豊田中央研究所 | Heat-wave shielding laminate |
| JPS5945943A (en) * | 1982-09-07 | 1984-03-15 | Nippon Soken Inc | Heat-shielding glass |
| JPS60108347A (en) * | 1983-11-16 | 1985-06-13 | Toyota Motor Corp | Glare-preventing glass for reflecting heat rays |
| JPH02225345A (en) * | 1989-02-23 | 1990-09-07 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Highly transmissive heat-reflective glass |
| DE4024338A1 (en) * | 1989-08-14 | 1991-02-21 | Siemens Ag | Medical instrument removing constriction in blood vessel - has ceramic head at end of optical fibre heated by laser light from source at other end |
| US5170291A (en) * | 1989-12-19 | 1992-12-08 | Leybold Aktiengesellschaft | Coating, composed of an optically effective layer system, for substrates, whereby the layer system has a high anti-reflective effect, and method for manufacturing the coating |
| DD298850A5 (en) * | 1990-02-02 | 1992-03-12 | Jenoptik Carl Zeiss Jena Gmbh,De | MULTILAYER-antireflection coating |
| CA2067765A1 (en) * | 1990-08-30 | 1992-03-01 | Eric R. Dickey | Dc reactively sputtered optical coatings including niobium oxide |
| US5248545A (en) * | 1991-06-24 | 1993-09-28 | Ford Motor Company | Anti-iridescent coatings with gradient refractive index |
| US5254392A (en) * | 1991-06-24 | 1993-10-19 | Ford Motor Company | Anti-iridescence coatings |
| US5667880A (en) * | 1992-07-20 | 1997-09-16 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Electroconductive antireflection film |
| US5750265A (en) * | 1996-01-11 | 1998-05-12 | Libbey-Owens-Ford Co. | Coated glass article having a pyrolytic solar control coating |
| WO1997025201A1 (en) * | 1996-01-11 | 1997-07-17 | Libbey-Owens-Ford Co. | Coated glass article having a solar control coating |
| DE69712194T2 (en) * | 1996-12-25 | 2002-11-14 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | THIN LAYER FOR OPTICS, COMPOSITION FOR THEIR PRODUCTION AND UV-ABSORBING AND HEAT-REFLECTING GLASS MADE THEREOF |
| GB2324098A (en) * | 1997-04-08 | 1998-10-14 | Pilkington Plc | Solar control coated glass |
| JPH10291839A (en) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Ultraviolet ray and heat ray reflecting glass article |
-
1999
- 1999-11-08 CZ CZ20011442A patent/CZ20011442A3/en unknown
- 1999-11-08 CN CNB998141984A patent/CN1160273C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-11-08 KR KR1020017005809A patent/KR100700800B1/en not_active IP Right Cessation
- 1999-11-08 EP EP99958844A patent/EP1137608A1/en not_active Withdrawn
- 1999-11-08 NZ NZ511302A patent/NZ511302A/en unknown
- 1999-11-08 AU AU16128/00A patent/AU758267B2/en not_active Ceased
- 1999-11-08 CA CA002348597A patent/CA2348597A1/en not_active Abandoned
- 1999-11-08 WO PCT/US1999/026406 patent/WO2000027771A1/en active IP Right Grant
- 1999-11-08 JP JP2000580955A patent/JP2002529356A/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU758267B2 (en) | 2003-03-20 |
| EP1137608A1 (en) | 2001-10-04 |
| KR100700800B1 (en) | 2007-03-27 |
| WO2000027771A9 (en) | 2000-11-09 |
| KR20010080401A (en) | 2001-08-22 |
| AU1612800A (en) | 2000-05-29 |
| WO2000027771A1 (en) | 2000-05-18 |
| JP2002529356A (en) | 2002-09-10 |
| CA2348597A1 (en) | 2000-05-18 |
| CN1329579A (en) | 2002-01-02 |
| CN1160273C (en) | 2004-08-04 |
| NZ511302A (en) | 2004-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ20011442A3 (en) | Multi-layer coating composites on transparency or glass substrates | |
| AU767341B2 (en) | Methods of making low haze coatings and the coatings and coated articles made thereby | |
| EP1861339B1 (en) | Coating composition with solar properties | |
| EP3750855A1 (en) | Solar control coatings with discontinuous metal layer | |
| US20130070340A1 (en) | Antireflective coating and substrates coated therewith | |
| PL204317B1 (en) | Transparent substrate comprising an antiglare coating | |
| EP1615856A1 (en) | Article having an aesthetic coating | |
| KR102632235B1 (en) | Solar control coating and method of forming solar control coating | |
| KR20070009682A (en) | Substrate having a photocatalytic coating | |
| MXPA04007578A (en) | Solar control coating. | |
| JP7365905B2 (en) | coated glass articles | |
| JPH04357134A (en) | Reflection-reduced glass for vehicle | |
| WO2022087100A1 (en) | Heat-treatable coating with blocking layer having reduced color shift | |
| CN116783514A (en) | Article coated with solar control coating having solar protection and thermal insulation | |
| JPH07138048A (en) | Ultraviolet light heat screening glass | |
| AU2004200384B2 (en) | Methods of making low haze coatings and the coatings and coated articles made thereby | |
| JPH08104544A (en) | Heat ray reflecting and ultraviolet ray absorbing glass and its production | |
| JPH08239244A (en) | Uv-absorbing glass | |
| CA3234687A1 (en) | Heat-treatable coating having reduced haze | |
| JPH0432784B2 (en) | ||
| ZA200106821B (en) | Methods of making low haze coatings and the coatings and coated articles made thereby. | |
| MXPA01009238A (en) | Methods of making low haze coatings and the coatings and coated articles made thereby |