Регулирующие солнечное излучение покрытия с прерывающимся слоем металла

Регулирующие солнечное излучение покрытия с прерывающимся слоем металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

В этой заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США, порядковый номер 61/318471, поданной 29 марта 2010, которая полностью включена в настоящее изобретение посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, главным образом, относится к покрытиям, регулирующим солнечное излучение, и в одном конкретном варианте осуществления к регулирующему солнечное излучение покрытию, обладающему повышенным поглощением и несимметричным коэффициентом отражения.

Уровень техники

Покрытия, регулирующие солнечное излучение, известны в области архитектурных и автомобильных светопроницаемых изделий. Указанные покрытия, регулирующие солнечное излучение, блокируют или фильтруют выбранный диапазон электромагнитного излучения, такой как диапазон солнечного инфракрасного или солнечного ультрафиолетового излучения, чтобы снизить количество солнечной энергии, поступающей в транспортное средство или здание. Указанное уменьшение пропускания солнечной энергии помогает снизить нагрузку на охлаждающие устройства транспортного средства или здания. Применительно к автомобилям обычно требуется чтобы светопроницаемое изделие (например, лобового стекла) имело относительно высокий коэффициент пропускания видимого света, например больше чем 70 процентов, чтобы обеспечить пассажирам видимость из транспортного средства. Применительно к архитектуре коэффициент пропускания видимого света может быть меньше. В некоторых строительных приложениях может быть желательным иметь отражающую наружную поверхность для того, чтобы снизить видимость внутри здания с целью сохранения максимально возможной неприкосновенности частной жизни, в то время как еще обеспечивается поступление видимого света внутрь здания, а также обеспечивается видимость рабочим внутри здания. Кроме того, обычно указанная светопроницаемость ослабляется или проводится термическая обработка для повышения безопасности.

В одном известном случае архитектурного светопроницаемого изделия, на термически закаленную стеклянную подложку наносят регулирующее солнечное излучение покрытие, которое содержит поглощающий материал, такой как материал из никель-хромового сплава (например, Inconel^®), с целью поглощения видимого света для затемнения окна. Указанное светопроницаемое изделие также включает относительно толстый непрерывный отражающий в инфракрасной области слой металла для отражения солнечной энергии, такой как солнечная инфракрасная энергия. Однако проблема указанного известного светопроницаемого изделия состоит в том, что необходимо нарезать стеклянную подложку, придав ей желательную форму, и подвергнуть отпуску до нанесения покрытия. Если покрытие наносится до термообработки стеклянной подложки путем отпуска, то полученное покрытие становится помутневшим в ходе высокотемпературной обработки, необходимой для процесса отпуска. Такое помутнение является эстетически нежелательным.

Было бы желательно иметь возможность наносить покрытие, регулирующее солнечное излучение, на листы стекла, не подвергавшиеся отпуску, и транспортировать листы стекла изготовителю, который затем может нарезать листы желательного размера для конкретной работы, и затем подвергать отпуску или термической обработке нарезанные листы без вредного воздействия на эстетические свойства или характеристики контроля солнечного излучение для полученного светопроницаемого изделия.

Краткое изложение изобретения

В одном широком замысле изобретения покрытие согласно изобретению включает в себя один или несколько отражающих инфракрасное излучение непрерывных слоев металла в сочетании с субкритическим (то есть прерывающимся) слоем металла. Прерывающийся слой металла увеличивает поглощение видимого света покрытием и, в сочетании со слоями диэлектрика соответствующей толщины, также может обеспечить изделию с покрытием несимметричный коэффициент отражения.

Покрытие изобретения содержит множество металлических слоев, чередующихся с множеством слоев диэлектрика и, по меньшей мере, с одним из металлических слоев, содержащих субкритический металлический слой, имеющий прерывающиеся области металла.

Изделие с покрытием содержит подложку и пакет покрытия сверху, по меньшей мере, части подложки. Пакет покрытия содержит множество металлических слоев и множество слоев диэлектрика, где, по меньшей мере, один из металлических слоев содержит субкритический металлический слой, имеющий прерывающиеся области металла.

Другое изделие с покрытием содержит стеклянную подложку и покрытие, образовавшееся, по меньшей мере, на части стеклянной подложки. Указанное покрытие содержит первый диэлектрический слой, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части стеклянной подложки; непрерывный металлический слой, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части первого диэлектрического слоя; второй диэлектрический слой, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части первого металлического слоя; субкритический металлический слой, образовавшийся, по меньшей мере, сверху второго диэлектрического слоя, таким образом, чтобы субкритический металлический слой образовал прерывающиеся области металла; третий диэлектрический слой образовавшийся, по меньшей мере, сверху части субкритического металлического слоя; третий непрерывный слой металла, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части третьего диэлектрического слоя; третий диэлектрический слой, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части третьего слоя металла; и защитный слой, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части третьего металлического слоя.

Кроме того, изделие с покрытием содержит подложку и покрытие, которое включает в себя первый диэлектрический слой, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части подложки; первый металлический слой, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части первого диэлектрического слоя; второй диэлектрический слой, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части первого металлического слоя; второй металлический слой, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части второго диэлектрического слоя; и третий диэлектрический слой, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части второго металлического слоя. По меньшей мере, один из металлических слоев представляет собой субкритический металлический слой, имеющий прерывающиеся области металла.

Дополнительное изделие с покрытием содержит подложку и пакет покрытия, по меньшей мере, сверху части подложки. Пакет покрытия содержит первый диэлектрический слой; по меньшей мере, один прерывающийся металлический слой сверху первого диэлектрического слоя; и второй диэлектрический слой поверх прерывающегося металлического слоя. Дополнительно изделие с покрытием содержит подложку и покрытие, образовавшееся, по меньшей мере, сверху части подложки. Это покрытие включает в себя первый диэлектрический слой, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части подложки и содержащий слой оксида цинка сверху слоя станната цинка; первый, непрерывный слой металлического серебра, содержащий серебро сверху первого диэлектрического слоя; первый слой грунтовки сверху первого непрерывного слоя металлического серебра, причем первый слой грунтовки содержит титан; второй диэлектрический слой сверху первого слоя грунтовки, содержащий слой станната цинка поверх слоя оксида цинка; второй прерывающийся слой металлического серебра сверху второго диэлектрического слоя; второй слой грунтовки сверху второго прерывающегося слоя металлического серебра, содержащий никель-хромовый сплав; третий диэлектрический слой сверху второго слоя грунтовки, содержащий слой оксида цинка, слой станната цинка и другой слой оксида цинка; третий непрерывный слой металлического серебра сверху третьего диэлектрического слоя; третий слой грунтовки, содержащий титан сверху третьего непрерывного слоя металлического серебра; четвертый диэлектрический слой, содержащий слой станната цинка сверху слоя оксида цинка, поверх третьего слоя грунтовки; и защитное покрытие, содержащее диоксид титана сверху четвертого диэлектрического покрытия.

Архитектурное светопроницаемое изделие изобретения включает подложку, имеющую первый диэлектрический слой, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части подложки. Непрерывный металлический слой образуется, по меньшей мере, сверху части первого диэлектрического слоя. Второй диэлектрический слой образуется, по меньшей мере, сверху части первого металлического слоя. Субкритический металлический слой образуется, по меньшей мере, сверху части второго диэлектрического слоя, таким образом, чтобы субкритический металлический слой образовал прерывающиеся области металла. Третий диэлектрический слой образуется, по меньшей мере, сверху части субкритического металлического слоя. Металлы непрерывного металлического слоя и субкритического металлического слоя могут быть одинаковыми или различными металлами.

Другое архитектурное светопроницаемое изделие изобретения включает в себя стеклянную подложку с первым диэлектрическим слоем, образовавшимся, по меньшей мере, сверху части стеклянной подложки. Непрерывный первый металлический слой образуется, по меньшей мере, сверху части первого диэлектрического слоя. Второй диэлектрический слой образуется, по меньшей мере, сверху части первого металлического слоя. Второй слой металла (субкритический металлический слой) образуется, по меньшей мере, сверху части второго диэлектрического слоя таким образом, чтобы субкритический металлический слой образовал прерывающиеся области металла. Третий диэлектрический слой образуется, по меньшей мере, сверху части субкритического металлического слоя. Непрерывный третий слой металла образуется, по меньшей мере, сверху части третьего диэлектрического слой. Защитный слой образуется, по меньшей мере, сверху части третьего металлического слоя. Металлы непрерывного металлического слоя и субкритического металлического слоя могут быть одинаковыми или различными металлами. Четвертый диэлектрический слой образуется, по меньшей мере, сверху части третьего металлического слоя, под защитным слоем.

Дополнительное архитектурное светопроницаемое изделие содержит подложку с первым диэлектрическим слоем, образовавшимся, по меньшей мере, сверху части подложки. Непрерывный первый слой металла образуется, по меньшей мере, сверху части первого диэлектрического слоя. Поглощающий слой образуется, по меньшей мере, сверху части первого слоя металла. Указанный поглощающий слой включает в себя первую пленку нитрида кремния, слой металла, образовавшийся, по меньшей мере, сверху части первой пленки нитрида кремния, и вторую пленку нитрида кремния, образовавшуюся сверху слоя металла.

Другое архитектурное светопроницаемое изделие содержит стеклянную подложку с первым диэлектрическим слоем, образовавшимся, по меньшей мере, сверху части стеклянной подложки. Непрерывный первый слой металла образуется, по меньшей мере, сверху части первого диэлектрического слоя. Первый слой грунтовки образуется, по меньшей мере, сверху части первого слоя металла. Указанный первый слой грунтовки содержит многопленочный слой. Второй диэлектрический слой образуется сверху первого слоя грунтовки. Второй непрерывный слой металла образуется сверху второго диэлектрического слоя. Второй слой грунтовки образуется сверху второго слоя металла. Второй слой грунтовки содержит многопленочный слой. Первый и второй слои грунтовки могут содержать слой никель-хромового сплава (такого как Инконель) и слой металла, такого как титан.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет описано со ссылкой на следующие чертежи, в которых везде одинаковыми номерами позиций обозначены аналогичные детали.

Фигура 1 является видом сбоку (не в масштабе) изолированного стеклянного блока (ИСБ), имеющего покрытие изобретения;

фигура 2 является видом сбоку (не в масштабе) покрытия, включающего признаки изобретения;

фигура 3 является видом сбоку в разрезе (не в масштабе) субкритического слоя металла с грунтовочным слоем;

фигура 4 является видом сбоку (не в масштабе) другого покрытия, включающего признаки изобретения;

фигура 5 является видом сбоку (не в масштабе) дополнительного покрытия, включающего признаки изобретения;

фигура 6 является видом сбоку (не в масштабе) еще одного дополнительного покрытия, включающего признаки изобретения; и

фигура 7 является видом сбоку в разрезе (не в масштабе) дополнительного покрытия изобретения.

Описание предпочтительных вариантов изобретения

Используемые в изобретении термины пространства или направления, такие как "левый", "правый", "внутренний", "внешний", "выше", "ниже" и тому подобное, означают положения, которые показаны на чертежах. Однако следует понимать, что в изобретении могут быть приняты различные альтернативные ориентации, и поэтому указанные термины не следует считать ограничивающими. Кроме того, все указанные в изобретении числа, выражающие размеры, физические характеристики, параметры обработки, количество компонентов, условия процесса и тому подобное, используемые в описании и формуле изобретения, во всех случаях следует интерпретировать как модифицированные термином "приблизительно". Поэтому, если не указано обратное, численные значения, приведенные в следующем описании и формуле изобретения, могут изменяться в зависимости от желательных свойств, которые стремятся получить с использованием настоящего изобретения. Как минимум, и, не пытаясь ограничить изобретение теорией эквивалентов для объема притязаний, каждое численное значение необходимо рассматривать в свете количества приведенных значимых цифр и с использованием обычной методики округления. Более того, все указанные в изобретении диапазоны следует понимать как включающие начальное и конечное значения диапазона и любые, и все поддиапазоны, отнесенные к указанной группе. Например, указанный диапазон от "1 до 10" следует рассматривать, как включающий любые и все поддиапазоны между (и включительно) минимальным значением 1 и максимальным значением 10; то есть все поддиапазоны начиная с минимального значения 1 или больше и заканчивая максимальным значением 10 или меньше, например, от 1 до 3,3, от 4,7 до 7,5, от 5,5 до 10, и тому подобное. Кроме того, указанные в изобретении термины "образованный сверху", "осажденный сверху" или "полученный сверху" означают образован, осажден или получен на поверхности, но необязательно в контакте с поверхностью. Например, покрывающий слой, "образовавшийся сверху" подложки, не исключает наличия одного или нескольких других покрывающих слоев или пленок одинакового или различного состава, расположенных между образовавшимся покрывающим слоем и подложкой. Использованные в изобретении термины "полимер" или "полимерный" включают в себя олигомеры, гомополимеры, сополимеры и тройные полимеры, например полимеры, образовавшиеся из двух или более типов мономеров или полимеров. Термины "видимая область" или "видимый свет" относятся к электромагнитному излучению, имеющему длину волны в диапазоне от 380 нм до 800 нм. Термины "инфракрасный диапазон" или "инфракрасное излучение" относятся к электромагнитному излучению, имеющему длину волны в диапазоне больше чем от 800 нм до 100000 нм. Термины "ультрафиолетовая область" или "ультрафиолетовое излучение" означает электромагнитную энергию, соответствующую длине волны в диапазоне от 300 нм до меньше чем 380 нм. Кроме того, все ссылки на документы, такие как опубликованные патенты и патентные заявки (без ограничения указанным), следует рассматривать как "полностью включенные в изобретение посредством ссылки". Использованный в изобретении термин "пленка" относится к области покрытия, желательной или выбранной покрывающей композицией. "Слой" может включать одну или несколько "пленок", а "покрытие" или "пакет покрытия" может содержать один или несколько "слоев". Термин "несимметричная отражательная способность" означает, что коэффициент отражения видимого света с одной стороны покрытия отличается от коэффициента отражения с противоположной стороны покрытия. Термин "критическая толщина" означает толщину, выше которой покрывающий материал образует непрерывный, сплошной слой, и ниже которой покрывающий материал образует скорее прерывающиеся области или островки покрывающего материала, чем непрерывный слой. Термин "субкритическая толщина" означает толщину меньше критической толщины, так что покрывающий материал образует изолированные, не связанные области покрывающего материала. Термин "островковый" означает, что покрывающий материал не образует непрерывного слоя, а скорее указанный материал осаждается с образованием изолированных областей или островков.

С целью последующего рассмотрения изобретение будет обсуждаться со ссылкой на использование с архитектурным светопроницаемым изделием, таким как изолированный стеклянный блок (ИСБ), без ограничения указанным. Использованный в изобретении термин "архитектурное светопроницаемое изделие" относится к любому светопроницаемому изделию, расположенному в здании, такому как окна и застекленные крыши, без ограничения указанным. Однако следует понимать, что изобретение не ограничивается применением таких архитектурных светопроницаемых изделий, но согласно изобретению светопроницаемые изделия могут быть использованы в любой желательной области, такой как (без ограничения указанным) пластиковые или не пластиковые бытовые и/или промышленные окна, изолированные стеклянные блоки, и/или светопроницаемые изделия для наземных, воздушных, космических, надводных и подводных транспортных средств. Поэтому следует понимать, что конкретно описанные варианты осуществления приведены просто для объяснения общей концепции изобретения, и что изобретение не ограничено указанными конкретными вариантами осуществления. Кроме того, хотя обычное "светопроницаемое изделие" может обладать достаточным пропусканием видимого света, так что материалы можно рассматривать сквозь светопроницаемое изделие, на практике изобретения "светопроницаемое изделие" не обязательно должно быть прозрачным для видимого света, но может быть полупрозрачным или светонепроницаемым (матовым).

На фигуре 1 показано не ограничивающее светопроницаемое изделие 10, включающее признаки изобретения. Светопроницаемое изделие 10 может обладать пропусканием и/или отражением любого желательного излучения - видимого света, инфракрасного или ультрафиолетового излучения. Например, светопроницаемое изделие 10 может иметь любую желательную степень пропускания видимого света, например, от больше чем 0% до 100%.

Характерное светопроницаемое изделие 10 на фигуре 1 находится в виде традиционного изолированного стеклянного блока и включает в себя первый слой 12 с первой основной поверхностью 14 (поверхность №1) и противоположной второй основной поверхностью 16 (поверхность №2). В показанном не ограничивающем варианте осуществления, первая основная поверхность 14 облицовывает внешнюю сторону здания, то есть является внешней основной поверхностью, а вторая основная поверхность 16 облицовывает интерьер здания. Светопроницаемое изделие 10 также включает в себя второй слой 18, имеющий внешнюю (первую) основную поверхность 20 (поверхность №3) и внутреннюю (вторую) основную поверхность 22 (поверхность №4), причем расположен с промежутком от первого слоя 12. Указанная нумерация слоев поверхности находится в соответствии с традиционной практикой в области техники расположения окон. Первый и второй слои 12, 18 могут объединяться вместе любым подходящим способом, таким как адгезионное связывание в традиционной распорке рамы 24. Между двумя слоями 12, 18 образуется промежуток или камера 26. Камера 26 может быть заполнена выбранной атмосферой, такой как воздух, или не реагирующим газом, таким как аргон или криптон. Покрытие 30, регулирующее солнечное излучение (или любые другие покрытия, описанные ниже), образуется, по меньшей мере, сверху части одного из слоев 12, 18, такое как сверху, по меньшей мере, части №2 поверхности 16 или, по меньшей мере, части №3 поверхности 20 (без ограничения указанным). Хотя по желанию покрытие также может находиться на поверхности №1 или поверхности №4. Примеры изолированных стеклянных блоков имеются, например, в патентах США №№ 4193236; 4464874; 5088258;и 5106663.

В широкой практике изобретения слои 12, 18 светопроницаемого изделия 10 могут быть выполнены из одинаковых или различных материалов. Слои 12, 18 могут включать любой желательный материал, имеющий любые желательные характеристики. Например, один или несколько слоев 12, 18 могут быть прозрачными или просвечивающими для видимого света. Термин "прозрачный" означает, что имеется пропускание видимого света больше чем 0% и до 100%. Альтернативно, один или несколько слоев 12, 18 могут быть просвечивающими. Термин "просвечивающий" означает, что допускается сквозное пропускание электромагнитной энергии (например, видимого света), но указанная энергия рассеивается таким образом, что предметы на стороне, противоположной наблюдателю, видны не ясно. Примеры подходящих материалов включают (без ограничения указанным) пластические вещества (такие как акриловые полимеры, такие как полиакрилаты; полиалкилметакрилаты, такие как полиметилметакрилаты, полиэтилметакрилаты, полипропилметакрилаты, и тому подобное; полиуретаны; поликарбонаты; полиалкилтерефталаты, такие как полиэтилентерефталат (ПЭТ), полипропилентерефталаты, полибутилентерефталаты и тому подобное; полимеры, содержащие полисилоксаны; или сополимеры любых мономеров для получения указанных материалов, или их любые смеси); керамические подложки; стеклянные подложки; или смеси или комбинации любых из указанных выше материалов. Например, один или несколько слоев 12, 18 могут включать традиционное натрий-кальций-силикатное стекло, боросиликатное стекло или свинцовое стекло. Стекло может быть бесцветным стеклом. Термин "бесцветное стекло" означает бесцветное или не окрашенное стекло. Альтернативно, стекло может быть цветным или иначе окрашенным стеклом. Стекло может быть отожженным или термообработанным стеклом. Использованный в изобретении термин "термообработанное" означает, что стекло подвергается отпуску или, по меньшей мере, подвергается частичному отпуску. Стекло может быть любого типа, такое как традиционное полированное листовое стекло, и может иметь любой состав, может иметь любые оптические свойства, например любое значение видимого пропускания, ультрафиолетового пропускания, инфракрасного пропускания, и/или пропускания всей солнечной энергии. Термин "полированное листовое стекло" означает стекло, образовавшееся в результате традиционного флоат-процесса, в котором расплавленное стекло осаждается в ванне расплавленного металла и контролируемо охлаждается с образованием полированной узкой полосы листового стекла. Примеры способов получения полированного листового стекла раскрыты в патентах США №№4466562 и 4671155.

Каждый первый и второй слои 12, 18 могут быть, например, бесцветным полированным листовым стеклом или могут быть цветным или окрашенным стеклом, или один слой 12 или 18 может быть бесцветным стеклом, а другой слой 12 или 18 окрашенным стеклом. Примеры стекла, подходящего для первого слоя 12 и/или второго слоя 18, описаны в патентах США №№4746347; 4792536; 5030593; 5030594; 5240886; 5385872; и 5393593, однако они не ограничивают настоящее изобретение. Первый и второй слои 12, 18 могут иметь любые желательные размеры, например длину, ширину, форму или толщину. В одном типичном автомобильном светопроницаемом изделии, каждый первый и второй слои могут иметь толщину от 1 мм до 10 мм, например толщину от 1 мм до 8 мм, такую как от 2 мм до 8 мм, такую как от 3 мм до 7 мм, такую как от 5 мм до 7 мм, такую толщину как 6 мм. Не ограничивающие примеры стекла, которое может быть использовано при осуществлении изобретения, включают бесцветное стекло, Starphire®, Solargreen®, Solextra®, GL-20®, GL-35™, Solarbronze®, стекло Solargray®, стекло Pacifica®, стекло SolarBlue® и стекло Optiblue®, все эти марки стекла промышленно доступны на фирме PPG Industries Inc. of Pittsburgh, шт. Пенсильвания.

Покрытие 30 изобретения, регулирующее солнечное излучение, осаждается, по меньшей мере, сверху части, по меньшей мере, одной основной поверхности одного из стеклянных слоев 12,18. В примере, показанном на фигуре 1, покрытие 30 образуется, по меньшей мере, сверху части внутренней поверхности 16 наружного стеклянного слоя 12. Использованный в изобретении термин "покрытие, регулирующее солнечное излучение" относится к покрытию, состоящему из одного или нескольких слоев или пленок, которое оказывает влияние на солнечные характеристики изделия с покрытием, такие как (без ограничения указанным) количество солнечного излучения, например видимого, инфракрасного или ультрафиолетового излучения, отраженного от, поглощенного или пропущенного сквозь изделие с покрытием; коэффициент экранирования; излучательная способность, и др. Покрытие 30, регулирующее солнечное излучение, может блокировать, поглощать или фильтровать выбранные участки солнечного спектра, такие как ИК, УФ и/или видимая область спектра, без ограничения указанным.

Регулирующее солнечное излучение покрытие 30 может быть осаждено любым традиционным способом, таким как традиционное химическое осаждение из паровой фазы (ХОПФ) и/или физическая конденсация из паровой фазы (ФКПФ) (без ограничения указанным). Пример процесса ХОПФ включает струйный пиролиз. Примеры процессов ФКПФ включают: испарение электронным пучком и вакуумное напыление (такое как осаждение паровой фазы с магнетронным распылением (ОПМР)). Кроме того, могут быть использованы другие способы покрытия, такие как, без ограничения указанным, зольгелиевое осаждение. В одном не ограничивающем варианте осуществления, покрытие 30 может быть осаждено методом ОПМР. Примеры устройств и способов для ОПМР покрытия будут вполне понятны обычным специалистам в этой области техники, и они описаны, например, в патентах США №№4379040; 4861669; 4898789; 4898790; 4900633; 4920006; 4938857; 5328768; и 5492750. Островковый слой металла

Характерное не ограничивающее покрытие 30, регулирующее солнечное излучение согласно изобретению, показано на фигуре 2. Указанное типичное покрытие 30 включает основной слой или первый диэлектрический слой 40, осажденный сверху, по меньшей мере, части основной поверхности подложки (например, №2 поверхности 16 первого слоя 12). Первый диэлектрический слой 40 может быть единственным слоем или он может содержать больше одной пленки противоотражающих материалов и/или диэлектрических материалов, таких как оксиды металлов, оксиды металлических сплавов, нитриды, оксинитриды или их смеси (без ограничения указанным). Первый диэлектрический слой 40 может быть прозрачным для видимого света. Примеры подходящих оксидов металлов для первого диэлектрического слоя 40 включают оксиды титана, гафния, циркония, ниобия, цинка, висмута, свинца, индия, олова, и их смеси. Указанные оксиды металлов могут содержать небольшое количество других материалов, таких как марганец в оксиде висмута, олова в оксиде индия и т.д. Кроме того, могут быть использованы оксиды металлических сплавов или смеси металлов, такие как оксиды, содержащие цинк и олово (например, станнат цинка, который определен ниже), оксиды индий-оловянных сплавов, нитрид кремния, кремний-алюминиевые нитриды или нитриды алюминия. Дополнительно, могут быть использованы примесные металлоксиды, такие как оксиды олова с примесями сурьмы или индия или оксиды кремния с примесями никеля или бора. Первый диэлектрический слой 40 может быть фактически однофазной пленкой, такой как оксидная пленка металлического сплава, например станнат цинка, или может быть смесью фаз, состоящей из оксидов цинка и олова или может содержать множество пленок.

Например, первый диэлектрический слой 40 (или однослойная пленка, или многослойная пленка) может иметь толщину в диапазоне от 100 Å до 600 Å, такую как 200 Å до 500 Å, такую как от 250 Å до 350 Å, такую как от 250 Å до 310 Å, такую как от 280 Å до 310 Å, такую как 300 Å до 330 Å, такую как от 310 Å до 330 Å.

Первый диэлектрический слой 40 может содержать многопленочную структуру, имеющую первую пленку 42, например оксидную пленку металлического сплава, осажденную сверху, по меньшей мере, части подложки (такой как внутренняя основная поверхность 16 первого слоя 12) и вторую пленку 44, например металлоксидную или смешанную оксидную пленку, осажденную сверху первой оксидной пленки металлического сплава 42. В одном не ограничивающем варианте осуществления, первой пленкой 42 может быть оксид сплава цинка/олова. Термин "оксид сплава цинка/олова" означает как истинные сплавы, так и смеси оксидов. Оксид сплава цинка/олова может быть получен путем вакуумного напыления с магнетронным распылением из цинкового и оловянного катода. Один не ограничивающий катод может содержать цинк и олово в соотношениях от 5 до 95 масс.% цинка и от 95 до 5 масс.% олова, таких как от 10 до 90 масс.% цинка и от 90 до 10 масс.% олова. Однако также могут быть использованы другие соотношения цинка к олову. Одним подходящим оксидом металлического сплава, который может присутствовать в первой пленке 42, является станнат цинка. Термин "станнат цинка" означает композицию Zn_2/3Sn_1-XO_2-X (Формула 1), где "x" изменяется в диапазоне от больше чем 0 до меньше чем 1. Например, "x" может быть больше 0 и может быть любой частью или дробью между больше чем 0 и меньше чем 1. Например, когда x=2/3, формула 1 означает Zn_2/3Sn_1-XO_2-X, которая более привычно записывается как "Zn₂SnO₄". Пленка, содержащая станнат цинка, имеет одну или несколько видов формулы 1 в большом числе пленок.

Вторая пленка 44 может быть металлоксидной пленкой, такой как оксид цинка. Пленка оксида цинка может быть осаждена из цинкового катода, который включает другие материалы, чтобы усовершенствовать характеристики распыления катода. Например, цинковый катод может включать небольшое количество (например, до 10 масс.%, такое как до 5 масс.%) олова с целью улучшения распыления. В указанном случае полученная пленка оксида цинка может включать небольшое количество оксида олова, например до 10 масс.% оксида олова, или например, до 5 масс.% оксида олова. Здесь покрывающий слой, осажденный из цинкового катода, имеющего до 10 масс.% олова (добавленного для усиления проводимости катода), называется "пленкой оксида цинка", даже если может присутствовать небольшое количество олова. Полагают, что небольшое количество олова в катоде (например, равное или меньше чем 10 масс.%, такое как равное или меньше чем 5 масс.%») образует оксид олова во второй пленке 44, преимущественно из оксида цинка.

Например, первая пленка 42 может быть из станната цинка, а вторая пленка 44 может быть оксидом цинка (например, от 90 масс.% оксида цинка и 10 масс.% оксида олова). Например, первая пленка 42 может содержать станнат цинка, имеющий толщину в диапазоне от 50 Å до 600 Å, такую как 50 Å до 500 Å, такую как 75 Å до 350 Å, такую как от 100 Å до 250 Å, такую как от 150 Å до 250 Å, такую как от 195 Å до 250 Å, такую как от 200 Å до 250 Å, такую как от 200 Å до 220 Å.

Вторая пленка 44 может содержать оксид цинка, имеющий толщину в диапазоне от 50 Å до 200 Å, такую как 75 Å до 200 Å, такую как от 100 Å до 150 Å, такую как от 100 Å до 110 Å.

Первый металлический слой 46, отражающий тепло и/или излучение, может быть осажден сверху первого диэлектрического слоя 40. Первый отражающий слой 46 может включать отражающий металл, такой как металлическое золото, медь, палладий, алюминий, серебро или их смеси, сплавы или комбинации (без ограничения указанным). В одном варианте осуществления, первый отражающий слой 46 содержит слой металлического серебра, имеющий толщину в диапазоне от 50 Å до 300 Å, например, от 50 Å до 250 Å, например, от 50 Å до 200 Å, такую как от 70 Å до 200 Å, такую как от 100 Å до 200 Å, такую как от 125 Å до 200А, такую как от 150 Å до 185 Å. Первый металлический слой 46 является непрерывным слоем. Термин "непрерывный слой" означает, что покрытие образует непрерывную пленку материала и области не изолированного покрытия.

Первый слой грунтовки 48 расположен сверху первого отражающего слоя 46. Первый слой грунтовки 48 может быть единственной пленкой или многослойной пленкой. Первый слой грунтовки 48 может включать материал, захватывающий кислород, который может быть израсходован в ходе процесса осаждения, чтобы предотвратить разрушение или окисление первого отражающего слоя 46 в ходе процесса распыления или последующих процессов нагревания. Первый слой грунтовки 48 также может поглощать, по меньшей мере, часть электромагнитного излучения, такого как видимый свет, проходящий сквозь покрытие 30. Примеры материалов, используемых для первого слоя грунтовки 48, включают титан, кремний, диоксид кремния, нитрид кремния, оксинитрид кремния, никель-хромовые сплавы (такие как Инконель), цирконий, алюминий, сплавы кремния и алюминия, сплавы, содержащие кобальт и хром (например, Stellite®), и их смеси. Например, первый слой грунтовки 48 может быть из титана и может иметь толщину в диапазоне от 5 Å до 50 Å, например, от 10 Å до 40 Å, например, 20 Å до 40 Å, например, 20 Å до 35 Å.

Второй диэлектрический слой 50 расположен сверху первого отражающего слоя 46 (например, сверху первого слоя грунтовки 48). Второй диэлектрический слой 50 может содержать один или несколько металлоксидных пленок или пленок, содержащих оксид металлического сплава, такого что описан выше в связи с первым диэлектрическим слоем 40. Например, второй диэлектрический слой 50 может включать первую металлоксидную пленку 52, например пленку оксида цинка, осажденную сверху первого слоя грунтовки 48 и второй оксидной пленки металлического сплава 54, например пленки станната цинка (Zn₂SnO₄), осажденной сверху первой пленки оксида цинка 52. Сверху слоя станната цинка может быть осаждена необязательная оксидная пленка 56 третьего металла, например, другой слой оксида цинка.

Второй диэлектрический слой 50 может иметь общую толщину (например, толщину объединенных слоев) в диапазоне от 50 Å до 1000 Å, например, от 50 Å до 500 Å, например, от 100 Å до 370 Å, например, от 100 Å до 300 Å, например, от 100 Å до 200 Å, например, от 150 Å до 200 Å, например, от 180 Å до 190 Å.

Например, для многопленочного слоя, пленка оксида цинка 52 (и необязательная вторая пленка оксида цинка 56, если она присутствует) может иметь толщину в диапазоне от 10 Å до 200 Å, например, 50 Å до 200 Å, например, 60 Å до 150 Å, например, от 70 до 85 Å. Оксидный слой металлического сплава (станната цинка) 54 может иметь толщину в диапазоне от 50 Å до 800 Å, например, от 50 Å до 500 Å, например, от 100 Å до 300 Å, например, от 110 Å до 235 Å, например, от 110 Å до 120 Å.

Второй металлический слой 58 субкритической толщины (прерывающийся) расположен сверху второго диэлектрического слоя 50 (например, сверху второй пленки оксида цинка 56, если она присутствует, или сверху пленки 54 станната цинка, если пленка 56 отсутствует). Металлический материал, такой как металлическое золото, медь, палладий, алюминий, серебро, или смеси, сплавы, или их комбинации (без ограничения указанным), наносится толщиной меньше критической, так что образуются скорее изолированные области или островки материала, чем непрерывный слой материала. Установлено, что для серебра критическая толщина составляет менее 50 Å, например, меньше чем 40 Å, например, меньше чем 30 Å, такую как меньше 25 Å. Для серебра переход от непрерывного слоя к субкритическому слою происходит в диапазоне от 25 Å до 50 Å. Установлено, что медь, золото и палладий могут обладать сходной субкритической характеристикой в указанном диапазоне. Второй металлический слой 58 может включать любой один или несколько материалов, описанных выше в отношении первого отражающего слоя 46, но указанные материалы не находятся в виде непрерывной пленки. В одном не ограничивающем варианте осуществления, второй слой 58 включает в себя островки серебра, причем эти островки имеют эффективную толщину в диапазоне от 1 Å до 70 Å, например, от 10 Å до 40 Å, например, от 10 Å до 35 Å, например, от 10 Å до 30 Å, например, от 15 Å до 30 Å, например, 20 Å до 30 Å, например, 25 Å до 30 Å. Субкритический металлический слой 58 поглощает электромагнитное излучение в соответствии с Теорией плазмонного резонанса. Указанное поглощение, по меньшей