專利名稱：用于在基體上的改良涂層的非直角涂布器幾何結(jié)構(gòu)的制作方法
用于在基體上的改良涂層的非直角涂布器幾何結(jié)構(gòu)
背景技術(shù)：
I.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及ー種具有非直角涂布器幾何結(jié)構(gòu)的涂布裝置以改善基體上的涂層，并且更特別地，涉及相對玻璃帶表面設(shè)置化學(xué)氣相沉積(“CVD”)涂布器的涂布噴嘴，以使無論以順時針或逆時針方向相對涂布蒸氣流動的方向或玻璃帶移動的方向測量的來自涂布噴嘴的涂布蒸氣的流動方向與玻璃帶的移動方向的夾角大于0度且小于90度。2.技術(shù)討論向玻璃表面施加環(huán)境涂布層以選擇性地控制紫外線輻射、可見光和/或紅外線能量透射穿過玻璃。在現(xiàn)有技術(shù)中已知的ー個用于沉積環(huán)境涂層的涂布エ藝是化學(xué)氣相沉積(“CVD”)涂布エ藝。通常CVD涂布器裝置包括一對間隔開的氣幕入口狹縫或噴嘴，具有一個或多個在氣幕狹縫之間的涂布區(qū)域和對涂布區(qū)域進行排氣的設(shè)備。每ー個涂布區(qū)域包括 在一對間隔開的排氣狹縫或噴嘴之間的涂布噴嘴或狹縫。具有兩個或多個涂布區(qū)域的CVD涂布器通常具有在相鄰?fù)坎紘娮熘g和遠離相鄰?fù)坎紘娮斓呐艢猹M縫，以便在涂布噴嘴兩側(cè)提供排氣狹縫。涂布噴嘴和排氣狹縫各自具有跨越涂布器寬度的細長形出口開ロ。隨著涂布蒸氣移動通過涂布噴嘴并在玻璃帶表面上方向著排氣狹縫移動并進入排氣狹縫，在CVD涂布器的涂布噴嘴和排氣狹縫下方移動連續(xù)的玻璃帶。涂布器能夠安裝在玻璃成形室內(nèi)，例如，但不限于如美國專利第4，853，257號和第5，356，718號中所教導(dǎo)的，在這種情況下玻璃帶沿著朝向玻璃成形室出口端的下游方向的路徑移動，或者涂布器能夠安裝在玻璃成形室出口端和玻璃退火爐入口端之間，例如，但不限于如美國專利第4，584，206號和第4，900, 110號中的教導(dǎo)所論述的，在這種情況下玻璃帶沿著朝向玻璃退火爐入口端的下游方向的路徑移動。美國專利第4，584，206號；第4，853，257號；第4，900，110號和第5，356，718號在此通過參考引入。盡管目前可獲得的CVD涂布器和涂布エ藝在エ業(yè)上是可接受的，但是具有局限性。更特別和更詳細的論述將在下面的發(fā)明詳述中給出，碎片顆粒在涂布噴嘴的入口狹縫開ロ邊緣和/或排氣狹縫開ロ邊緣積累。該碎片減小了涂布噴嘴和/或排氣狹縫出口開ロ的寬度，這導(dǎo)致了流動的破壞，由于伯努利效應(yīng)，涂布蒸氣通過涂布噴嘴和/或排氣狹縫開ロ的流動降低或加速。涂布蒸氣流動的破壞或降低導(dǎo)致涂布層或膜具有涂布條紋。當(dāng)在涂布中觀察到涂布條紋時，可做的選擇包括，但不限于從涂布噴嘴和/或排氣狹縫的出口開ロ處移除碎片，和/或挽救涂布條紋每ー側(cè)的涂布玻璃并且丟棄具有涂布條紋的玻璃。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，停止涂布操作以從涂布噴嘴和/或排氣狹縫開ロ清除碎片，和/或丟棄具有顔色條紋的玻璃，對于解決問題來說都是昂貴的權(quán)宜之計。因此，在將涂層施加至玻璃帶時，使涂布エ藝的操作連續(xù)，同時將碎片對于涂布噴嘴和/或排氣狹縫出ロ開ロ的影響消除或最小化將是有利的。發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種氣相沉積涂布裝置，其中包括第一裝置和第二裝置，所述第一裝置用于沿第一方向路徑使基體移動通過涂布區(qū)域，其中通過涂布區(qū)域的該路徑由第一假想直線表示；涂布器包括涂布噴嘴和排氣狹縫，所述涂布噴嘴用于將涂布蒸氣引導(dǎo)至涂布區(qū)域，所述排氣狹縫用于從涂布區(qū)域移除蒸氣，其中涂布噴嘴和排氣狹縫彼此間隔開并且各自具有縱向軸；所述第二裝置用于相對該路徑間隔地安裝涂布器，其具有面向涂布區(qū)域的涂布噴嘴和排氣狹縫，其中垂直于涂布噴嘴和/或排氣狹縫的縱向軸的第二假想直線與第一假想直線的夾角范圍為大于O度至90度。本發(fā)明還涉及ー種化學(xué)氣相沉積涂布器，其腔室包含主表面、第一壁和相対的第ニ壁、以及從第一壁至第二壁延伸的中心線；位 于腔室主表面上的涂布噴嘴的狹長開ロ ；在腔室的第一壁和涂布噴嘴開ロ之間的、位于腔室主表面上的第一排氣狹縫的狹長開ロ，以及在腔室的第二壁和涂布噴嘴開ロ之間的、位于腔室主表面上的第二排氣狹縫的狹長開ロ，其中，涂布噴嘴的狹長開ロ、第一排氣狹長開口和第二排氣狹縫的狹長開ロ各自具有縱向軸，并且涂布噴嘴開ロ的縱向軸與腔室中心線的夾角大于0度且小于90度，和用于以氣體形態(tài)提供氣化的涂布混合物和使蒸氣移動通過腔室以及通過涂布噴嘴開ロ的裝置。本發(fā)明還進ー步涉及ー種在沿著通過涂布區(qū)域的路徑而移動的基體上沉積涂層的方法，其中，以第一直線方向使基體移動通過涂布區(qū)域，和當(dāng)它移動通過涂布區(qū)域吋，將涂布蒸氣引導(dǎo)至基體表面，其中，在基體表面上方的涂布蒸氣的流動線路為第二方向，其中第一方向與第二方向的夾角范圍大于0度且小于90度。本發(fā)明還涉及ー種通過實施本發(fā)明的方法制備的涂布制品。附圖簡述圖I是玻璃成形室的部分截面?zhèn)纫晥D，該玻璃成形室具有能用于實施本發(fā)明的化學(xué)氣相沉積裝置。圖2-4是涂布玻璃的側(cè)面放大的部分的視圖，其能夠根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)使用圖I中所示的化學(xué)氣相沉積裝置制備。圖5是能夠用于實施本發(fā)明的涂布器的表面的俯視圖；圖5顯示了涂布器的涂布噴嘴、排氣狹縫和氣幕噴嘴的位置。圖6是現(xiàn)有技術(shù)中公開的設(shè)置在玻璃帶上方的涂布噴嘴、氣幕噴嘴和排氣狹縫的俯視圖。圖I是顯示使用圖6中所示裝置從涂布噴嘴到排氣狹縫的涂布蒸氣流動的俯視圖。圖8是圖7中所示的涂布蒸氣流動方向、涂布噴嘴、排氣狹縫和玻璃帶路徑之關(guān)系的側(cè)面示意視圖。圖9是涂布噴嘴的仰視圖，其顯示了在噴嘴開ロ壁上的碎片。

圖10是與圖7的視圖相似的視圖，顯示了施加至玻璃帶表面的涂層中的條紋或缺陷。圖11是與圖7的視圖相似的視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)彼此相對設(shè)置的涂布噴嘴、排氣狹縫和玻璃帯。圖12是與圖2的視圖相似的視圖，顯示了使用圖6中所示的涂布裝置制備的涂布制品的涂層表面中的缺陷。圖13是與圖2的視圖相似的視圖，顯示了使用本發(fā)明的涂布裝置例如，但不限于圖11中所示的涂布裝置制備的涂布制品的涂層表面中的缺陷。圖13中所示的缺陷明顯小于圖12中所示的缺陷。圖14和15是根據(jù)本發(fā)明非限定實施方案的相對于玻璃帶設(shè)置的涂布器的俯視圖。圖16和17是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)為彼此相對移動而安裝的涂布器和玻璃薄板的側(cè)面視圖。發(fā)明詳述在本文中使用的空間或方向術(shù)語，例如“內(nèi)部”、“外部”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”、“垂直”等，如附圖中所示那樣與本發(fā)明相關(guān)。但是，顯而易見本發(fā)明能夠呈現(xiàn)多種可選擇的方位，并且，因此，這些術(shù)語不能認為是限定性的。進ー步，在說明書和權(quán)利要求中使用的所有表示尺寸、物理特性等的數(shù)字將理解為在所有實例中用術(shù)語“約”來修飾。因此，除非相反的表示，在下面說明書和權(quán)利要求中列出的數(shù)值能夠通過本發(fā)明根據(jù)期望和/或?qū)で螳@得的特性而變化。至少，并且不是試圖將等同原則的應(yīng)用限定于權(quán)利要求的范圍，每ー個 數(shù)字參數(shù)應(yīng)至少根據(jù)所報告的有效數(shù)字的數(shù)目并采用通常的舍入方法來解釋。而且，所有本文中公開的范圍將理解為包括包含在其中的任一和所有的子范圍。例如，一定的范圍“I到10”應(yīng)該認為包括最小值I和最大值10之間的任一和所有的子范圍并包括最小值I和最大值10 ;也就是說，所有以最小值I或大于I開始的子范圍和以最大值10或小于10結(jié)束的子范圍，例如I到6. 7，或3. 2到8. 1，或5. 5到10。同樣，在本文中使用的術(shù)語“上方移動”和“上方設(shè)置”表示在上面移動和設(shè)置但不必須與表面接觸。例如，ー個表面、制品、膜或組件在另ー個表面、制品、膜或制品的組件的“上方移動”和“上方設(shè)置”不排除材料分別在制品表面之間或在制品的組件之間存在。在討論本發(fā)明的幾個非限定實施例之前，應(yīng)理解本發(fā)明在其應(yīng)用中不限于在本文中所示和討論的特別的非限定實施例的細節(jié)，因為本發(fā)明可以是其它的實施例。進ー步，本文中使用的用于討論本發(fā)明的術(shù)語目的是描述而非限定。更進一歩，除非另外表示，在下述討論中相同的數(shù)字表示相同的元件。將使用化學(xué)氣相沉積(“CVD”)涂布エ藝討論本發(fā)明的非限定實施例，該エ藝在基體表面或上方沉積摻雜或非摻雜的氧化錫膜或?qū)印Ｈ缈梢岳斫獾?，本發(fā)明不限于涂布エ藝、基體、涂布層和/或涂布的產(chǎn)品。更特別地，涂布エ藝可為任何涂布エ藝，其通過在基體表面上方移動的涂布蒸氣或氣體的流動施加涂布膜或?qū)?，例如，但不限于，美國專利?，356，718號中公開的涂布エ藝，且基體可采用任何材料來制備，例如，但不限于透明或有色玻璃、塑料、金屬和木材。涂布層可為，但不限于玻璃基體上方的氧化錫膜；玻璃基體上或上方的抗暈色或顔色抑制膜或?qū)由戏降难趸a膜；玻璃基體上或上方的摻雜的氧化錫膜，例如，但環(huán)限于PPG Industries, Inc.出售的Sungate 300涂布玻璃，其包括玻璃基體表面上的氟摻雜氧化錫膜，和玻璃基體上或上方的底層膜上方的摻雜氧化錫膜，例如，但不限于 PPG Industries,Inc. 出售的Sunga te 500涂布玻璃，其包括玻璃基體表面上的抗暈色膜上的氟摻雜氧化錫膜。該產(chǎn)品可用涂布玻璃制備，包括，但不限于用于低輻射率窗ロ、薄膜光電應(yīng)用、電觸摸面板的涂布玻璃，涂布瓶，涂布透明體，用于防霧商業(yè)冰箱門和用于飛機玻璃窗的電加熱玻璃。參考圖1，本發(fā)明的CVD涂布裝置和エ藝的ー個非限定實施例包括連續(xù)玻璃帶22的表面20，連續(xù)玻璃帶22漂浮在熔融金屬液24上并且沿箭頭23的方向移動。熔融金屬液包含在玻璃成形室26中，例如，但不限于美國專利第3，333，936號和第4，402，722號中公開的類型；這些專利的公開內(nèi)容在此通過參考引入。隨著玻璃帶22在CVD涂布器28，例如第一 CVD涂布器下方移動，抗暈色或顏色抑制膜30被施加到玻璃帶22的表面32上(同樣參見圖2)。玻璃帶22在箭頭23的方向上的連續(xù)移動使玻璃帶22在CVD涂布器34，例如第二 CVD涂布器下方移動，以便將氟摻雜氧化錫膜36施加到抗暈色膜30的表面38上(參見圖2)。在本發(fā)明的優(yōu)選應(yīng)用中，抗暈色或顏色抑制膜30為氧化錫和氧化硅的梯度層，并且是美國專利第5，356，718號和第5，863，337號中公開的類型，這些專利在此通過參考引入?？箷炆蝾喩种颇?0中氧化硅的百分比隨著離玻璃帶22的表面32的距離的增加而降低，以提供梯度抗暈色或顔色抑制膜30，該梯度抗暈色或顔色抑制膜30在玻璃帶的表面
32處具有100%氧化硅并且在抗暈色或顏色抑制膜30的表面38處具有100%氧化錫(如圖2所示)。關(guān)于抗暈色或顔色抑制膜30的化學(xué)組成和性質(zhì)以及應(yīng)用的詳細討論可以參考美國專利第5，356，718號和第5，863，337號。如可以理解的，本發(fā)明不限于梯度抗暈色或顔色抑制膜，并且本發(fā)明期望具有多個均一的氧化錫和氧化硅膜的抗暈色或顔色抑制層。更特別地并且不對本發(fā)明構(gòu)成限定，圖3中顯示了抗暈色或顔色抑制層42，其具有與氧化硅膜50和51交替的氧化錫膜44和46。為了詳細討論具有多個均一的氧化硅和氧化錫膜的抗暈色或顔色抑制層，可以參考申請日為1999年11月5日的美國專利申請系列第09/434，823號，該專利申請在此通過參考引入。任選地，如圖4中所示，抗暈色或顔色抑制膜30和層42可省略，并且氧化錫或氟摻雜氧化錫膜36可直接施加到玻璃帶22的表面32上。參考圖5，與玻璃流26的方向(參見圖I)相關(guān)的用于施加抗暈色或顏色抑制膜30 (參見圖2)，或?qū)?2 (參見圖3)的CVD涂布裝置28具有細長的排氣狹縫，位于每個細長的涂布噴嘴的上游和下游，例如并且不對本發(fā)明構(gòu)成限定，排氣狹縫54在涂布噴嘴56的上游；排氣狹縫58在涂布噴嘴56的下游和涂布噴嘴60的上游；排氣狹縫62在涂布噴嘴60的下游和涂布噴嘴64的上游，并且氣狹縫66在涂布噴嘴64的下游。從排氣狹縫54、58、62和66流出的氣流分別移動通過管道67-70至處理區(qū)域并根據(jù)地區(qū)、州和聯(lián)邦環(huán)境規(guī)定處理。涂布裝置28還包括氣幕噴嘴72，位于最外側(cè)上游排氣狹縫，例如排氣狹縫54的上游，和氣幕噴嘴74，位于最外側(cè)下游排氣狹縫，例如排氣狹縫66的下游。惰性氣體，例如氮氣移動通過氣幕噴嘴72和74以提供惰性氣體屏障或幕簾，以阻止或限制涂布蒸氣或氣體從涂布噴嘴56、60和64移動進入玻璃成形室26的氣氛中，并阻止或限制玻璃成形室的氣氛移動進入涂布器和玻璃帶22的表面32之間的空間內(nèi)。如下面更詳細討論的，氣幕噴嘴72和74，排氣狹縫54、58、62和66，以及涂布噴嘴56、60和64，每ー個都具有狹長的出ロ開ロ，或細長的出口開ロ 102。參考圖1，用于施加氟摻雜氧化錫膜36 (參見圖2-4)的CVD涂布裝置34具有位于涂布噴嘴80上游的排氣狹縫78，和位于涂布噴嘴80下游的排氣狹縫82。移動通過排氣噴嘴78和82的流出氣流分別移動通過管道84和86，并適當(dāng)處理，例如申請日為2009年3月31日的美國專利申請系列第12/414，818號中所公開的。涂布裝置34還包括位于最外側(cè)上游排氣狹縫78的上游的氣幕噴嘴72，和位于最外側(cè)下游排氣狹縫82的下游的氣幕噴嘴74 (參見圖6)。
為了清楚起見，涂布器28 (參見圖I和5)的涂布噴嘴56、60和64 ;排氣狹縫54、58,62和66 ;和氣幕噴嘴72和74以及涂布器34(參見圖I和6)的涂布噴嘴80、排氣狹縫78和82，和氣幕噴嘴72和74的狹縫或開ロ 102的寬度命名為“WN”。涂布器28的涂布噴嘴56、60和64 ;排氣狹縫54、58、62和66 ;和氣幕噴嘴72和74以及涂布器34的涂布噴嘴80、排氣狹縫78和82，和氣幕噴嘴72和74的狹長或細長開ロ 102的長度命名為“LN”。名稱“ WN”和“ LN”僅用于表示涂布噴嘴56并僅在圖5和9中示出。涂布器28 (參見圖5)和涂布器34(參見圖I)的寬度命名為“WC”，并且涂布器28 (參見圖5)和涂布器34(參見圖I)的長度命名為“LC”。名稱” WC”和“ LC”僅在圖5中示出并僅用于表示涂布器28。如現(xiàn)在可以理解的，涂布器28和34的涂布噴嘴，排氣狹縫和氣幕噴嘴是在它們各自的涂布器寬度(WC)上具有細長的出口開ロ的噴嘴和具有細長的出口開ロ的狹縫。本發(fā)明不限定噴嘴和狹縫的出口開ロ 102的長度和寬度，以及噴嘴和狹縫的出ロ開ロ 102的寬度。噴嘴或狹縫開ロ的長度可以彼此相同或彼此不同。在本發(fā)明的一個非限定實施例中，涂布噴嘴56、60和64的開ロ寬度相同；這些涂布噴嘴開ロ的長度相同；排氣 狹縫54、58、62和66的開ロ寬度相同；這些排氣狹縫開ロ的長度相同；氣幕噴嘴72和74的開ロ寬度相同；且這些氣幕噴嘴開ロ的長度相同。在本發(fā)明的另ー個非限定實施例中，氣幕噴嘴72和74的開ロ長度彼此相同并大于排氣狹縫54、58、62和66的開ロ長度；這些排氣狹縫的開ロ長度彼此相同并大于涂布噴嘴56、60和64的開ロ長度，并且這些氣幕噴嘴、涂布噴嘴和排氣狹縫的開ロ寬度度彼此相同。對于每一個涂布器28和34本發(fā)明不限定涂布噴嘴和排氣狹縫的數(shù)目。在本發(fā)明優(yōu)選的非限定實施例中，涂布器28和涂布器34可具有ー個或多個涂布噴嘴。更特別地，為了制備與Sunga te 500涂布玻璃相似類型的涂布玻璃，現(xiàn)有技術(shù)的用于沉積梯度抗暈色或顔色抑制膜32的CVD涂布器在氣幕狹縫之間具有3個涂布噴嘴和4個排氣狹縫(參見圖5)，并且現(xiàn)有技術(shù)的用于沉積氟摻雜氧化錫膜的CVD涂布器在氣幕狹縫之間具有7個涂布噴嘴和8個排氣狹縫(參見圖15)。繼續(xù)參考圖5，在本發(fā)明的ー個非限定實施例中，涂布噴嘴上游的排氣狹縫相對該涂布噴嘴間隔的距離大于該涂布噴嘴下游的排氣狹縫相對該涂布噴嘴間隔的距離，例如，但不對該討論構(gòu)成限定，涂布噴嘴56上游的排氣狹縫54相對涂布噴嘴56間隔的距離大于涂布噴嘴56下游的排氣狹縫58相對涂布噴嘴56的間隔的距離。但是，本發(fā)明不限定涂布器28和34、涂布噴嘴、排氣狹縫、和/或氣幕噴嘴之間的間距，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員具有選擇間距的知識以使它們的涂布實施最優(yōu)化。進ー步，本發(fā)明不限定涂布噴嘴、排氣狹縫、和/或氣幕噴嘴的開ロ尺寸，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員具有選擇狹縫和噴嘴開ロ尺寸的知識以使它們的涂布實施最優(yōu)化。更進一歩，本發(fā)明不限定在實旋本發(fā)明中使用的涂層前驅(qū)體，也不限定所得到的涂層的組成。在本發(fā)明的ー個非限定實施例中，本發(fā)明的實施中使用在美國專利第5，356，718號和第5，599，387號中和美國專利申請系列第09/434，823號中公開的涂層前驅(qū)體類型。在本發(fā)明的ー個非限定實施例中，隨著玻璃帶22在涂布器28下方移動，在玻璃帶22的表面32 (參見圖4)上方的施加抗暈色或顔色抑制膜30或?qū)?2 (參見圖2和3)的涂層前驅(qū)體被蒸發(fā)。該已蒸發(fā)的涂層前驅(qū)體移動進入涂布器28，并且然后通過兩個或多個涂布噴嘴56、60和64至玻璃帶22的表面32，以在玻璃帶22的表面32 (參見圖4)上方施加抗暈色或顔色抑制膜30或?qū)?2 (參見圖2和3)。涂布蒸氣、反應(yīng)蒸氣和氣體通過排氣狹縫54、58、62和66從涂布噴嘴的涂布區(qū)域移除。玻璃帶22沿路經(jīng)23連續(xù)移動并在涂布器34的下方移動。用于在抗暈色膜30或?qū)?2上方施加氟摻雜氧化錫膜36的涂層前驅(qū)體被蒸發(fā)。該已蒸發(fā)的涂層前驅(qū)體移動進入涂布器34，并且然后通過涂布噴嘴80至膜30或?qū)?2，以在抗暈色膜或顔色抑制膜32或?qū)?2 (參見圖2和3)上方施加氟摻雜氧化錫膜36。涂布蒸氣、反應(yīng)蒸氣和氣體通過排氣狹縫78和82從涂布噴嘴80的涂布區(qū)域移除。在本發(fā)明的ー個非限定實施例中，按照一定尺寸設(shè)定涂布器28和34的涂布噴嘴和排氣狹縫的長度，使得涂布器28和34的涂布噴嘴和排氣狹縫不超過玻璃帶22的邊緣132 (圖14中所示)而延伸，使得涂布蒸氣不被引導(dǎo)至熔融金屬液24(參見圖I)上?，F(xiàn)在對蒸氣或氣體從涂布器的涂布噴嘴移出到玻璃帶表面32(參見圖I)上方并且進入涂布噴嘴每ー側(cè)的排氣狹縫內(nèi)的流動路徑進行討論。在下面的討論中，討論涂布器34的涂布噴嘴80的涂布區(qū)域，除非另外表示，當(dāng)存在時，應(yīng)理解為該討論適合于涂布器28的涂布噴嘴56、60和64的涂布區(qū)域和涂布器34的附加涂布區(qū)域。在此使用的術(shù)語“涂布區(qū)域”含義為由涂布噴嘴上游最近的排氣狹縫，和涂布噴嘴下游最近的排氣狹縫定義的區(qū)域。參考圖6，涂布噴嘴80的涂布區(qū)域用數(shù)字88標(biāo)記并且在上游排氣狹縫78和下游排氣狹縫82之間。為了討論容易，涂布區(qū)域，例如涂布區(qū)域88具有涂布噴嘴80和排氣狹縫78之間的上游部分90，和涂布噴嘴80和排氣狹縫82之間的下游部分92。為了更好地理解本 發(fā)明，討論了涂布區(qū)域88的下游部分92的涂布活動，除非另外表示，應(yīng)理解為該討論適合于上游部分90。如所能理解的，當(dāng)考慮涂布區(qū)域88的上游部分90時，包括如圖6中所示的涂布噴嘴80，并且當(dāng)考慮涂布區(qū)域88的下游部分92時，包括如圖7所示的涂布噴嘴80?，F(xiàn)在對現(xiàn)有的采用CVD涂布裝置實施涂布玻璃帶的缺點進行討論。參考圖7和8，在涂布區(qū)域88的下游部分92中的涂布蒸氣的流動以例如由直線箭頭94指示的下游方向的方向從涂布噴嘴80移動至排氣狹縫82。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，涂布蒸氣的流動由直線箭頭94顯示以指示方向；但是，涂布蒸氣作為氣態(tài)蒸氣以直線箭頭的方向在玻璃帶20的表面32的上方移動。從涂布噴嘴80至下游排氣狹縫82的涂布蒸氣的流動，也就是通過涂布區(qū)域88的下游部分92 (參見圖7)，既是層流也是湍流。特別參考圖8，顯示了穿過涂布噴嘴80的縱向軸97的平面96，和穿過排氣狹縫82的縱向軸97 (所示的縱向軸97僅用于涂布噴嘴80，并僅在圖9中示出)的平面98。平面96和98相互平行。由箭頭23指示的帶的方向和由直線箭頭94 (僅圖8中顯示ー個)指示的涂布區(qū)域88的下游部分92中的涂布線或氣態(tài)涂布流方向垂直于平面96和98。該裝置的缺點是由于在涂布噴嘴上碎片積累造成的涂布噴嘴的開ロ 102的寬度的任何減小使得涂布噴嘴的開ロ 102的寬度減小并導(dǎo)致涂層中的條紋。更特別地，涂布器28和34的涂布噴嘴、氣幕噴嘴和排氣狹縫的開ロ 102的寬度“WN” (參見圖9)在噴嘴和狹縫的內(nèi)側(cè)表面99之間測量，并且涂布器28和34的涂布噴嘴、氣幕噴嘴和排氣狹縫的開ロ102的長度“LN”在噴嘴和狹縫的內(nèi)端表面100之間測量。涂布噴嘴的內(nèi)側(cè)表面99和內(nèi)端表面100僅在圖9中標(biāo)記并僅為涂布噴嘴80標(biāo)記。在圖10中顯示了在氟摻雜氧化錫膜36中具有涂布條紋103的涂布玻璃帶22的截面。在研究了涂布エ藝之后，可以斷定，涂布條紋，例如涂布條紋103是由碎片，例如涂層碎片104(同樣參見圖9)在噴嘴開ロ 102的內(nèi)表面，例如，但不對該討論構(gòu)成限定，在噴嘴開ロ 102的內(nèi)側(cè)表面99上積累而造成。涂層碎片104減小了涂布噴嘴80的開ロ 102的寬度“WN”。采用現(xiàn)有涂布噴嘴和排氣狹縫(參見圖8和9)的幾何結(jié)構(gòu)，涂布噴嘴和排氣狹縫的縱向軸97垂直于玻璃前進方向23而排列。已經(jīng)觀察到跨越涂布噴嘴開ロ 102的中間部分的大部分(約90%-95%)，涂布蒸氣的線94垂直于涂布噴嘴和排氣狹縫的縱向軸而取向。在為每個排氣狹縫開ロ長度的2. 5-5%的末端部分95(僅在圖7中標(biāo)明)，不期望氣態(tài)涂布流垂直于排氣狹縫的縱向軸。進ー步，涂布蒸氣的線94的方向通常平行于玻璃前進方向
23。這意味著沉積在玻璃帶上的特定位置的總的涂布材料是沿涂布蒸氣的線94在該位置的沉積速率的積分。如果提供給涂布蒸氣的線94的化學(xué)物質(zhì)由于碎片而減小，例如10%，那么在該位置的涂布膜的厚度也減小類似的量。光學(xué)模型和根據(jù)次級離子質(zhì)譜法(通常稱為“SMS” )的成分曲線已經(jīng)顯示在涂層厚度中4%的減少量將導(dǎo)致4 A E単位的涂層顏色的變化，當(dāng)使用Hunter 1948L, a,b色空間測量時。因此造成對非本領(lǐng)域技術(shù)人員肉眼可見的缺陷。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，AE是單ー的數(shù)字，其代表以數(shù)字表示顔色差異的色空間中的“距離”。在下面的討論中，涂布條紋103(參見圖10)的顏色是ー種顏色，條紋周圍的涂層顏色是另ー種顏色。本發(fā)明的實施在條紋103的顔色和條紋周圍的涂層顏色之間提供了 AE小于4的差異。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，AE小于4對非本領(lǐng)域技術(shù)人員的肉眼是不可見的從涂布的研究中進ー步斷定，涂布蒸氣的線94的方向主要由涂布區(qū)域的涂布噴嘴和排氣狹縫之間的壓カ差控制。因此，通過對涂布區(qū)域88的上游區(qū)域92進行取向，以致涂布蒸氣的線94的方向與玻璃前進方向23呈ー角度，例如在玻璃帶的特定位置上涂布蒸氣的線94和玻璃前進方向23不是都垂直于涂布噴嘴和排氣狹縫的縱向軸97，如圖11中所示涂布缺陷103將穿過多個涂布蒸氣的線94。在這種情況下，玻璃帶20上特定位置處的總厚度是該位置穿過的涂布蒸氣的線94的沉積速率的積分。因此，由于沿單一或一組涂布蒸氣的線94的流量的減小對涂層厚度的影響將減小，也就是將實現(xiàn)平均效應(yīng)。更特別地，如圖11中所示，涂布蒸氣的線94相對玻璃帶前進方向23的夾角A越大，在局部涂層厚度變化上的平均效應(yīng)將更大并且顏色差異的改善也越大。如現(xiàn)在可以理解的，當(dāng)彼此相對旋轉(zhuǎn)涂布蒸氣的線94和玻璃前進方向23時，涂布噴嘴和排氣狹縫的開ロ優(yōu)選設(shè)定為一定尺寸，使得它們不超過玻璃帶的邊緣132而延伸。進ー步，如現(xiàn)在可以理解的，涂布蒸氣的線94和玻璃前進方向23彼此相対的旋轉(zhuǎn)可為順時針方向或為逆時針方向。繼續(xù)參考圖11，顯示了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)相對玻璃帶22安裝的涂布噴嘴80和排氣狹縫82。玻璃帶20的前進方向23和涂布蒸氣的線94的方向呈角度A，其大于0度，或為10度或30度，例如且并不對本發(fā)明構(gòu)成限定，在ー個或多個選自大于0度且小于90度，5到70度，大于0度到45度，大于0度到30度，5-30度，以及10-30度的組的范圍內(nèi)。玻璃帶20的前進方向23和涂布蒸氣的線94的方向可以彼此相對以順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)以呈夾角A。如現(xiàn)在可以理解的，增大角A，將增加涂布缺陷103穿過的涂布蒸氣的線94的數(shù)目。進ー步，増大角A減小了缺陷103的深度，例如減小AE的值。更特別地，圖12顯示了現(xiàn)有技術(shù)的涂布玻璃片120，其具有沉積在玻璃帶22上的抗暈色或顔色抑制膜或?qū)?0和在抗暈色膜30上方的氟摻雜氧化錫層36。該氟摻雜氧化錫膜30在層36的表面127上具有涂布缺陷126，它是由涂布噴嘴開口上的碎片，例如涂布噴嘴80(參見圖9)的開ロ 102上的碎片104而造成的。從表面127測量的缺陷126的深度至少為氟摻雜氧化錫膜36的厚度的4%并且對非本領(lǐng)域技術(shù)人員的肉眼是可見的。圖13顯示了本發(fā)明的涂布玻璃片128，其具有沉積在玻璃帶22上的抗暈色或顔色抑制膜或?qū)?0和在膜30上方的氟摻雜氧化錫層36。玻璃帶的方向23和涂布蒸氣的線94以10度的角度A設(shè)定(參見圖11)。該氟摻雜氧化錫膜36具有涂布缺陷129，它是由涂布噴嘴開口上的碎片，例如涂布噴嘴80 (參見圖9)的開ロ 102上的碎片104而造成的。從涂布玻璃片128的表面127測量的缺陷129的深度小于氟摻雜氧化錫膜36的厚度的4%并且對非本領(lǐng)域技術(shù)人員的肉眼是不可見的。在此使用的術(shù)語“肉眼”含義為具有20-20視カ的人在眼睛和所觀察的物體之間沒有任何視カ加強設(shè)備時對物體進行觀察。如可以理解的，厚度變化的百分數(shù)還通過對膜厚度進行劃分，例如將膜36的厚度劃分為涂層缺陷處的膜36的厚度來決定。如現(xiàn)在可以理解的，本發(fā)明不限定涂布蒸氣的線94相對玻璃帶22的方向23以角度A設(shè)置的方式。例如且不對本發(fā)明構(gòu)成限定，在實施例中當(dāng)噴嘴和狹縫的縱向軸97(參 見圖9)垂直于涂布器34的縱向軸130和涂布蒸氣的線94 (參見圖14)時，涂布器34相對玻璃帶的方向23成一角度，使得如圖14中所示，涂布器34的縱向軸130和涂布蒸氣的線94各自與玻璃帶的方向23呈角度A。結(jié)果，涂布器，例如圖14中所示的涂布器34的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致寬的涂布邊緣，即帶22的邊緣132與膜36的邊緣134之間的距離，涂布噴嘴開ロ 102的長度可以任ー合適的方式増加，例如但不限于在每個混合腔室中調(diào)節(jié)端塞以減小涂布邊緣的寬度。在實施例中當(dāng)噴嘴和狹縫的縱向軸97彼此平行并且與涂布器的縱向軸呈一角度時，可將涂布器相對于玻璃帶來設(shè)置，使得涂布器的縱向軸130平行于玻璃前進方向23。更特別地，圖15中顯示的是涂布器140，其在氣幕噴嘴72和74之間具有7個涂布噴嘴，命名為 80、142、143、144、145、146 和 147，和 8 個排氣狹縫，命名為 78、82、150、151、152、153、154和155。涂布器140的縱向軸160平行于玻璃前進方向23，并且涂布器的縱向軸160和玻璃前進方向23各自與涂布蒸氣的線94形成角度A。本發(fā)明期望以類似于如上述討論的涂布器34和/或140的噴嘴和狹縫相對玻璃帶的方向形成角度的方式使涂布器28的噴嘴和狹縫形成角度。在該方式中，如上述對于涂布器34的討論，由涂布器28的噴嘴和狹縫開ロ處的碎片造成的缺陷被最小化或消除。進一歩，本發(fā)明期望使氣幕狹縫72和74的縱向軸平行于涂布噴嘴和/或排氣狹縫的縱向軸94 (參見圖5)，或者使氣幕狹縫72和74的縱向軸與涂布噴嘴和/或涂布排氣狹縫的縱向軸(參見圖15)呈ー角度。更進一歩，本發(fā)明期望使涂布器的一個涂布區(qū)域的氣態(tài)涂布流相對于玻璃前進方向形成角度，例如呈大于0度且小于90度的角度，并且使涂布器的另ー個涂布區(qū)域的氣態(tài)涂布流與玻璃前進方向平行，例如呈0度角度。除了減小AE外，本發(fā)明的實施提供了另外的益處。如上述討論的，涂布膜的總厚度是沿著或穿過涂布蒸氣的線94的沉積速率的積分。如果使涂布蒸氣的線的路徑變長，例如通過增大角度A(參見圖11)，涂布膜，例如膜36(參見圖2)的厚度將增加與化學(xué)物質(zhì)流相同的量。如現(xiàn)在可以理解的，本發(fā)明提供，但不限于(I)提高化學(xué)物質(zhì)利用率，例如，但不對本發(fā)明構(gòu)成限定，隨著角度A増加10度改善1%和(2)通過化學(xué)物質(zhì)利用率的提高而使涂布エ藝的環(huán)境影響和相關(guān)聯(lián)的化學(xué)物質(zhì)處理成本減小。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在可以理解的，本發(fā)明的實施例不限于上述討論的實施例。更特別地，圖14和15中所示的噴嘴和狹縫的縱向軸相對于圖14和15中所示的玻璃帶22的方向23以順時針方向旋轉(zhuǎn)，以提供角度A。本發(fā)明并不限于此，噴嘴和狹縫的縱向軸相對于圖14和15中所示的玻璃帶的路徑可以逆時針方向旋轉(zhuǎn)。進ー步，涂布器還可位于任何爐子的出口端，例如，但不限于輥道爐床或振蕩爐床，其加熱玻璃以回火或熱強化。更進ー歩，參考圖16，本發(fā)明期望涂布以任一合適的方式固定在靜止臺162上的玻璃片160，和涂布器，例如，但不對討論構(gòu)成限定，涂布器30、34或140，其在玻璃片162上方移動。參考圖17，本發(fā)明期望在適當(dāng)?shù)奈恢霉潭ㄍ坎计?0、34或140并在涂布器 下方沿輸送輥166移動玻璃片160。本發(fā)明還期望同時移動涂布器和玻璃片。用于移動玻璃片和/或涂布器以及用于使涂布器和/或玻璃片保持靜止的系統(tǒng)在本領(lǐng)域是已知的并且關(guān)于這些系統(tǒng)的進一步討論認為是不必要的。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是容易理解的，在不背離上述描述中公開的觀點的情況下，能夠?qū)Ρ景l(fā)明的非限定實施例作出改變。因此，在此詳細描述的本發(fā)明的特定的非限定實施例只是解釋且不是限定本發(fā)明的范圍，其將給出附加權(quán)利要求和任一和所有其等效方式的完整范圍。
權(quán)利要求
1.一種氣相沉積涂布裝置，包括 第一裝置，其用于沿第一方向路徑使基體移動通過涂布區(qū)域，其中通過涂布區(qū)域的該路徑由第一假想直線表示； 涂布器，其包括涂布噴嘴和排氣狹縫，所述涂布噴嘴用于將涂布蒸氣引導(dǎo)至該涂布區(qū)域，所述排氣狹縫用于從該涂布區(qū)域移除蒸氣，其中涂布噴嘴和排氣狹縫彼此間隔開并且各自具有縱向軸，和 第二裝置，其用于相對該路徑間隔地安裝涂布器，具有面向涂布區(qū)域的涂布噴嘴和排氣狹縫，其中垂直于涂布噴嘴和/或排氣狹縫的縱向軸的第二假想直線與第一假想直線的夾角范圍為大于O度至90度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的涂布裝置，其中第二假象直線垂直于涂布噴嘴的縱向軸并且夾角范圍為5-30度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的涂布裝置，其中涂布噴嘴和排氣狹縫各自具有狹長開ロ，并且涂布噴嘴的縱向軸和排氣狹縫的縱向軸彼此平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的涂布裝置，其中排氣狹縫是設(shè)置在涂布噴嘴下游的第一排氣狹縫，并且還包括設(shè)置在涂布噴嘴上游的第二排氣狹縫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的涂布裝置，其中基體是玻璃帶并且第二裝置面向玻璃帶表面安裝涂布器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的涂布裝置，其中第一裝置包括包含在腔室中的熔融金屬液和設(shè)置在腔室外的輸送裝置；涂布器位于腔室內(nèi)在熔融金屬液的上方，其中玻璃帶漂浮在熔融金屬液上并且輸送裝置使玻璃帶在涂布器下方前進，通過涂布區(qū)域并通過腔室的出口端。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的涂布裝置，其中涂布器具有從涂布器上游側(cè)延伸至涂布器下游側(cè)的中心直線，其中涂布器的中心線和第二假想直線的夾角在大于0度至90度的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的涂布裝置，其中涂布器中心線垂直于涂布噴嘴的縱向軸。
9.根據(jù)權(quán)利要求I的涂布裝置，其中涂布器具有從涂布器上游側(cè)延伸至涂布器下游側(cè)的中心直線，其中涂布器的中心線平行于第一假想直線并且涂布噴嘴的縱向軸和第一假想直線的夾角在大于0度至90度的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I的涂布裝置，其中排氣狹縫是第一排氣狹縫并且在涂布噴嘴的一偵牝涂布器還包括在涂布噴嘴的相反側(cè)的第二排氣狹縫，其中涂布區(qū)域是第一涂布區(qū)域且包括涂布噴嘴以及第一和第二排氣狹縫，并且其中涂布器是第一涂布器且還包括面向該路徑并與第一涂布器間隔開的第二涂布器，其中第一和第二涂布器各自包括至少ー個涂布區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求I的涂布裝置，其中涂布噴嘴和排氣狹縫界定第一涂布區(qū)域并且還包括第二涂布區(qū)域，其中第二涂布區(qū)域包括第二涂布噴嘴和在第一和第二噴嘴之間并與第一和第二噴嘴彼此間隔開的第二排氣狹縫、以及垂直于第二涂布噴嘴的縱向軸的第三假想直線，其中第三假想直線和第一假想直線彼此平行。
12.—種化學(xué)氣相沉積涂布器,包括 其腔室包含主表面、第一壁和相対的第二壁、以及從第一壁至第二壁延伸的中心直線； 位于腔室主表面的涂布噴嘴的狹長開ロ，在腔室的第一壁和涂布噴嘴開ロ之間的、位于腔室主表面的第一排氣狹縫的狹長開ロ，以及在腔室的第二壁和涂布噴嘴開ロ之間的、位于腔室主表面的第二排氣狹縫的狹長開ロ，其中涂布噴嘴的狹長開ロ，第一排氣的狹長開口和第二排氣狹縫的狹長開ロ各自具有縱向軸，并且涂布噴嘴開ロ的縱向軸與腔室中心線的夾角范圍為大于O度至90度，和 用于以蒸氣形態(tài)提供涂布混合物并使蒸氣移動通過腔室和通過涂布噴嘴開ロ的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的涂布器，其中涂布噴嘴的縱向軸與第一以及第二排氣狹縫的縱向軸彼此平行。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的涂布器，其中涂布噴嘴是第一涂布噴嘴，并且腔室主表面從第一壁到第二壁包括第一氣幕噴嘴開ロ ；第一排氣狹縫開ロ ；第一涂布噴嘴開ロ ；第ニ排氣狹縫開ロ ；第二涂布噴嘴開ロ，第三排氣狹縫開ロ ；第三涂布噴嘴開ロ ；第四排氣狹縫開ロ和第二氣幕噴嘴開ロ，其中氣幕噴嘴、涂布噴嘴和排氣狹縫的開ロ為狹長開ロ，它們各自具 有縱向軸，其中噴嘴和狹縫的縱向軸彼此平行。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的涂布器，其中在第二氣幕和第四排氣狹縫之間還包括第四涂布噴嘴的第四開口和第四排氣狹縫的第四開ロ。
16.一種在沿著通過涂布區(qū)域的路徑而移動的基體上沉積涂層的方法，包括 以第一直線方向使基體移動通過涂布區(qū)域，和 隨著它移動通過涂布區(qū)域，將涂布蒸氣引導(dǎo)至基體表面，其中在基體表面上方的涂布蒸氣的流動線路為第二方向，其中第一方向與第二方向的夾角范圍為大于0度至90度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中通過使蒸氣移動通過涂布噴嘴的狹長開ロ將涂布蒸氣引導(dǎo)至基體表面，以將基體表面上方的涂布蒸氣移動至排氣狹縫的狹長開ロ，其中噴嘴和狹縫的開ロ各自具有縱向軸，其中流動線路垂直于噴嘴和狹縫的開ロ的縱向軸。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中涂布蒸氣包括至少ー種金屬氧化物。
19.一種通過實施權(quán)利要求16的方法制備的涂布制品。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的涂布制品，使用權(quán)利要求I的涂布裝置通過實施權(quán)利要求16的方法而制備。
全文摘要
一種包括非直角涂布器幾何結(jié)構(gòu)的涂布裝置，其用以改善玻璃帶上的涂層，并提高該涂層的產(chǎn)量。該裝置包括第一裝置，用于沿第一假想直線(23)使玻璃帶移動通過在玻璃成形室內(nèi)提供的涂布區(qū)域。涂布器具有涂布噴嘴(80)和排氣狹縫(83)，其各自具有縱向軸。涂布噴嘴(80)將涂布蒸氣引導(dǎo)至涂布區(qū)域，排氣狹縫(82)從涂布區(qū)域移除蒸氣。第二裝置相對該路徑間隔地安裝涂布器，具有面向涂布區(qū)域的涂布噴嘴(80)和排氣狹縫(82)。第二假想直線(94)垂直于涂布噴嘴(80)的縱向軸，并且第一假想直線(23)和第二假想直線(94)的夾角范圍為大于0度至90度。
文檔編號C23C16/455GK102656293SQ201080044402
公開日2012年9月5日 申請日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月2日
發(fā)明者J·F·索普克, J·W·麥卡米 申請人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司