具有超材料包含层的涂覆制品、具有超材料包含层的涂层和/或其制造方法技术

本发明专利技术的某些示例性实施方案涉及具有超材料包含层的涂覆制品、具有超材料包含层的涂层和/或其制造方法。包含超材料的涂层例如可用于低辐射应用中，从而提供更真实的显色、低角度颜色依赖性和/或高光‑太阳能增益。该超材料材料可以是贵金属或其他材料，并且可借助于与该贵金属或其他材料以及被选择用作基质的材料相关联的表面张力使该层自组装。在某些示例性实施方案中，基于Ag的超材料层可设置在包含Ag的多个(例如，2个、3个或更多个)连续且不间断的层下方。在某些示例性实施方案中，包含TiZrOx的阻挡层可设置在包含Ag的相邻层之间，作为低‑E涂层中的最下层和/或作为低‑E涂层中的最上层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有超材料包含层的涂覆制品、具有超材料包含层的涂层和/或其制造方法
本专利技术的某些示例性实施方案涉及涂覆制品、与涂覆制品结合使用的涂层及其制造方法。更具体地，本专利技术的某些示例性实施方案涉及具有超材料包含层的涂覆制品、具有超材料包含层的涂层和/或其制造方法。包含超材料的涂层例如可用于低辐射应用中，从而提供更真实的显色、低角度颜色依赖性和/或高光-太阳能增益。
技术介绍
和
技术实现思路
涂覆制品是本领域已知的。涂覆制品已经用于例如窗户应用，诸如中空玻璃(IG)窗户单元、车窗等。在某些情况下，涂覆制品的设计者通常力求同时实现期望的可见光透射率、期望的颜色值、高光-太阳能增益(LSG，其等于可见光透射率(Tvis)除以太阳能得热系数(SHGC))值、低辐射(或低发射量)、低SHGC值和低薄层电阻(Rs)。高可见光透射率例如可使涂覆制品在某些窗户应用中更加理想。低辐射(低-E)、低SHGC、高LSG和低薄层电阻特性例如使此类涂覆制品可以阻挡大量的IR辐射穿过制品。例如，通过反射IR辐射，可以减少车辆或建筑物内部不期望的发热。然而，当光穿过涂覆制品时，例如由于入射的外部光被窗户的膜或基板改变，因此所感知的颜色并不总是“忠实”于原光(original)。颜色变化通常与角度有关。实际上，在包括低-E涂层的常规涂覆制品中，通常牺牲角度颜色来获得高LSG。应当理解，通常期望帮助确保所透射的显色是真实的，并且/或者降低角度着色与LSG之间的折衷的严重性或者甚至可能完全消除这种折衷。某些示例性实施方案解决这些和/或其他问题。“超材料”领域是一个新兴的
，并且被视为实现某些新技术的方式。已经作出一些努力以在各种应用中使用此类材料，诸如例如在卫星、汽车、航空航天和医疗应用中。超材料也已经开始在光学控制领域中显示出一些前景。然而，遗憾的是，在光学控制涂层等中使用超材料受到与不期望的表面等离子体共振或极化激元相关的损耗的困扰，并且可能导致热增益。就这一点而言，并且如本领域技术人员所知，共振波长是超材料表现出表面等离子体共振的波长。这通常伴随着透射率下降和反射率增加。某些示例性实施方案已经能够克服与在光学控制涂层中使用超材料相关联的这些问题。例如，某些示例性实施方案使用高折射率电介质和贵金属的组合，它们一起产生期望的共振。就这一点而言，建模数据已经表明近红外(NIR)光谱(例如，约700nm至1400nm)中的共振足以控制角度着色以及LSG的改善。因此，超材料可用于低-E涂层中，并且可使用溅射或其他技术来沉积层。应当理解，本文所述的超材料包含层包括不连续特征，所述不连续特征具有比单独分子和原子长但比光波长(通常在10nm至300nm的范围内)短的单独长度尺度，并且具有表现出通常在天然材料中未发现的性质的合成结构。在某些示例性实施方案中，提供了包括子波长尺寸金属岛的不连续沉积物的层，其中子波长尺寸例如小于最短可见波长(例如，小于约380nm)。应当理解，与某些示例性实施方案有关的通常在天然材料中未发现的性质可包括例如本文所讨论的期望的共振和角度着色、产生着色透射以模拟有色基板(例如，在宽范围的视角内一致地进行)、产生颜色或视敏度增强效果诸如可能与其中特定可见范围的波长被选择性地吸收的太阳镜一起使用等等。在某些示例性实施方案中，提供了一种涂覆制品。基板支撑多层低辐射(低-E)涂层。所述多层低-E涂层包括：多个子堆叠，其中每个所述子堆叠按照远离所述基板的顺序包括阻挡层、包含氧化锌的下部接触层、位于所述包含氧化锌的层上方并直接接触所述包含氧化锌的层的包含Ag的连续且不间断的层，以及位于所述包含Ag的层上方并直接接触所述包含Ag的层的上部接触层；以及超材料包含层，所述超材料包含层包含嵌入材料基质中的Ag，其中所述超材料包含层比每个所述子堆叠更靠近所述基板，并且所述超材料包含层中的Ag是不连续的。在某些示例性实施方案中，提供了一种涂覆制品。基板支撑多层低辐射(低-E)涂层。所述多层低-E涂层包括：多个子堆叠，其中每个所述子堆叠按照远离所述基板的顺序包括包含TiZrOx的阻挡层、包含氧化锌的下部接触层、位于所述包含氧化锌的层上方并直接接触所述包含氧化锌的层的包含Ag的连续且不间断的层，以及位于所述包含Ag的层上方并直接接触所述包含Ag的层的上部接触层；以及超材料包含层，所述超材料包含层包含嵌入材料基质中的Ag。所述超材料包含层中的所述Ag是基本上球形的或基本上椭圆形的，并且分布在整个所述基质材料中。在某些示例性实施方案中，提供了一种涂覆制品。基板支撑多层低辐射(低-E)涂层。所述多层低-E涂层包括：至少一个子堆叠，所述至少一个子堆叠按照远离所述基板的顺序包括阻挡层、包含氧化锌的下部接触层、位于所述包含氧化锌的层上方并直接接触所述包含氧化锌的层的包含Ag的连续且不间断的层，以及位于所述包含Ag的层上方并直接接触所述包含Ag的层的上部接触层；以及通过热处理而自组装的合成层，其中所述合成层包括嵌入基质中的材料的不连续岛状形成物，其中所述合成层比所述至少一个子堆叠更靠近所述基板，并且每个所述岛状形成物的主距离为10nm至300nm。在某些示例性实施方案中，提供了一种制造包括由玻璃基板支撑的多层低-E涂层的涂覆制品的方法。所述方法包括：在所述基板上形成多个子堆叠，其中每个所述子堆叠按照远离所述基板的顺序包括阻挡层、包含氧化锌的下部接触层、位于所述包含氧化锌的层上方并直接接触所述包含氧化锌的层的包含Ag的连续且不间断的层，以及位于所述包含Ag的层上方并直接接触所述包含Ag的层的上部接触层；以及形成超材料包含层，所述超材料包含层包含嵌入材料基质中的Ag，其中所述超材料包含层比每个所述子堆叠更靠近所述基板，并且所述超材料包含层中的Ag是不连续的。在某些示例性实施方案中，提供了一种制造包括由玻璃基板支撑的多层低-E涂层的涂覆制品的方法。所述方法包括：在所述基板上形成多个子堆叠，其中每个所述子堆叠按照远离所述基板的顺序包括包含Ti和/或Zr的氧化物的阻挡层、包含氧化锌的下部接触层、位于所述包含氧化锌的层上方并直接接触所述包含氧化锌的层的包含Ag的连续且不间断的层，以及位于所述包含Ag的层上方并直接接触所述包含Ag的层的上部接触层；以及经由热处理使合成层自组装，其中一旦自组装，所述合成层便包括嵌入基质中的包括Ag的材料的不连续岛状形成物。所述合成层中的所述Ag是基本上球形的或基本上椭圆形的，并且分布在整个所述基质中。在某些示例性实施方案中，提供了一种制造包括由玻璃基板支撑的多层低-E涂层的涂覆制品的方法。所述方法包括：形成至少一个子堆叠，所述至少一个子堆叠按照远离所述基板的顺序包括阻挡层、包含氧化锌的下部接触层、位于所述包含氧化锌的层上方并直接接触所述包含氧化锌的层的包含Ag的连续且不间断的层，以及位于所述包含Ag的层上方并直接接触所述包含Ag的层的上部接触层；以及形成超材料包含层，所述超材料包含层包含嵌入材料基质中的Ag，其中所述超材料包含层比所述至少一个子堆叠更靠近所述基板，并且其中所述超材料包含层中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂覆制品，所述涂覆制品包括：/n基板，所述基板支撑多层低辐射(低-E)涂层；/n其中所述多层低-E涂层包括：/n多个子堆叠，每个所述子堆叠按照远离所述基板的顺序包括阻挡层、包含氧化锌的下部接触层、位于所述包含氧化锌的层上方并直接接触所述包含氧化锌的层的包含Ag的连续且不间断的层，以及位于所述包含Ag的层上方的上部接触层；以及/n超材料包含层，所述超材料包含层包含嵌入材料基质中的Ag，所述超材料包含层比每个所述子堆叠更靠近所述基板，所述超材料包含层中的所述Ag是不连续的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180612 US 16/006,2231.一种涂覆制品，所述涂覆制品包括：
基板，所述基板支撑多层低辐射(低-E)涂层；
其中所述多层低-E涂层包括：
多个子堆叠，每个所述子堆叠按照远离所述基板的顺序包括阻挡层、包含氧化锌的下部接触层、位于所述包含氧化锌的层上方并直接接触所述包含氧化锌的层的包含Ag的连续且不间断的层，以及位于所述包含Ag的层上方的上部接触层；以及
超材料包含层，所述超材料包含层包含嵌入材料基质中的Ag，所述超材料包含层比每个所述子堆叠更靠近所述基板，所述超材料包含层中的所述Ag是不连续的。


2.根据权利要求1所述的涂覆制品，其中所述多层低-E涂层包括三个子堆叠，并且其中在每个子堆叠中，所述上部接触层任选地直接接触所述包含Ag的层。


3.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，其中每个所述子堆叠中的每个阻挡层都包含钛、锆和氧。


4.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，其中每个所述子堆叠中的每个上部接触层都包含Ni、Cr和/或Ti，或者它们的氧化物。


5.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，其中每个所述子堆叠中的每个上部接触层都包含NiTiNbO。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的涂覆制品，其中每个所述子堆叠中的每个上部接触层都包含NiTiNbO。


7.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，其中所述超材料包含层夹置在包含Ti和Zr的氧化物的层之间并被包含Ti和Zr的氧化物的层直接接触。


8.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，其中所述多层低-E涂层的最上层包含Ti和Zr的氧化物。


9.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，其中所述材料基质包含Nb。


10.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，其中所述材料基质包含Si。


11.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，其中对于与法线成0度至90度范围内的角度，所述涂覆制品的玻璃侧a*值和b*值各自变化不超过1.5。


12.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，其中对于与法线成0度至90度范围内的基本上所有角度，所述涂覆制品的玻璃侧a*值和b*值介于0和-1之间。


13.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，所述涂覆制品的光-太阳能增益(LSG)值为2至3，并且C值小于2。


14.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，其中对于与法线成0度至90度范围内的基本上所有角度，所述涂覆制品的玻璃侧a*值和b*值介于0和-1之间。


15.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，所述涂覆制品的光-太阳能增益(LSG)值为2至3，并且C值小于2。


16.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，其中所述超材料包含层中的所述Ag是基本上球形的，并且分布在整个所述基质材料中。


17.根据权利要求1至15中任一项所述的涂覆制品，其中所述超材料包含层中的所述Ag是基本上椭圆形的，并且分布在整个所述基质材料中。


18.一种涂覆制品，所述涂覆制品包括：
基板，所述基板支撑多层低辐射(低-E)涂层；
其中所述多层低-E涂层包括：
多个子堆叠，每个所述子堆叠按照远离所述基板的顺序包括包含Ti和Zr的氧化物的阻挡层、包含氧化锌的下部接触层、位于所述包含氧化锌的层上方并直接接触所述包含氧化锌的层的包含Ag的连续且不间断的层，以及位于至少所述包含Ag的层上方的上部接触层；以及
超材料包含层，所述超材料包含层包含嵌入材料基质中的Ag，其中所述超材料包含层中的所述Ag是基本上球形的或基本上椭圆形的，并且分布在整个所述基质材料中。


19.根据权利要求18所述的涂覆制品，其中每个所述子堆叠中的每个上部接触层都包含Ni、Cr和/或Ti，或者它们的氧化物。


20.根据权利要求18至19中任一项所述的涂覆制品，其中所述超材料包含层夹置在包含Ti和Zr的氧化物的层之间并被包含Ti和Zr的氧化物的层直接接触。


21.根据权利要求18至20中任一项所述的涂覆制品，其中所述多层低-E涂层的最上层包含Ti和Zr的氧化物。


22.根据权利要求18至21中任一项所述的涂覆制品，其中与所述基板直接相邻的层包含和Ti和Zr的氧化物。


23.根据任一前述权利要求所述的涂覆制品，其中所述超材料包含层中的所述Ag表现出表面等离子体效应，并且其中所述包含Ag的连续且不间断的层中的所述Ag不表现出表面等离子体效应。


24.一种涂覆制品，所述涂覆制品包括：
基板，所述基板支撑多层低辐射(低-E)涂层；
其中所述多层低-E涂层包括：
至少一个子堆叠，所述至少一个子堆叠按照远离所述基板的顺序包括阻挡层、包含氧化锌的下部接触层、位于所述包含氧化锌的层上方并直接接触所述包含氧化锌的层的包含Ag的连续且不间断的层，以及位于所述包含Ag的层上方并任选地直接接触所述包含Ag的层的上部接触层；以及
通过热处理而自组装的合成层，所述合成层包括嵌入基质中的材料的不连续岛状形成物，所述合成层比所述至少一个子堆叠更靠近所述基板，每个所述岛状形成物...

【专利技术属性】
技术研发人员：布伦特·博伊斯，帕特里夏·塔克，沙希·沙阿，塞萨尔·克拉韦罗，
申请(专利权)人：佳殿玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US