[发明专利]透明基材的层系统以及用于制造层系统的方法

说明书

本发明涉及如相应独立权利要求前序部分所述的一种透明基材的反射红外辐射的层系统以及一种用于在提供的透明基材上制造反射红外线的层系统的方法。

特别是在建筑物安装玻璃的情况下，透明基材上的具有较低热发射率的层系统（所谓Low-E系统）可以环保的方式显著降低能源投入。为实现成功营销，此类系统除低发射率外也具有高的可见光透射及高的色彩中性度。此类系统的其它重要性能为：低的散射光（雾度），基材上的层系统具有高的耐热性、耐化学性及粘着性，以及具有竞争力的制造成本（主要因制造这些层所用的耗材）。当前，主要出于成本原因而不考虑Au、ITO、W、Ta、Zr及Hf等涂布材料作为具有竞争力的系统的材料。

目前，现有技术中的常见Low-E层系统包含至少一个薄的金属层（通常为银层）作为红外反射器，以及两个或两个以上介电层，该金属层布置在所述介电层之间。也可采用更多的功能层，其对该Low-E层系统，特别是金属层进行保护。

除具有一个金属层（单Low-E）的Low-E层系统外，也存在具有两个（双Low-E）、三个（三Low-E）或三个以上（多重Low-E）金属层的Low-E层系统，通常是采用某种层结构，在该层结构中，在玻璃基材上依次设置金属氧化物、其上再一个金属层、其上再一个金属氧化物、其上一个金属层、其上一个金属氧化物层，依此类推，其中，通常还采用用作针对金属层的晶种层及阻断剂层的中间层（Interface-Schicht）。

文献US5,110,662A揭露一种厚度仅为5nm至13nm的ZnO层的应用，该ZnO层位于用作晶种层的银层及作为阻断剂层布置于该银层上的低氧化物TiOx层的下方，由此在实现低的热发射率的同时达到高透射。

为实现层系统的高色彩中性度，EP0332177B1提出一种层系统，其中在玻璃基材上依次布置有TiO₂层、ZnO层、Ag层、TiO_x层、SnO₂层及SiN_xO_y层，其中，氮氧化物层SiN_xO_y用作机械稳定的覆盖层（TopLayer）。

对使用建筑用玻璃或者就回火成形玻璃而言，重要之处在于：施加于待回火的基材上的层系统在热处理（回火）过程中针对对金属层产生影响或加以破坏的物质（如环境空气中的氧以及基材中的钠）的作用的稳定性。为此，通常采用扩散阻挡或抗迁移层来在温度约为650℃-700℃且约10分钟的热处理过程中防止氧或钠侵入银层。

通常情况下，已知的可回火的层系统包含若干特别由Si₃N₄、Si_xN_yO_z或ZnSnO_x构成的含氮单个层。在采用硅的解决方案中，除氧气及氩气以外也需采用氮气作为处理气体。在采用ZnSn的解决方案中，通常需要采用具有不同Zn:Sn比例的梯度层或多层，以免损害层组的附着性、稳定性及色彩中性度。DE10356357B4及DE102006037909A1揭露过此类层系统的实例及其缺点。

EP0822996B1例如描述了通过溅射陶瓷靶材，特别是通过中频溅射来施加若干层的方法。US5,338,442A例如揭露过反应性DC溅射。

此外，EP140721B1揭露过应用陶瓷靶材来施涂金属氧化物层。特别是DE102006046126A1揭露过含氮陶瓷靶材例如在含氧的溅射气氛中的应用。

本发明的目的在于提供如独立权利要求前序部分所述的一种反射红外辐射的层系统以及一种用于制造这种层系统的方法，该层系统不具Si_xN_yO_z单个层且不具ZnSnO_x单个层，至少在3μm至约35μm的波长范围内具有低发射率，且具有高的透明度及色彩中性度。

本发明用以达成上述目的的解决方案为独立权利要求的特征部分。

本发明的有利实施方式提供在从属权利要求中。

阐述本发明时采用以下定义。

介电层是指面电阻≥1MΩ的层。

阻断剂层是指用作针对源于基材、环境空气或其它层（特别是阻挡覆盖层）的扩散物质的抗迁移层或缓冲层的层，其用于保护一个或多个金属层免受氧扩散和/或钠扩散的作用。

晶种层是指对晶体银层的生长进行优化，从而实现在红外范围内采用具有高选择性反射能力的相对薄的金属层的层。