专利名称：：具有阳光性能的涂层组成的制作方法具有阳光性能的涂层组成发明领域本发明涉及能施用于基板以提供涂覆基板的涂层组成，所述涂覆的基板从基板的至少一侧表现出低的可见光透射和低的可见光反射。发明背景定义为具有低的可见光透射(即小于或等于50%)的调光玻璃(privacyglass)能用于各种应用中，例如汽车应用和建筑应用。通常地，对于可在建筑物中引入调光玻璃的位置没有限制。在一些汽车应用中，由于美国和一些其他国家的规定，调光玻璃仅能用于后窗和后面的边窗。典型的，用于调光玻璃的、涂覆的的或未涂覆的基板在电磁谱可见光范围内是高吸收或高反射的。例如，调光玻璃能够包括未涂覆的、在可见光区域内具有好的吸收性能的着色玻璃基板。可替换的，调光玻璃能够包括涂覆的、在可见光区域内具有好的反射性能的透明玻璃基板。在另一个可替换的实施方案中，调光玻璃能够包括由例如着色基板和透明、涂覆的基板形成的叠层制品。本发明提供一种能用于使玻璃基板转变成调光玻璃的新型涂层。本发明的涂覆的基板具有降低可见光反射，这满足了美学要求；同时在基板的至少一侧上在红外区域提供阳光反射，这减少了热负荷。发明概述在非限制性的实施方案中，本发明提供涂层组成，其包括红外反射层；在红外反射层上的底涂层；在底涂层上的介电层；和吸收层，其中吸收层可在红外反射层下或在介电层上。在另一非限制性的实施方案中，本发明是一种涂覆的基板，包括基板；在基板上的红外反射层；在红外反射层上的底涂层；在底涂层上的介电层；和吸收层，其中吸收层可在红外反射层下或在介电层上。在另一非限制性的实施方案中，本发明是一种用于形成涂层的方法，包括沉积红外反射层；在红外反射层上沉积底涂层；在底涂层上沉积介电层；和沉积吸收层，其中可在红外反射层下或在介电层上沉积吸收层，且其中当在0.16英寸厚的透明玻璃基板上沉积涂层时，从基板至少一侧，基板具有小于或等于50%的Lta和等于或小于52的L*。发明描述用于说明书和权利要求中的、所有用于表示尺寸、物理特征、组分质量、反应条件等的数字应理解为在所有情况下均通过术语"约"进行修饰。因此，除非相反的说明，在下面的说明书和权利要求中提出的数值可根据通过本发明试图获得的所需性能而变化。至少且不限制将等同原则应用于权利要求的范围，至少应考虑报道的主要数位的数字和通过应用普通舍入技术对每个数字参数进行解释。此外，这里公开的所有范围应理解为包括任何和所有包括在其中的子区域。例如，所述"1-10"范围应视为包括任何和所有在最小值1和最大值10(包括端值)之间的子区域；即从最小值1或大于1开始到最大值10或小于10结束的所有的子区域，例如1.0到7.8,3.0到4.5，6.3到10.0。如这里使用的，术语"在…上"，"在____L施用"，"在…上形成"，"在____L沉积，，，"在...上覆盖"和"在____h提供"意味着在表面上但不是必须与表面接触进行形成、覆盖、沉积或者提供。例如，在基板"上形成的"涂层不排除在形成的涂层和基板之间存在一层或多层其它相同或不同组成涂层的情况。例如，基板可包括如本领域技术人员所知的用于涂覆基板诸如玻璃或陶资的常规涂层。在非限制性的实施方案中，本发明提供涂层组成，包括一层或多层红外反射层、一层或多层底涂层、一层或多层介电层，和一层或多层能在电磁语可见光区域内吸收至少部分能量的吸收层。根据本发明，一层或多层红外反射层可包括本领域众所公知的金、铜、4艮及其混合物。根据本发明，可以釆用任何本领域中众所周知的标准技术如化学气相沉积("CVD，，)、喷雾热解、磁控'减射气相沉积("MSVD，，)来沉积一层或多层红外反射层。如果涂层由多于一层的不连续膜构成，可使用所述沉积技术沉积构成整个涂层的一些或所有的膜。在下面文献中描述了合适的CVD沉积方法，在这里通过引用引入美国专利4，853，257、4，971，843、5，536，718、5，464,657、5，599，387和5，948，131。在下面文献中描述了合适的喷雾热解沉积方法，在这里通过引用引入美国专利4，719，126、4,719,127、4，111，150和3，660，061。在下面文献中描述了合适的MSVD沉积方法，在这里通过引用引入美国专利4，379，040、4,861，669和4，900，633。该(一层或多层)红外反射层可具有任何厚度。在非限制性的实施方案中，每层红外反射层的厚度可在50A-200A，例如70A-160A或90A-130A的范围。根据本发明，在该(一层或多层)红外反射层上可以是一层或多层底涂层。底涂层用作牺牲层保护红外反射层不处于氧化条件。作为牺牲层，底涂层氧化而不是红外反射层氧化。在本发明非限制性的实施方案中，底涂层包括选自钛、锆及其混合物中的材料。可使用上述讨论的关于红外反射层的任何一种标准技术沉积(一层或多层)底涂层。该(一层或多层)底涂层可具有任何厚度。在非限制性的实施方案中，每层底涂层的厚度可在lA-60A，例如10A-3SA或uA-uA的范围。根据本发明，在该(一层或多层)底涂层上可以是一层或多层介电层。介电层可由单层膜或多层膜制得。用于介电层的合适材料包括但不限于金属氧化物、金属合金的氧化物、氮化物、氧氮化物或其混合物。合适的金属氧化物实例包括但不限于钛、铪、锆、铌、锌、铋、铅、铟、锡的氧化物及其混合物。此外，介电层可包括金属合金或金属混合物的氧化物，例如但不限于含锌和锡的氧化物、锢-锡合金氧化物、硅的氮化物、硅铝的氮化物，氧氮化物或铝的氮化物。在本发明非限制性的实施方案中，介电层包括含有锌/锡合金氧化物的金属合金氧化物膜。锌/锡合金可包括锌和锡，其比例为10重量%-90重量％锌和90重量％-10重量％锡。在本发明非限制性的实施方案中，介电层包括锡酸锌。术语"锡酸锌"指的是ZnH(式l)的组成,其中x大于0但小于1。例如，如果x=2/3,形成的锡酸锌将表示为Zn2/3Sn1/304/3，通常表示为"Zn2Sn(V，。含有锡酸锌的涂层具有占主要量的一层或多层根据式1的膜，即在涂层中锡酸锌的存在量多于任何其它材料。在本发明非限制性的实施方案中，介电层由例如锑、镍、硼、锰、铟等掺杂的材料构成。例如，介电层可包括锑或铟掺杂的氧化锡、镍或硼掺杂的氧化硅、锡掺杂的氧化锌等。如果在本发明实施方案中具有多于一层介电层，涂层中的介电层可具有相同组成或不同组成。可使用上述讨论的关于红外反射层的标准技术沉积本发明的(一层或多层)介电层。根据本发明，该(一层或多层)介电层可具有任何厚度。在非限制性的实施方案中，每层介电层的厚度可在200A-900A，例如250A-800A的范围。根据本发明，一层或多层吸收层可以在介电层上。吸收层能够吸收电磁语可见光区域内的至少部分能量，以尤其是减少涂覆基板的光透射。在本发明一非限制性的实施方案中，吸收层包括(a)在500nm处具有等于或小于1.0折射系数的金属和(b)在1000°K下具有大于或等于-100的AG。f的材料的合金和/或混合物。在1000°K下具有大于或等于-100的AG。f的材料的实例包括但不限于锡、铟、铜、锌及其混合物。吸收层的非限制性的实例是500nm处折射系数约0.2的银和锡的合金和/或混合物。在本发明的另一非限制性实施方案中，吸收层包括镍、不锈钢、铬、钼、鵠、铱、钢、铁、钴、钴和其混合物及合金。在本发明另一非限制性的实施方案中，吸收层包括氧化物、氮化物和碳化物。例如，吸收层可包括一种或多种选自铜、锰、钛、铁和铬的氧化物、氮化物和碳化物及其混合物和合金的材料。根据本发明，可使用上述讨论的关于红外反射层的任何标准技术沉积该一层或多层吸收层。其它众所周知的诸如等离子喷涂、电弧喷镀、铸造等沉积技术也可用于本发明。该(一层或多层)吸收层可具有任何厚度。在非限制性的实施方案中，每层吸收层的厚度可在20A-300A，例如50A-250A的范围。除了上面讨论的涂层组成外，本发明也包括涂覆有所述涂层的基板。根据本发明，可在基板上沉积上述涂层。合适的基板包括透明材料，例如但不限于玻璃、陶瓷等。在本发明的非限制性实施方案中，基板是通过常规浮法玻璃工艺制备的玻璃。在美国专利3，083，551、3，220，816和3，843，346中描述了合适的浮法工艺，在这里通过引用引入。在发明的另一非限制性实施方案中，基板是浮法玻璃带。在许多情况下，希望将吸收层尽可能远离光源，以至于不损害在涂层叠层中的具有反射性能的任何涂层的性质。在非限制性的实施方案中，本发明提供涂层，包括在基板上的吸收层；在吸收层上的第一介电层；在第一介电层上的第一红外反射层；在第一红外反射层上的第一底涂层；和在第一底涂层上的笫二介电层。所述的从"第一红外反射层"到"第二介电层，，涂层结构可重复任意次数以在基板上形成具有一层、两层、三层或更多层红外反射层的多层涂层。在另一非限制的实施方案中，本发明提供涂层，包括在基板上的第一红外反射层；在第一红外反射层上的第一底涂层；在第一底涂层上的第一介电层；和吸收层。所述的从"第一红外层"到"第一介电层，，涂层结构在包括吸收层前可重复任意次数以在基板上形成具有一层、两层、三层或更多层红外反射层的多层涂层。在一个非限制性的实施方案中，当施用在0.16英寸(4.lmm)厚的透明玻璃基板上时，涂层具有等于或小于70%可见光透射，例如等于或小于50%，或等于或小于40%，或者等于或小于20%。如这里所用的，术语"透明玻璃，，指的是O.16英寸厚的、具有可见光透射大于90%的玻璃基板。当施用于0.16英寸厚的透明玻璃基板时，涂层也可具有等于或小于52的亮度(根据C.I.E1931标准、使用光源D65和10。观察者测量的L*)，例如等于或小于40，或者等于或小于30。尽管在本发明中不需要，但本领域众所周知的保护性外涂层可以是涂层叠层中的最后的涂层。在一个非限制性的实施方案中，保护性外涂层可以是氧化铝和氧化硅的混合物，如在2001年10月22日提交的美国专利申请10/007382中描述的，该文献通过引用引入这里。保护性外涂层也可作为对某些材料如氧的阻挡层。通过改变涂层叠层中各涂层的厚度，可以调整诸如反射色、透射色等涂覆的基板的各种性能。本发明涂层的一个主要优点在于，能够在基板两侧显示出多种反射色。因为本发明涂层吸收可见光谱并减少涂层反射，因此涂覆的基板的各面可显示出不同的颜色。本发明涂覆的基板可用于各种汽车和建筑应用中。例如，涂覆的基板可用于汽车或卡车上的遮阳篷顶。涂覆的基板也可用于民用住宅和商用建筑中。在非限制性的实施方案中，在隔热玻璃(IG)单元中引入本发明的涂覆的基板，如本
技术领域：
所公知的。IG单元可包括通过间隔物组件而与第二玻璃基板间隔的第一玻璃基板。如本
技术领域：
所公知的，通过密封剂系统在适当位置保持基板以在两玻璃基板之间形成腔室。在美国专利4，193，236、4,464,874、5，088，258和5，106，663中/〉开合适的IG单元实例，所述文献通过引用引入这里。根据本发明的涂覆的基板可用于IG单元中的第一和/或第二玻璃基板。在非限制性的实施方案中，本发明涂覆的基板是第一基板，并且涂层在面向第二玻璃基板的表面上。本发明也包括制备上述涂覆的基板的方法。方法可包括在基板上沉积红外反射层；在红外反射层上沉积底涂层；在底涂层上沉积介电层；和在介电层上沉积吸收层。在非限制性的可替换的实施方案中，可在涂层叠层中的不同位置处沉积吸收层。本发明也包括在沉积涂层后，在涂覆的基板中形成吸收层的方法。更具体的，在非限制性的实施方案中，该方法包括沉积第一介电层；在第一介电层上沉积第一红外反射层；在第一红外反射层上沉积第一底涂层；在第一底涂层上沉积第二介电层，其中第二介电层包括在1000°K具有大于或等于-100的AG。f的材料；在第二介电层上沉积第二红外反射层；在第二红外反射层上沉积第二底涂层；在红外反射层上沉积可作为对氧的阻挡层的保护性外涂层；并加热涂层使得在第二介电层中的金属离子扩散遍及第二红外反射层。在加热步骤后包含扩散金属离子的红外反射层成为本发明的吸收层。依赖吸收层中扩散的金属离子的数量，吸收层的红外吸收性能将减小。通常，吸收层中的金属离子越多，层对红外辐射的反射越少。因此，通过控制扩散到吸收层中金属离子的数量，可以调节吸收层的吸收和反射性能。为了调节来自介电层的金属离子的数量，金属离子例如在加热过子，可在提供金属离子的介电层和金属离子扩散到其中P的红外反射层之间沉积阻隔层。在非限制性的实施方案中，阻隔层包括具有足够厚度以阻止金属离子扩散到红外反射层中的金属氧化物层。在本发明的非限制性实施方案中，阻隔层选自钛、铝、锆、锌和铪的氧化物。阻隔层可具有任何厚度。典型的，阻隔层具有最多60A，例如最多40A，例如最多20A的厚度。实施例包括下面非限制性的实施例以说明本发明。进行4组实施例。在实施例中，不沉积吸收层，而是通过锡酸锌介电层中的锡离子迁移进入第一红外反射层中形成吸收层，如下讨论的。通过下面方式进行实施例。在0.16英寸厚透明玻璃基板上通过MSVD沉积包括锡酸锌的第一膜和氧化锌覆盖膜的第一介电层。第一介电层的锡酸锌膜的厚度是276A，且氧化锌膜的厚度是160A。在第一介电层上沉积厚度118A的银第一红外反射层。在第一银层上沉积厚度30A的钛第一底涂层。在第一底涂层上沉积包括130A厚氧化锌膜和470A厚锡酸锌膜的第二介电层。在第二介电层上沉积厚度119A的银第二红外反射层。在第二底涂层上沉积厚度27A的钛第二底涂层。在第二底涂层上沉积包括130A厚氧化锌膜、483A厚锡酸锌膜和130A厚氧化锌膜的第三介电层。在第三介电层上沉积厚度为30A的包括40%氧化铝和60%氧化硅的外层。在第二介电层上(在笫二介电层和第二银层之间)沉积不同厚度的包括氧化钛(Ti02)的阻隔层。对于实施例l，阻隔层的厚度是20A。对于实施例2,该层的厚度是40A。对于实施例3，该层的厚度是60A。然后根据标准钢化条件加热涂覆的基板。认为在加热工艺中，第二介电层中的锡酸锌减少，且锡酸锌层的锡离子变得可移动并扩散到第二银层中。锡离子的扩散赋予银层的吸收性能并导致本发明吸收层的形成。如先前讨论的，阻隔层减少扩散到红外反射层中的锡离子的量。使用各种术语表征根据本发明的玻璃基板的性能。术语描述如下。在380-780nm波长范围以10nm间隔根据ASTM308E-90，使用C.I.E1931标准光源"A"测量光透射(LTA)。太阳紫外反射(SUVR)是由表面反射的紫外能量，并且在300-40Onm波长范围以5nm间隔进4亍测量。太阳红外反射(SIRR)是由表面反射的红外能量，并且在800-21OOnm波长范围以50nm间隔进行测量。总太阳能量透射(TSET)是透过基板的总的太阳能量，并且使用基于从300-2100nm以50nm间隔测量的透射的、ParryMoon气团(airmass)2.0阳光数据进行计算。使用基于测量的透射的ParryMoon气团2.Q阳光数据计算SUVR、SIRR和TSET。L'、a'、b'值基于CIE标准光源D65和10。观察者。在下表1中显示根据本发明涂覆的玻璃基板的性能。在表中，在选择测量的性能前出现"R1"或"R2"。"Rl，,指的是从基板涂覆侧观察而测量的性能。"R2"指的是从基板未涂覆侧观察而测量的性能。表l.根据本发明涂覆的基板的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>如表l中可以看出，0.16英寸厚度的根据本发明的涂覆的基板能表现出下面性能组合。通常，阻隔层越厚，扩散进入红外反射层中金属离子越少，且Lta越高，且SIRR越高(即，银层作为吸收层效果越差，其作为红外反射层的效果越好)。对于具有涂层的基板，其中涂层最初包括两层银层，其中一层随后转变为吸收层Lta可在30-65%，例如33-61%;Rl-L'可在35-50，例如37-48;且R2-L'可在41-47，例如42-45。也记录其它阳光性能，例如UV能量反射、IR能量反射和总的太阳光能量透射。对于实施例l-3涂覆侧，R1SUVR的范围在7-12。/。，例如8-11°/。，且R1SIRR的范围在28-55%，例如30-53%。对于实施例l-3未涂覆侧，R2SUVR的范围在4-6%，例如4.5-5.5%,且R2SIRR的范围在12-21%，例如13-18。/。。本领域技术人员能够理解的是，在没有脱离上述说明书公开的概念范围内可进行改变。认为这种改变包括在本发明的范围内。因此，上述详细描述的特别实施方案仅是用于说明而不限制由附加权利要求和其任何和全部等同范围给出的本发明范围。权利要求1.涂层组成，包括a.红外反射层；b.在红外反射层上的底涂层；c.在底涂层上的介电层；和d.吸收层，其中吸收层可以在红外反射层下或是在介电层上。2.根据权利要求1的涂层，其中吸收层包括(a)在500mn处具有等于或小于1.0的折射系数的金属和(b)在1000°K下具有大于或等于-100的AG。f的材料的合金和/或混合物。3.根据权利要求2的涂层，其中在1000°K下具有大于或等于-100的AG。f的材料选自锡、铟、铜、锌及其混合物。4.根据权利要求2的涂层，其中所述金属是银且所述材料是锡。5.根据权利要求1的涂层，其中吸收层包括一种或多种选自铜、锰、钛、钴、铁和铬的氧化物、氮化物和碳化物的材料及其混合物和合金。6.根据权利要求1的涂层，其中吸收层包括一种或多种选自镍、钴、铬、钢和及氧化物和其混合物的材料。7.根据权利要求1的涂层，其中使用选自CVD、喷雾热解和MSVD的方法沉积吸收层。8.根据权利要求1的涂层，其中吸收层具有20A-300A的厚度。9.根据权利要求1的涂层，其中介电层包括选自金属氧化物、金属合金氧化物、氮化物、氧氮化物和其混合物的材料。10.根据权利要求9的涂层，其中介电层包括选自钛、铪、锆、铌、锌、铋、铅、铟、锡的氧化物和其混合物的金属氧化物。11.根据权利要求9的涂层，其中介电层包括范围在10重量％-90重量％锌和90重量％-10重量％锡的锌/锡合金氧化物。12.根据权利要求1的涂层，其中红外反射层包括选自银、金和铜的材料。13.根据权利要求1的涂层，其沉积在0.16英寸厚的透明玻璃基板上，其中从基板至少一侧，基板具有小于或等于50%的Lta和等于或小于52的L'。14.涂覆的基板，包括a.基板；b.在基板上的红外反射层；c.在红外反射层上的底涂层；d.在底涂层上的介电层；和e.吸收层，其中吸收层可以在红外反射层下或在介电层上。15.根据权利要求14的涂覆的基板，其中吸收层包括(a)在500nm处具有等于或小于l.O折射系数的金属和(b)在1000。K下具有大于或等于-100的AG。f的材料的合金和/或混合物。16.根据权利要求14的涂覆的基板，其中基板是玻璃。17.形成涂层的方法，包括a.在基板上沉积红外反射层；b.在红外反射层上沉积底涂层；c.在底涂层上沉积介电层；和d.沉积吸收层，其中吸收层可沉积在红外反射层下或在介电层上，且其中当在0.16英寸厚的透明玻璃基板上沉积涂层时，从基板至少一侧，基板具有小于或等于50。/。的Lta，等于或小于52的"。18.根据权利要求17的方法，其中通过MSVD完成红外反射层的沉积。19.制备涂覆基板的方法，包括a.在基板上沉积包括在1000。K下具有大于或等于-100的AG。f材料的第一介电层；b.在第一介电层上沉积第一红外反射层；c.在第一红外反射层上沉积第一底涂层；d.在底涂层上沉积第二介电层；e.在第二介电层上沉积第二红外反射层；f.在第二红外反射层上沉积第二底涂层；g.在第二底涂层上沉积氧阻挡层；和h.加热沉积的涂层使得金属离子从至少一介电层扩散到至少一红外反射层中以形成吸收层。20.根据权利要求19的方法，还包括在介电层之一和红外反射层之一之间沉积阻隔层。全文摘要公开了涂层组成。涂层组成包括红外反射层；在红外反射层上的底涂层；在底涂层上的介电层；和吸收层，其中吸收层可在红外反射层下或在介电层上。文档编号C03C17/36GK101146750SQ200680009337公开日2008年3月19日申请日期2006年3月20日优先权日2005年3月21日发明者H·布海,J·J·芬雷,J·P·蒂尔申请人:Ppg工业俄亥俄公司