EA021052B1

EA021052B1 - Упаковка тонких слоев для остекления

Info

Publication number: EA021052B1
Application number: EA201071085A
Authority: EA
Inventors: Паскаль Ретлер; Адья Жерардэн
Original assignee: Сэн-Гобэн Гласс Франс
Priority date: 2008-03-18
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2015-03-31
Also published as: WO2009122090A2; EA201071085A1; FR2928913A1; JP2011518096A; KR20100123875A; MX2010010100A; CN102036930B; FR2928913B1; EP2268588A2; ZA201006614B; CA2717921A1; BRPI0908713A2; CN102036930A; US20110070417A1; WO2009122090A3

Abstract

Объектом настоящего изобретения является стеклянная подложка (10), содержащая на своей главной стороне упаковку тонких слоев, содержащую металлический функциональный слой (40) со свойствами отражения в инфракрасной области и/или в области солнечного излучения, в частности, на основе серебра или металлического сплава, содержащего серебро, и два противоотражательных покрытия (20, 60), при этом упомянутые покрытия содержат, каждое, по меньшей мере один диэлектрический слой (22, 64) на основе нитрида кремния, в случае необходимости, легированного по меньшей мере одним другим элементом, таким как алюминий, при этом упомянутый функциональный слой (40) располагают между двумя противоотражательными покрытиями (20, 60), отличающаяся тем, что оптическая толщина eв нм вышележащего противоотражательного покрытия (60) равна: e=5×e+α, где eявляется геометрической толщиной в нм функционального слоя (40), такой, что 13≤e≤25, предпочтительно 14≤e≤18, где α является числом, равным 25±15.

Description

Настоящее изобретение касается прозрачной подложки, в частности, из твердого неорганического материала, такого как стекло, при этом упомянутая подложка содержит упаковку из тонких слоев, содержащую функциональный слой типа металлического слоя, который может влиять на солнечное излучение и/или на инфракрасное излучение с большой длиной волны.

В частности, изобретение касается использования таких подложек для изготовления термоизоляционных и/или солнцезащитных остеклений. Эти стекла могут быть предназначены как для использования в зданиях, так и в транспортных средствах, в частности, чтобы снижать нагрузку на систему кондиционирования и/или препятствовать чрезмерному нагреву (так называемые стекла солнечного контроля) и/или уменьшать рассеяние энергии наружу (так называемые низкоэмиссионные стекла), которое происходит с учетом все большей площади застекленных поверхностей зданий и салонов транспортных средств.

Эти остекления можно также интегрировать в остекления со специальными функциональными возможностями, например нагревательные остекления или электрохромные остекления.

Многослойная упаковка известного типа для придания подложкам таких свойств содержит функциональный металлический слой со свойствами отражения в инфракрасной области и/или в области солнечного излучения, в частности функциональный металлический слой на основа серебра или металлического сплава, содержащего серебро.

В упаковке этого типа функциональный слой располагают между двумя противоотражательными покрытиями, каждое из которых, как правило, содержит несколько слоев, каждый из которых выполнен из диэлектрического материала типа нитрида, в частности нитрида кремния или алюминия, или оксида. С точки зрения оптики целью этих покрытий, охватывающих металлический функциональный слой, является придание противоотражательных свойств этому функциональному металлическому слою.

Вместе с тем, иногда между одним или каждым противоотражательным покрытием и функциональным металлическим слоем располагают блокировочное покрытие, при этом блокировочное покрытие, располагаемое под функциональным слоем в направлении подложки, способствует кристаллическому росту этого слоя и защищает его во время возможной высокотемпературной термической обработки типа выгибания и/или закалки, а блокировочное покрытие, располагаемое на функциональном слое противоположно подложке, защищает этот слой от возможного повреждения во время нанесения верхнего противоотражательного покрытия и во время возможной высокотемпературной термической обработки типа выгибания и/или закалки.

В настоящее время существуют тонкослойные низкоэмиссионные упаковки только с одним функциональным слоем (называемые в дальнейшем упаковкой с одним функциональным слоем) на основе серебра, имеющим нормальную излучательную способность ε_Ν порядка 3%, светопропускание Т_ъ в видимой области порядка 80% и селективность порядка 1,3, когда их используют в классическом двойном стеклопакете, например, на стороне 3 с конфигурацией: 4-16(Аг-90%)-4, образованном двумя 4миллиметровыми листами стекла, разделенными слоем газа толщиной 16 мм, состоящего на 90% из аргона и на 10% из воздуха, при этом на один из листов нанесена упаковка с одним функциональным слоем: на лист, находящийся ближе к внутреннему пространству здания, если рассматривать направление прохождения солнечного света, входящего в здание, и на стороне, обращенной в газовой прослойке.

Следует напомнить, что селективность соответствует отношению светопропускания Т_Ъуи остекления в видимой области к коэффициенту Р8 пропускания солнечной энергии остекления, т.е. 8=Т_Ьуи/Р§.

Коэффициент пропускания солнечной энергии стекла является отношением общей энергии, проходящей в помещение через это остекление, к общей падающей солнечной энергии.

Специалисту известно, что расположение упаковки тонких слоев на стороне 2 двойного стеклопакета (на листе, находящемся наиболее снаружи здания, если рассматривать направление падения солнечного света, входящего в здание, и на стороне, обращенной к газовой прослойке) позволяет снизить коэффициент пропускания солнечной энергии и, таким образом, увеличить селективность.

Так, в рамках вышеуказанного примера можно получить селективность порядка 1,35.

Для понижения излучательной способности, как известно специалистам, можно уменьшить толщину слоя серебра. Это позволяет повысить селективность примерно в 1,5 раза, если размещать упаковку на стороне 2 двойного остекления, однако это приводит к снижению светопропускания в видимой области и особенно к повышению светоотражения в видимой области до практически недопустимых значений порядка 35-45%. Кроме того, это выражается в неприемлемом раскрашивании, в частности при отражении, в частности в появлении красного цвета.

Наиболее приемлемым решением представляется использование упаковки с несколькими функциональными слоями, располагаемой на стороне 2 остекления, в частности упаковки с двумя функциональными слоями (в дальнейшем называемой упаковкой с двойным функциональным слоем), чтобы сохранить высокое светопропускание в области видимого спектра, сохраняя при этом низкое светоотражение в области видимого спектра. Таким образом, можно, например, добиться селективности >1,4, даже >1,5 и даже >1,6 и светопропускания порядка 15% и даже порядка 10%.

Кроме того, это решение позволяет получить приемлемое окрашивание, в частности, при отражении, которое, в частности, не находится в области красного цвета.

- 1 021052

Однако, учитывая сложность упаковки и количество наносимого вещества, эти упаковки с несколькими функциональными слоями стоят дороже, чем упаковки с одним функциональным слоем.

Задачами настоящего изобретения являются устранение недостатков известных технических решений и создание нового типа многослойной упаковки с одним функциональным слоем, которая характеризуется низким поверхностным удельным сопротивлением слоя (следовательно, низкой излучательной способностью), повышенным светопропусканием и относительно нейтральным цветом, в частности, при отражении со стороны слоев (а также с противоположной стороны: со стороны подложки) и в которой эти свойства предпочтительно сохраняются в ограниченном диапазоне, независимо от того, подвергают упаковку или нет высокотемпературной термической обработке типа выгибания, и/или закалки, и/или отжига.

Изобретение призвано также предложить упаковку с одним функциональным слоем, которая характеризуется низкой излучательной способностью при низком световом отражении в видимой области, а также приемлемым цветом, в частности в видимой области, в частности, которая не находится в области красного цвета.

Таким образом, объектом настоящего изобретения в его самом широком смысле является стеклянная подложка, охарактеризованная в п.1 формулы изобретения. Эта подложка содержит на своей главной стороне упаковку тонких слоев, содержащую металлический функциональный слой со свойствами отражения в инфракрасной области и/или в области солнечного излучения, в частности, на основе серебра или металлического сплава, содержащего серебро, и два противоотражательных покрытия, при этом упомянутые покрытия содержат, каждое, по меньшей мере один диэлектрический слой на основе нитрида кремния, в случае необходимости, легированного по меньшей мере одним другим элементом, таким как алюминий, при этом упомянутый функциональный слой располагают между двумя противоотражательными покрытиями, при этом, с одной стороны, функциональный слой, в случае необходимости, наносят на покрытие нижней блокировки, располагаемое между нижележащим противоотражательным покрытием и функциональным слоем, и, с другой стороны, функциональный слой, в случае необходимости, наносят непосредственно под покрытием верхней блокировки, располагаемым между функциональным слоем и вышележащим противоотражательным покрытием, отличающаяся тем, что оптическая толщина с₆₀ в нм вышележащего противоотражательного покрытия равна с_6и=5/с.₄₎+а. где с.₄₎ является геометрической толщиной в нм функционального слоя, такой, что 13<с₄₀<25, предпочтительно 14<с₄₀< 18, α является числом, равным 25±15.

Предпочтительно α является числом, равным 25±10, и даже α является числом, равным 25±5, которое представляет собой переменную величину определения оптической толщины в нм.

Под оптической толщиной с₆₀ в нм вышележащего противоотражательного покрытия в рамках настоящего изобретения следует понимать общую оптическую толщину диэлектрического слоя или всех диэлектрических слоев этого покрытия, который расположен или которые расположены над функциональным металлическим слоем противоположно подложке или над покрытием верхней блокировки, если оно присутствует.

Точно так же под оптической толщиной с₂₀ в нм нижележащего противоотражательного покрытия в рамках настоящего изобретения следует понимать общую оптическую толщину диэлектрического слоя или всех диэлектрических слоев этого покрытия, который расположен или которые расположены между подложкой и функциональным металлическим слоем или между подложкой и покрытием нижней блокировки, если оно присутствует.

Диэлектрический слой на основе нитрида кремния, в случае необходимости легированного по меньшей мере одним другим элементом, таким как алюминий, которое, как минимум, включено в каждое вышеуказанное противоотражательное покрытие, имеет показатель преломления, измеренный при 550 нм, в пределах от 1,8 до 1,5 включительно или предпочтительно от 1,9 до 2,3 и даже от 1,9 до 2,1, включая эти пределы.

Как известно, показатели преломления и, следовательно, значения оптической толщины, полученные на основании показателей преломления, рассматриваются в данном случае для длины волны, равной 550 нм.

Упаковка в соответствии с настоящим изобретением является низкоэмиссионной упаковкой, поэтому удельное поверхностное сопротивление К в Омах на квадрат функционального слоя предпочтительно является таким, что К/с₄₀ ²-А<25/с₄₀, где А является числом, равным 580, даже 500, даже 450, даже 420, даже 200, даже 120. Из этой формулы определяют, что чем меньше А, тем лучше кристаллизуется металлический функциональный слой, и в этом случае этот слой характеризуется тем меньшим поглощением в инфракрасной области и тем большим отражением в инфракрасной области.

Кроме того, чтобы достичь приемлемого компромисса между повышенным светопропусканием, нейтральными цветами при отражении и относительно высокой селективностью, отношение Е оптической толщины с₂₀ в нм нижележащего противоотражательного слоя к оптической толщине с₆₀ в нм вышележащего противоотражательного слоя предпочтительно является таким, что 0,3<Е<0,7 и даже 0,4<Е<0,6.

- 2 021052

В частном варианте выполнения упомянутые диэлектрические слои на основе нитрида кремния, в случае необходимости, легированного по меньшей мере одним другим элементом, таким как алюминий, имеют соответственно для диэлектрического покрытия на основе нитрида кремния нижележащего противоотражательного покрытия физическую толщину от 5 до 25 нм и даже от 10 до 20 нм и для диэлектрического покрытия на основе нитрида кремния вышележащего противоотражательного покрытия физическую толщину от 15 до 60 нм и даже от 25 до 55 нм.

В частном варианте выполнения последний слой нижележащего противоотражательного покрытия, наиболее удаленный от подложки, является слоем смачивания на основе оксида, в частности на основе оксида цинка, в случае необходимости, легированного по меньшей мере одним другим элементом, таким как алюминий.

В частном варианте нижележащее противоотражательное покрытие содержит по меньшей мере один диэлектрический слой на основе нитрида, в частности нитрида кремния и/или нитрида алюминия, и по меньшей мере один не кристаллизованный слой сглаживания, входящий в контакт с вышележащим кристаллизованным слоем смачивания.

Предпочтительно покрытие нижней блокировки и/или покрытие верхней блокировки содержит тонкий слой на основе никеля или титана, имеющий геометрическую толщину е, такую, при которой 0,2 нм<е<1,8 нм.

В частной версии выполнения по меньшей мере один тонкий слой на основе никеля и, в частности, слой покрытия верхней блокировки содержат хром, предпочтительно при массовых количествах 80% Νί и 20% Сг.

В другой частной версии по меньшей мере один тонкий слой на основе никеля и, в частности, слой покрытия верхней блокировки содержат титан, предпочтительно при массовых количествах 50% Νί и 50% Τΐ.

Коме того, покрытие нижней блокировки и/или покрытие верхней блокировки может содержать по меньшей мере один тонкий слой на основе никеля в металлическом виде, если подложка, содержащая упаковку тонких слоев, не подвергалась термической обработке выгибания и/или закалки после нанесения упаковки, причем этот слой является, по меньшей мере, частично оксидированным, если подложка, содержащая упаковку тонких слоев, подвергалась по меньшей мере одной обработке выгибания и/или закалки после нанесения упаковки.

Предпочтительно, в случае присутствия тонкого слоя на основе никеля в покрытии нижней блокировки и/или тонкого слоя на основе никеля в покрытии верхней блокировки, этот слой входит непосредственно в контакт с функциональным слоем.

Предпочтительно последний слой вышележащего противоотражательного покрытия, наиболее удаленный от подложки, выполняют на основе никеля и предпочтительно наносят в субстехиометрическом количестве и, в частности, выполняют на основе титана (ΤίΘ_χ) или на основе смешанного оксида цинка и олова (δηΖηΘχ), в случае необходимости легированного другим элементом, из расчета не более 10 мас.%.

Таким образом, упаковка может содержать последний слой (верхний слой), т.е. защитный слой, предпочтительно наносимый в субстехиометрическом количестве. Этот слой оказывается оксидированным в основном в стехиометрическом количестве в упаковке после нанесения.

Предпочтительно этот защитный слой имеет толщину от 0,5 до 10 нм.

Остекление в соответствии с настоящим изобретением содержит по меньшей мере одну подложку с упаковкой в соответствии с настоящим изобретением, в случае необходимости, объединенной по меньшей мере с одной другой подложкой. Каждая подложка может быть светлой или цветной. По меньшей мере одна из упаковок может быть из стекла, окрашенного в своей массе. Выбор типа расцветки будет зависеть от уровня светопропускания и/или от колориметрической характеристики, требуемых от остекления после его изготовления.

Остекление в соответствии с настоящим изобретением может иметь многослойную структуру, объединяющую, в частности, по меньшей мере две твердые подложки типа стекла по меньшей мере одним листом из термопластического полимера, чтобы получить структуру типа стекло/упаковка тонких слоев/лист(ы)/стекло. Полимер может быть, в частности, на основе поливинилбутираля ПВБ, этиленвинилацетата ЭВА, поливинилхлорида ПВХ.

Остекление также может иметь структуру типа стекло/упаковка тонких слоев/лист(ы) полимера.

Остекления в соответствии с настоящим изобретением можно подвергать термической обработке, не опасаясь повреждения упаковки тонких слоев. Следовательно, в случае необходимости, их можно выгибать и/или закалять.

Остекление можно выгибать и/или закалять, если оно содержит только одну подложку, содержащую упаковку. В этом случае речь идет о так называемом монолитном остеклении. В случае, когда эти остекления выгибают, в частности, для получения остеклений для автомобилей, упаковку тонких слоев предпочтительно располагают на стороне, которая, по меньшей мере, частично не является плоской.

Остекление может быть также стеклопакетом, в частности двойным стеклопакетом, при этом, по меньшей мере, подложку с нанесенной на нее упаковкой можно подвергать выгибанию и/или закалке. Предпочтительно именно в конфигурации стеклопакета упаковку располагают таким образом, чтобы она

- 3 021052 была обращена в сторону промежуточного газового слоя. В многослойной структуре подложка с нанесенной на нее упаковкой может входить в контакт с листом полимера.

Остекление может быть также тройным стеклопакетом, образованным тремя листами стекла, попарно разделенными газовой прослойкой. В структуре тройного стеклопакета подложка с упаковкой может находиться на стороне 2 и/или на стороне 5, если рассматривать направление падающего потока солнечного света, проходящего через стороны в возрастающем порядке номеров.

Если остекление является монолитным или стеклопакетом типа двойного стеклопакета, тройного пакета или многослойным остеклением, по меньшей мере, подложка, содержащая упаковку, может быть выгнутым или закаленным стеклом, причем эту подложку можно выгибать или закаливать до или после нанесения упаковки.

Если это остекление выполнено в виде двойного стеклопакета, предпочтительно оно имеет селективность §>1,4 и даже §>1,4 или §>1,5 и даже §>1,5.

Объектом настоящего изобретения является также способ изготовления подложек в соответствии с настоящим изобретением, согласно которому упаковку тонких слоев наносят на ее подложку при помощи технологии вакуумного осаждения или катодного напыления, в случае необходимости, в присутствии магнитного поля.

Однако не исключается нанесение первого (или первых) слоя(ев) упаковки при помощи другой технологии, например, при помощи технологии термического разложения типа пиролиза.

Объектом изобретения является также способ изготовления упаковки в соответствии с настоящим изобретением, согласно которому вышележащее противоотражательное покрытие наносят по оптической толщине е₆₀ в нм: с_6и=5/с.₄₎+(/.. где е₄о является геометрической толщиной в нм функционального слоя и α является числом, равным 25±15.

Объектом изобретения является также использование подложки в соответствии с настоящим изобретением для изготовления двойного стеклопакета с селективностью §>1,4 и даже §>1,4 или §>1,5 и даже §>1,5.

Подложку в соответствии с настоящим изобретением можно, в частности, использовать для получения прозрачного электрода нагревательного остекления или электрохромного остекления или просмотрового устройства или элемента солнечных батарей.

Предпочтительно настоящее изобретение позволяет получать, таким образом, упаковку тонких слоев с одним функциональным слоем, имеющую в конфигурации стеклопакета и, в частности, двойного стеклопакета высокую селективность (§>1,40), низкую излучательную способность (ε_Ν<3%) и хороший внешний вид (Т_Ьуи>60%, К_Ъу18<30%, нейтральные цвета при отражении), тогда как до настоящего времени такую комбинацию и такие критерии можно было получить только для упаковок с двумя функциональными слоями.

Упаковка с одним функциональным слоем в соответствии с настоящим изобретением стоит дешевле в изготовлении, чем упаковка с двумя функциональными слоями, имеющая аналогичные характеристики.

В рамках настоящего изобретения можно также получить упаковку с одним функциональным слоем, которая характеризуется более низкой излучательной способностью, чем упаковка с двойным функциональным слоем, которая при этом имеет общую толщину функционального слоя больше, чем у этой упаковки с одним функциональным слоем.

Детали и отличительные признаки настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания не ограничительных примеров выполнения, представленных на прилагаемой фигуре, где показана упаковка с одним функциональным слоем в соответствии с настоящим изобретением, при этом функциональный слой содержит покрытие нижней блокировки и покрытие верхней блокировки, и, кроме того, упаковка содержит необязательное защитное покрытие.

На этой фигуре для ее лучшего понимания пропорции между толщинами различных слоев строго не соблюдены.

Кроме того, во всех нижеследующих примерах упаковка тонких слоев нанесена на подложку 10 из щелочно-известкового стекла толщиной 4 мм.

Кроме того, в этих примерах для всех случаев, когда подложку подвергали термической обработке, речь идет об отжиге в течение примерно 8 мин при температуре примерно 620°С с последующим охлаждением в окружающем воздухе (примерно 20°С), чтобы стимулировать термическую обработку выгибания или закалки.

Таким образом, для всех этих примеров, если характеристику измеряли до этой термической обработки, ее отражают в столбце: ВНТ, и если ее измеряли после этой термической обработки, ее помещают в столбец: АНТ.

Для всех нижеследующих примеров при монтаже в виде двойного стеклопакета упаковку тонких слоев наносят на сторону 3, т.е. на лист, находящийся ближе всего к наружной поверхности здания, если рассматривать направление падающего потока солнечного света, входящего в здание, на сторону, обращенную к газовой прослойке.

- 4 021052

На фигуре показана структура упаковки с одним функциональным слоем, нанесенной на прозрачную стеклянную подложку 10, в которой единственный функциональный слой 40 расположен между двумя противоотражательными покрытиями, при этом нижележащее противоотражательное покрытие 20 находится под функциональным слоем 40 в направлении подложки 10, и вышележащее противоотражательное покрытие 60 расположено над функциональным слоем 40 противоположно подложке 10.

Эти два противоотражательных покрытия 20, 60 содержат, каждое, по меньшей мере один диэлектрический слой 22, 24, 26; 62, 64, 66.

В случае необходимости, с одной стороны, функциональный слой 40 можно наносить на покрытие 30 нижней блокировки, располагаемое между нижележащим противоотражательным покрытием 20 и функциональным слоем 40, и, с другой стороны, функциональный слой 40 можно наносить непосредственно под покрытием 50 верхней блокировки, располагаемым между функциональным слоем 40 и вышележащим противоотражательным покрытием 60.

Как показано на фигуре, нижнее противоотражательное покрытие 20 содержит три противоотражательных слоя 22, 24 и 26, верхнее противоотражательное покрытие 60 содержит два противоотражательных слоя 62, 64, и это противоотражательное покрытие 60 завершается возможным защитным слоем 66, в частности на основе оксида, в частности при субстехиометрическом количестве кислорода.

Согласно изобретению оптическая толщина е₆₀ в нм вышележащего противоотражательного покрытия 60 равна:

е₆₀=5хе₄₀+а (отношение (1)), где е₄₀ является геометрической толщиной в нм функционального слоя, такой, что 13<е₄₀<25, предпочтительно 14<е₄₀<18, α является числом (не обязательно целым), характеризующим толщину в нм и составляющим от 25+15 до 25-15, т.е. составляющим от 40 до 10.

Кроме того, предпочтительно удельное поверхностное сопротивление функционального слоя К в Омах на квадрат (измеренное без термической обработки типа выгибания, закалки подложки с нанесенной на нее упаковкой) является таким, что:

Кхе₄₀ ²-Ахе₄₀ (отношение 2)), где А является числом (не обязательно целым), равным 580, даже 500, даже 450, даже 420, даже 200, даже 120.

Действительно, сопротивление на квадрат тонкой проводящей пленки зависит от ее толщины согласно закону Фукса-Зондхаймера, который выражается формулой

Κ_οχί²=ρχί+Υ где Кс обозначает поверхностное удельное сопротивление; ΐ обозначает толщину тонкой пленки в нм;

ρ обозначает собственное удельное сопротивление химически чистого материала тонкой пленки;

Υ соответствует зеркальному или диффузному отражению носителей зарядов на уровне их границ раздела.

Изобретение позволяет получить такое собственное удельное сопротивление р, что ρ равно примерно 25 Ом-нм, и позволяет улучшить отражательную способность носителей, при которой Υ равно или меньше 600 (нм)²-Ом.

Такие низкие значения Υ можно получить, например, путем применения технологии, раскрытой в международной патентной заявке, опубликованной под номером νΟ 2005/070640.

Кроме того, предпочтительно отношение Е оптической толщины е₂₀ в нм нижележащего противоотражательного слоя 20 к оптической толщине е₆₀ в нм вышележащего противоотражательного слоя 60 является таким, что

0,3<Е<0,7 и даже 0,4<Е<0,6 (отношение (3))

Сначала осуществили цифровое моделирование (см. примеры 1-3 ниже), затем произвели реальное нанесение упаковки тонких слоев: пример 4.

В нижеследующей табл. 1 приведены толщины в нанометрах каждого из слоев или покрытий для примеров 1-3 и основные характеристики этих примеров.

- 5 021052

Таблица 1

Слой	Пример 1	Пример 2	Пример 3
Оптическая толщина его	60	60	60
Геометрическая толщина едо	12	16	16
Оптическая толщина еао	88	88	105
а	28	3	25
ТьурЗ (%)	80, 6	77,4	73,9
ГЗ (¾)	57,3	50,1	49,6
5	1, зэ	1,53	1,48
	-0,2	9,0	0, 6
Ькс,*	-7,0	0,3	-3,4

В этой таблице представлены следующие оптические характеристики:

Т_Ъуи - светопропускание Т_ъ в видимой области в %, измеренное по осветителю Ό65; коэффициент пропускания солнечного света Р8;

селективность 8, соответствующая отношению светопропускания Т_Ъуи в видимой области к коэффициенту пропускания солнечного света Р8, т.е. 8=Т_Ъуи/Р8;

цвета при отражении а_Рр* и Ь_Рр* в системе ЬЛВ, измеренные по осветителю Ό65 со стороны подложки, противоположной главной стороне, на которую наносят упаковку тонких слоев, при этом светопропускание Т_Ьуи, коэффициент пропускания солнечного света Р8 и селективность 8 рассматриваются в конфигурации двойного стеклопакета 4-16 (Аг 90%)-4.

Для примера 1 упаковка с одним функциональным слоем из серебра была смоделирована таким образом, чтобы оптическая толщина е₆₀ в нм вышележащего противоотражательного покрытия 60 отвечала отношению (1) при α=28. При этой толщине серебра селективность является низкой 8=1,39.

Увеличивая толщину серебра упаковки до 16 нм, не меняя толщину диэлектриков, чтобы получить пример 2, получают значение α, которое находится за пределами отношения (1): α=8. Если даже селективность является очень хорошей за счет снижения коэффициента пропускания солнечного света, продукт не может быть приемлемым, так как имеет красный цвет при отражении, что выражается повышенным значением а_Рр*.

Адаптируя толщину вышележащего противоотражательного покрытия 60 таким образом, чтобы проверить отношение (1) при α=25, для получения примера 3, получают удовлетворительный эстетичный вид, и селективность остается хорошей 8=1,48.

Пример 4 был реализован на основе структуры упаковки с одним функциональным слоем, показанной на фигуре, в которой функциональный слой содержит покрытие 30 нижней блокировки и покрытие 50 верхней блокировки соответственно непосредственно под и непосредственно на функциональном слое 40.

Однако в рамках примера 4 покрытия 30 нижней блокировки не было.

Кроме того, в структуре упаковки нижнее противоотражательное покрытие 20 нанесено непосредственно под покрытием 30 нижней блокировки и входит в контакт с подложкой 10, а верхнее противоотражательное покрытие 60 нанесено непосредственно на покрытие 50 верхней блокировки.

В нижеследующей табл. 2 приведены значения геометрической толщины (а не оптической толщины) в нанометрах каждого из слоев, относящихся к примеру 4.

Таблица 2

Согласно сведениям из международной заявки АО 2007/101964, нижележащее противоотражательное покрытие 20 содержит диэлектрический слой 22 на основе нитрида кремния и по меньшей мере один не кристаллизованный слой 24 сглаживания из смешанного оксида, в данном случае из смешанного оксида цинка и олова, который в данном случае легирован сурьмой (нанесенной из металлической мишени

- 6 021052 с массовым соотношением 65:34:1 соответственно для Ζη:8η:86). при этом упомянутый слой 24 сглаживания входит в контакт с упомянутым нижележащим слоем 26 смачивания.

В этой упаковке слой 26 смачивания из оксида цинка, легированного алюминием ΖηΟ:Α1 (нанесенного из металлической мишени из цинка, легированного на 2 мас.% алюминием), позволяет улучшить кристаллизацию серебра, что повышает его проводимость; этот эффект усиливается за счет применения аморфного слоя сглаживания 8ηΖηΟ_χ:δϋ, который улучшает рост ΖηΟ и, следовательно, серебра.

Слои 22, 64 нитрида кремния выполнены из δί₃Ν₄, легированного на 10 мас.% алюминием.

Преимуществом этой упаковки является также то, что она поддается закалке.

Толщина вышележащего противоотражательного слоя 60 проверяет отношение (1). Теоретически, согласно этому отношению оптическая толщина е₆₀ в нм должна быть равна 103 при значении α=25. На практике при измерении получили оптическую толщину е₆₀ в нм 105, что дает значение α=27.

Оптическая толщина е₂₀ в нм нижележащего противоотражательного покрытия 20 равна: е₂₀=63.

Соотношение Е оптических толщин Е=е₂₀/е₆₀ равно 0,6: оно проверяет отношение (1).

Удельное сопротивление, оптические и энергетические характеристики для этого примера приведены в нижеследующей табл. 3.

В этой таблице представленными оптическими характеристиками являются:

Т_Ъуи - светопропускание Т_ъ в видимой области в %, измеренное по осветителю Ό65, которое >50% и даже >60%;

К_ь™ - световое отражение К_ъ в видимой области в %, измеренное с наружной стороны двойного стеклопакета по осветителю Ό65, которое <35% и даже <30%;

цвета при отражении а_Кд* и Ь_Кд* в системе ЬАВ, измеренные по осветителю Ό65 со стороны подложки, противоположной главной стороне, на которую наносят упаковку тонких слоев, которые являются нейтральными с легким голубоватым оттенком;

коэффициент пропускания солнечного света Ρδ, который <50% и даже <45%;

селективность 8=Т, ,,,/Ρδ, которая >1,4 и даже >1,5, при этом светопропускание Т_Ьу18, коэффициент пропускания солнечного света Ρδ и селективность δ рассматриваются в конфигурации двойного стеклопакета 4-16 (Аг 90%)-4.

Таблица 3

Пример	К (Ом/ )	Τίνϊε <%)	Κι,νί® (%)	а_к?*	Ьйд*	Г5 (%)	5
4 ВНТ	2,4	64,5	26, 4	-0,2	-11,1	43,4	1,5
4 АНТ	1,9	66,7	25,7	1,9	-6, 5	44,4	1,5

Таким образом, поверхностное сопротивление упаковки как до, так и после термической обработки для примера 4 в соответствии с настоящим изобретением по-прежнему меньше 3 Ом на квадрат и выражается нормальной излучательной способностью ε_Ν в интервале от 1 до 1,5% до термической обработки и в интервале от 1 до 2% после термической обработки.

Кроме того, 25хе₄₀=390 и Кхе₄₀ ²-580=4,064, что намного ниже 390.

Таким образом, удельное поверхностное сопротивление К функционального слоя 40 до термический обработки проверяет отношение

Кхе₄₀ ²-А<25хе₄₀ (отношение (2)) при А=580, или А=500, или А=400 и даже при А=200.

Кроме того, это отношение (2) проверяется с поверхностным удельным сопротивлением, измеренным после термической обработки.

Этот пример показывает, что можно комбинировать высокую селективность и низкую излучательную способность при упаковке, содержащей только один металлический функциональный слой из серебра, сохраняя при этом приемлемый эстетичный вид (Т_ь™ превышает 60%, Кменьше 30% и цвета являются нейтральными при отражении).

Кроме того, световое отражение Кь™, светопропускание Т_ь™, измеренные по осветителю Ό65, и цвета при отражении а_Кд* и Ь_Кд* в системе ЬАВ, измеренные по осветителю Ό65 со стороны подложки, при термической обработке существенно не изменяются.

При сравнении оптических и энергетических характеристик до термической обработки с этими же характеристиками после термической обработки не было выявлено никаких существенных ухудшений.

Таким образом, упаковка по примеру 4 является закаливаемой упаковкой в рамках изобретения, поскольку изменение светопропускания в видимой области меньше 5 и даже меньше 3.

Поэтому трудно различить подложки по примеру 4, подвергнутые термической обработке, от подложек по этому же примеру, не подвергавшихся термической обработке, когда их располагают рядом.

Кроме того, механическая прочность упаковки в соответствии с настоящим изобретением является очень высокой за счет присутствия защитного слоя 66.

Кроме того, общая химическая стойкость этой упаковки по примеру 4 в целом является хорошей.

Учитывая большую толщину слоя серебра (и, следовательно, низкое полученное сопротивление на

- 7 021052 квадрат), а также хорошие оптические свойства (в частности, светопропускание в видимой области), можно также использовать подложку с нанесенной на нее упаковкой в соответствии с настоящим изобретением для выполнения прозрачной подложки электрода.

Эту прозрачную электродную подложку можно применять для органического электролюминесцентного устройства, в частности, заменив слой 64 из нитрида кремния из примера 3 проводящим слоем (в частности, с удельным сопротивлением менее 10⁵ Ом-см) и, в частности, слоем на основе оксида. Этот слой может быть, например, слоем из оксида олова или на основе оксида цинка, в случае необходимости легированного А1 или Са, или на основе смешанного оксида, в частности оксида индия и олова ΙΤΟ, оксида индия и цинка ΙΖΟ, оксида олова и цинка δηΖη, в случае необходимости легированного (например, при помощи δ, Р). Это органическое электролюминесцентное устройство можно использовать для выполнения осветительного устройства или просмотрового устройства (экрана).

В целом, прозрачную электродную подложку можно использовать для нагревательного стекла, для любого электрохромного стекла, любого просмотрового экрана или для элемента солнечных батарей и, в частности, для задней стороны прозрачного элемента солнечных батарей.

Описание настоящего изобретения представлено в качестве примера. Разумеется, специалист может реализовать различные варианты изобретения, не выходя при этом за рамки патентной охраны, определенные формулой изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Упаковка тонких слоев для остекления, включающая стеклянную подложку (10), содержащую на своей главной стороне металлический функциональный слой (40) со свойствами отражения в инфракрасной области и/или в области солнечного излучения на основе серебра или металлического сплава, содержащего серебро, и два противоотражательных покрытия (20, 60), при этом упомянутые покрытия содержат, каждое, по меньшей мере один диэлектрический слой (22, 64) на основе нитрида кремния, возможно, легированного по меньшей мере одним другим элементом, таким как алюминий, при этом упомянутый функциональный слой (40) расположен между двумя противоотражательными покрытиями (20, 60), отличающаяся тем, что оптическая толщина е₆₀ в нм вышележащего противоотражательного покрытия (60), измеренная при длине волны 550 нм, равна е₆₀=5хе₄₀+а, где е₄₀ является геометрической толщиной в нм функционального слоя (40), такой, что 13<е₄₀<25, предпочтительно 14<е₄₀<18, и где α является числом, равным 25±15.

2. Упаковка по п.1, которая дополнительно содержит покрытие (30) нижней блокировки и покрытие (50) верхней блокировки, так что, с одной стороны, функциональный слой (40) нанесен на покрытие (30) нижней блокировки, располагаемое между нижележащим противоотражательным покрытием (20) и функциональным слоем (40), и, с другой стороны, функциональный слой (40) нанесен непосредственно под покрытием (50) верхней блокировки, располагаемым между функциональным слоем (40) и вышележащим противоотражательным покрытием (60).

3. Упаковка тонких слоев по п.1 или 2, отличающаяся тем, что α является числом, равным 25±10, и даже α является числом, равным 25±5.

4. Упаковка тонких слоев по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что удельное поверхностное сопротивление К в Омах функционального слоя является таким, что Кхе₄₀ ²-А<25хе₄₀, где α является числом, равным 580, даже 500, даже 450, даже 420, даже 200, даже 120.

5. Упаковка тонких слоев по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что отношение Е оптической толщины е20 в нм нижележащего противоотражательного слоя (20) к оптической толщине е60 в нм вышележащего противоотражательного слоя (60) предпочтительно является таким, что 0,3<Е<0,7 и даже 0,4<Е<0,6.

6. Упаковка тонких слоев по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что упомянутые диэлектрические слои (22, 64) на основе нитрида кремния, возможно легированного по меньшей мере одним другим элементом, таким как алюминий, имеют соответственно для диэлектрического слоя (22) на основе нитрида кремния нижележащего противоотражательного покрытия (20) геометрическую толщину от 5 до 25 нм и даже от 10 до 20 нм и для диэлектрического слоя (64) на основе нитрида кремния вышележащего противоотражательного покрытия (60) геометрическую толщину от 15 до 60 нм и даже от 25 до 55 нм.

7. Упаковка тонких слоев по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что последний слой нижележащего противоотражательного покрытия (20), наиболее удаленный от подложки, является слоем (26) смачивания на основе оксида, в частности на основе оксида цинка, возможно легированного по меньшей мере одним другим элементом, таким как алюминий.

8. Упаковка тонких слоев по п.7, отличающаяся тем, что нижележащее противоотражательное покрытие (20) содержит по меньшей мере один диэлектрический слой (22) на основе нитрида, в частности нитрида кремния и/или нитрида алюминия, и по меньшей мере один некристаллизованный слой (24) сглаживания, выполненный из смешанного оксида и входящий в контакт с вышележащим кристаллизованным слоем (26) смачивания.

9. Упаковка тонких слоев по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что покрытие (30) нижней бло- 8 021052 кировки и/или покрытие (50) верхней блокировки содержит тонкий слой на основе никеля или титана, имеющий геометрическую толщину такую, что 0,4 нм<е<1,8 нм.

10. Упаковка тонких слоев по п.9, отличающаяся тем, что по меньшей мере один тонкий слой на основе никеля и, в частности, слой покрытия (50) верхней блокировки содержит хром, предпочтительно при массовых количествах 80% Νί и 20% Сг.

11. Упаковка тонких слоев по п.9, отличающаяся тем, что по меньшей мере один тонкий слой на основе никеля и, в частности, слой покрытия (50) верхней блокировки содержит титан, предпочтительно при массовых количествах 50% Νί и 50% Τί.

12. Упаковка тонких слоев по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что покрытие (30) нижней блокировки и/или покрытие (50) верхней блокировки содержит по меньшей мере один тонкий слой на основе никеля в металлическом виде, если упаковка тонких слоев не подвергалась термической обработке выгибания и/или закалки после нанесения упаковки, при этом упомянутый сплав является, по меньшей мере, частично оксидированным, если упаковка тонких слоев подвергалась по меньшей мере одной обработке выгибания и/или закалки после нанесения упаковки.

13. Упаковка тонких слоев по любому из пп.9-12, отличающаяся тем, что тонкий слой на основе никеля покрытия (30) нижней блокировки и/или тонкий слой на основе никеля покрытия (50) верхней блокировки входит непосредственно в контакт с функциональным слоем (40).

14. Упаковка тонких слоев по любому из пп.1-13, отличающаяся тем, что последний слой вышележащего противоотражательного покрытия (60), наиболее удаленный от подложки, выполняют на основе оксида и предпочтительно наносят в субстехиометрическом количестве и, в частности, выполняют на основе титана (ΤίΘ_χ) или на основе смешанного оксида цинка и олова (8ηΖηΟ_χ).

15. Остекление, содержащее по меньшей мере одну упаковку тонких слоев по любому из предыдущих пунктов, при этом упомянутое остекление выполнено в виде монолитного или многослойного остекления типа двойного стеклопакета или тройного стеклопакета или многослойного остекления.

16. Остекление по п.15, отличающееся тем, что упаковка является выгнутой и/или закаленной.

17. Остекление по п.15 или 16, отличающееся тем, что, когда оно является двойным стеклопакетом, имеет селективность §>1,4 и даже §>1,4 или §>1,5 и даже §>1,5.

18. Способ изготовления упаковки тонких слоев по любому из пп.1-14, при этом упаковка содержит металлический функциональный слой (40) со свойствами отражения в инфракрасной области и/или в области солнечного излучения на основе серебра или металлического сплава, содержащего серебро, и два противоотражательных покрытия (20, 60), при этом упомянутые покрытия содержат, каждое, по меньшей мере один диэлектрический слой (22, 64) на основе нитрида кремния, возможно легированного по меньшей мере одним другим элементом, таким как алюминий, при этом упомянутый функциональный слой (40) располагают между двумя противоотражательными покрытиями (20, 60), отличающийся тем, что вышележащее противоотражательное покрытие (60) наносят по оптической толщине е₆₀ в нм, измеренной при длине волны 550 нм, е₆₀=5хе₄₀+а, где е₄₀ является геометрической толщиной в нм функционального слоя (40) и где α является числом, равным 25±15.

19. Способ по п.17 или 18, в котором дополнительно наносят покрытие (30) нижней блокировки и покрытие (50) верхней блокировки, так что, с одной стороны, функциональный слой (40) наносят на покрытие (30) нижней блокировки, располагаемое между нижележащим противоотражательным покрытием (20) и функциональным слоем (40), и, с другой стороны, функциональный слой (40) наносят непосредственно под покрытием (50) верхней блокировки, располагаемым между функциональным слоем (40) и вышележащим противоотражательным покрытием (60).