透明基材的層系統以及用于制造層系統的方法技術方案

本發明專利技術涉及透明基材（100）的反射紅外輻射的層系統，包括按以下順序布置的：布置在透明基材（100）上的第一介電層（D1），布置在第一介電層（D1）上的第二介電層（D2），第一金屬層系統（MS1），按以下順序包括：第一金屬層（M1），優選由Ag構成或包括Ag，第一阻斷劑層（B1），介電阻擋覆蓋層系統（BDS），其中第一介電層（D1）由SiO2構成或者包括SiO2且第二介電層（D2）由TiO2或Al2O3構成或者包括TiO2或Al2O3，或者第一介電層（D1）由Al2O3構成或包括Al2O3且第二介電層（D2）由TiO2構成或包括TiO2。對于用于在提供的透明基材（100）上制造本發明專利技術的反射紅外線的層系統的方法，提供了所述施加的單個層中的至少一個通過濺射陶瓷靶材或者通過反應性濺射而施加。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及如相應獨立權利要求前序部分所述的一種透明基材的反射紅外輻射的層系統以及一種用于在提供的透明基材上制造反射紅外線的層系統的方法。特別是在建筑物安裝玻璃的情況下，透明基材上的具有較低熱發射率的層系統（所謂Low-E系統）可以環保的方式顯著降低能源投入。為實現成功營銷，此類系統除低發射率外也具有高的可見光透射及高的色彩中性度。此類系統的其它重要性能為：低的散射光（霧度），基材上的層系統具有高的耐熱性、耐化學性及粘著性，以及具有競爭力的制造成本（主要因制造這些層所用的耗材）。當前，主要出于成本原因而不考慮Au、ITO、W、Ta、Zr及Hf等涂布材料作為具有競爭力的系統的材料。目前，現有技術中的常見Low-E層系統包含至少一個薄的金屬層（通常為銀層）作為紅外反射器，以及兩個或兩個以上介電層，該金屬層布置在所述介電層之間。也可采用更多的功能層，其對該Low-E層系統，特別是金屬層進行保護。除具有一個金屬層（單Low-E）的Low-E層系統外，也存在具有兩個（雙Low-E）、三個（三Low-E）或三個以上（多重Low-E）金屬層的Low-E層系統，通常是采用某種層結構，在該層結構中，在玻璃基材上依次設置金屬氧化物、其上再一個金屬層、其上再一個金屬氧化物、其上一個金屬層、其上一個金屬氧化物層，依此類推，其中，通常還采用用作針對金屬層的晶種層及阻斷劑層的中間層（Interface-Schicht）。文獻US5,110,662A揭露一種厚度僅為5nm至13nm的ZnO層的應用，該ZnO層位于用作晶種層的銀層及作為阻斷劑層布置于該銀層上的低氧化物TiOx層的下方，由此在實現低的熱發射率的同時達到高透射。為實現層系統的高色彩中性度，EP0332177B1提出一種層系統，其中在玻璃基材上依次布置有TiO2層、ZnO層、Ag層、TiOx層、SnO2層及SiNxOy層，其中，氮氧化物層SiNxOy用作機械穩定的覆蓋層（TopLayer）。對使用建筑用玻璃或者就回火成形玻璃而言，重要之處在于：施加于待回火的基材上的層系統在熱處理（回火）過程中針對對金屬層產生影響或加以破壞的物質（如環境空氣中的氧以及基材中的鈉）的作用的穩定性。為此，通常采用擴散阻擋或抗遷移層來在溫度約為650℃-700℃且約10分鐘的熱處理過程中防止氧或鈉侵入銀層。通常情況下，已知的可回火的層系統包含若干特別由Si3N4、SixNyOz或ZnSnOx構成的含氮單個層。在采用硅的解決方案中，除氧氣及氬氣以外也需采用氮氣作為處理氣體。在采用ZnSn的解決方案中，通常需要采用具有不同Zn:Sn比例的梯度層或多層，以免損害層組的附著性、穩定性及色彩中性度。DE10356357B4及DE102006037909A1揭露過此類層系統的實例及其缺點。EP0822996B1例如描述了通過濺射陶瓷靶材，特別是通過中頻濺射來施加若干層的方法。US5,338,442A例如揭露過反應性DC濺射。此外，EP140721B1揭露過應用陶瓷靶材來施涂金屬氧化物層。特別是DE102006046126A1揭露過含氮陶瓷靶材例如在含氧的濺射氣氛中的應用。本專利技術的目的在于提供如獨立權利要求前序部分所述的一種反射紅外輻射的層系統以及一種用于制造這種層系統的方法，該層系統不具SixNyOz單個層且不具ZnSnOx單個層，至少在3μm至約35μm的波長范圍內具有低發射率，且具有高的透明度及色彩中性度。本專利技術用以達成上述目的的解決方案為獨立權利要求的特征部分。本專利技術的有利實施方式提供在從屬權利要求中。闡述本專利技術時采用以下定義。介電層是指面電阻≥1MΩ的層。阻斷劑層是指用作針對源于基材、環境空氣或其它層（特別是阻擋覆蓋層）的擴散物質的抗遷移層或緩沖層的層，其用于保護一個或多個金屬層免受氧擴散和/或鈉擴散的作用。晶種層是指對晶體銀層的生長進行優化，從而實現在紅外范圍內采用具有高選擇性反射能力的相對薄的金屬層的層。阻擋覆蓋層系統是指一定數目的具有高機械耐受性及耐化學性的光學活性層，其中，該系統也可僅由任選相對厚的單個層構成。本專利技術的阻擋覆蓋層系統也可包含色彩校正層，在其上布置有一個或多個介電子層。下文中的AZO是指優選以1原子%至2原子%的鋁摻雜的氧化鋅。在本專利技術中，優選用由ZnOx與AlOx構成的基本上被充分氧化的AZO靶材（摻雜1原子%至2原子%的Al）濺射成所述AZO層。ZnOx:AlX%表示某種材料，其被摻雜X原子%Al的金屬Zn:Al靶材以添加氧的方式進行反應性濺射。若未注明摻雜度，則也可采用另外的Al摻雜值，其優選為1原子%至2原子%的Al，除非另有說明。本專利技術的具有若干按以下順序布置的單個層的層系統包括-布置在透明基材上的第一介電層，在其上布置有第二介電層，-第一金屬層系統，按以下順序包括：-第一金屬層，由Ag構成或包括Ag，-第一阻斷劑層，-介電阻擋覆蓋層系統，其特征在于，所述第一介電層由SiO2構成或包括SiO2且該第二介電層由TiO2或Al2O3構成或者包括上述元素，或者該第一介電層由Al2O3構成或包括Al2O3且該第二介電層由TiO2構成或包括TiO2。所述層視情況優選皆包括至少80重量%的SiO2、TiO2或Al2O3。除非另有明確說明，下文中采用其它化學計量比的層，即SiOx、TiOx或AlxOy也可用SiO2、TiO2或Al2O3表示。該由Ag構成或包括Ag的金屬層優選具有至少99.95原子%的銀。將SiO2應用于第一介電層且將TiO2或Al2O3應用于第二介電層的有利作用在于：阻止基材中的鈉向金屬層系統擴散，提高層系統在基材上的粘著性，提高所施加的層系統的色度坐標設定，以及防止在回火過程中發生氧擴散。特別是在對經涂布的基材進行回火之后減小層電阻。類似地，通過將Al2O3應用為第一介電層且將TiO2應用為第二介電層也能實現上述優點。有利地，可在應用上述層材料的情況下通過反應性中頻濺射或者通過濺射金屬靶材或陶瓷靶材來以高的濺射速率制造該第一介電層或該第二介電層。另一本專利技術的層系統，其特征在于，所述第一金屬層布置在位于該第二介電層與該第一金屬層之間的第一晶種層上，如此便能減弱/防止該第一金屬層的島生長，從而在金屬層的厚度相同的情況下減小面電阻。另一本專利技術的層系統，其特征在于，所述第一晶種層由AZO、NiCrOx、TiOx或Ti構成，或者包括上述元素。另一本專利技術的層系統，其特征在于，所述第一阻斷劑層布置在該第一金屬層上，以...

【技術保護點】
透明基材（100）的反射紅外輻射的層系統，包括按以下順序布置的：布置在該透明基材（100）上的第一介電層（D1），布置在該第一介電層（D1）上的第二介電層（D2），第一金屬層系統（MS1），按以下順序包括：第一金屬層（M1），優選由Ag構成或包括Ag，第一阻斷劑層（B1），介電阻擋覆蓋層系統（BDS），其特征在于，所述第一介電層（D1）由SiO2構成或者包括SiO2且所述第二介電層（D2）由TiO2或Al2O3構成或者包括TiO2或Al2O3，或者所述第一介電層（D1）由Al2O3構成或包括Al2O3且所述第二介電層（D2）由TiO2構成或包括TiO2。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.07.30 DE 102013012571.5;2014.03.06 DE 10201401.透明基材（100）的反射紅外輻射的層系統，包括按以下順序布置的：
布置在該透明基材（100）上的第一介電層（D1），
布置在該第一介電層（D1）上的第二介電層（D2），
第一金屬層系統（MS1），按以下順序包括：
第一金屬層（M1），優選由Ag構成或包括Ag，
第一阻斷劑層（B1），
介電阻擋覆蓋層系統（BDS），
其特征在于，
所述第一介電層（D1）由SiO2構成或者包括SiO2且所述第二介電層（D2）由TiO2或Al2O3構
成或者包括TiO2或Al2O3，或者所述第一介電層（D1）由Al2O3構成或包括Al2O3且所述第二介
電層（D2）由TiO2構成或包括TiO2。
2.如權利要求1所述的層系統，其特征在于，所述第一金屬層（M1）布置在位于第二介電
層（D2）與第一金屬層（M1）之間的第一晶種層（S1）上。
3.如權利要求2所述的層系統，其特征在于，所述第一晶種層（S1）由AZO、NiCrOx、TiOx或
Ti構成，或者包括上述元素。
4.如前述權利要求任一項所述的層系統，其特征在于，所述第一阻斷劑層（B1）布置在
第一金屬層（M1）上。
5.如前述權利要求任一項所述的層系統，其特征在于，所述第一阻斷劑層（B1）由
NiCrOx、NiCr、TiOx、Ti、ZnOx:Al或AZO構成，或者包括上述元素。
6.如前述權利要求任一項所述的層系統，其特征在于，所述介電阻擋覆蓋層系統（BDS）
布置在第一阻斷劑層（B1）上。
7.如前述權利要求任一項所述的層系統，其特征在于，設置第二金屬層系統（MS2），按
以下順序包括：
第三介電層（D3），
第二晶種層（S2），
第二金屬層（M2），優選由Ag構成或包括Ag，
第二阻斷劑層（B2），
其中，第二金屬層系統（MS2）布置在第一金屬層系統（MS1）的第一阻斷劑層（B1）與介電
阻擋覆蓋層系統（BDS）之間。
8.如權利要求7所述的層系統，其特征在于，所述第二金屬層（M2）布置在第二晶種層
（S2）上且所述第二晶種層（S2）布置在第三介電層（D3）上。
9.如權利要求7或8任一項所述的層系統，其特征在于，設置第三金屬層系統（MS3），按
以下順序包括：
第四介電層（D4），
第三晶種層（S3），
第三金屬層（M3），優選由Ag構成或包括Ag，
第三阻斷劑層（B3），
其中，第三金屬層系統（MS3）布置在第二阻斷劑層（B2）與介電阻擋覆蓋層系統（BDS）之
間。
10.如權利要求9所述的層系統，其特征在于，所述第三金屬層（M3）布置在第三晶種層
（S3）上且所述第三晶種層（S3）布置在第四介電層（D4）上。
11.如權利要求7至10任一項所述的層系統，其特征在于，所述第三介電層...

【專利技術屬性】
技術研發人員：T科羅耶，W格拉夫，U施賴貝爾，G格拉博世，G克萊德特，
申請(專利權)人：布勒阿爾策瑙有限責任公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE