可回火的玻璃涂层的制作方法

文档序号:3250099阅读:393来源:国知局

专利名称::可回火的玻璃涂层的制作方法可回火的玻璃涂层本发明涉及一种可回火的玻璃涂层。透明玻璃或透明合成材料上的涂层用于反射或吸收特定波长或波长范围的入射光。如下涂层是己知的光学透镜和窗格玻璃(也称为建筑玻璃)上的涂层以及机动车窗格玻璃上的涂层。建筑玻璃上的涂层的最重要的功能是反射热辐射,以使房间在夏季不致于太热并且在冬季不致于太冷。在该过程中,可见光被最低程度地弱化,即该涂层应当在可见光范围(昼视觉下约400-700nm,夜视觉下约390-650nm)内具有高透射率,并且对于热辐射和红外辐射(波长>700nm)具有高反射率。满足此功能的层系统被称作低E层系统,其中"E"表示发射率(即发射度或发射能力)。这意味着,这些层系统从建筑房间向室外仅仅输出少量热辐射。通常,通过在玻璃上涂覆高导电层来实现热调节,其中高导电层往往包含具有极低辐射发射系数的金属,例如Cu、Ag、Au。由于这些低E层的光反射率通常太高,因此有时在这些层上涂覆额外的透明层以减少反射。通过涂覆透明层,还可以将窗格玻璃设定成期望的色彩。一种已知的被涂覆基材包括至少一个金属涂层以及其它的电介质层(EP1089947B1)。这种经涂覆基材的结构使其可被回火和弯曲。还已知一种具有多层系统的基材,该基材也是可回火和可弯曲的(US6576349B2、US6686050B2)。其中采用的多层系统包括两个反射红外辐射的层,其中每个层被两个NiCrOx层覆盖。另外,还已知一种绝热层系统,该系统在涂覆后被回火和弯曲(DE19850023A1或EP0999192B1)。该层系统包括设置在1102层上的贵金属层,这两个层被亚氧化(suboxidic)NiCr02覆盖。最后,使用亚化学计量(substoichiometric)S^Ny或SiN"y的可回火涂层也是己知的(WO2005/19127Al、WO2005/034192A2)。通常,利用溅射工艺来制造不同的层,在溅射工艺中,正离子粒子被从所谓的靶材轰击出,随后沉积在基材上,所述基材可以是建筑玻璃。己知的层系统具有至少一种下列缺点-用于溅射靶材的原料昂贵或稀缺-工艺控制复杂-层结构复杂-光学性质不足-回火工艺使被涂覆玻璃的基本性质剧烈变化本发明的目的是提供一种简单且成本低的银低E层,该层在回火后仅最低程度地改变其基本性质。上述目的通过本发明的具有涂层的可回火基材实现,所述具有涂层的可回火基材包括1)作为所述基材的玻璃;2)所述玻璃上的SixNyOz第一层;3)所述第一层上的Ti02第二层;4)所述第二层上的Ag第三层;5)所述第三层上的NiCrOk第四层;6)所述第四层上的SixNyOz第五层,其中x/y《0.75iy/z>4,0<k<2。具体地,本发明的优点包括仅使用标准靶材,例如掺硼硅(Si:B)或掺钛硅铝(SiAl:Ti)以及氧化钛、银或镍-铬。由于纯硅不导电,因此必须对硅溅射靶材进行掺杂(例如掺杂硼)以使其适用于DC或MF溅射。添加的硼、铝或钛(也包含于层中)不具有负面影响。Si3N4仅包含少量的氧(Om)作为层材料。下面以表格形式列出了在制造本发明的玻璃上涂层Si3N4-Ti02-Ag-NiCrOx-Si3N4中进行的溅射工艺的工艺参数。所用符号的含义如下sccm二标准立方厘米每分钟(也表示成Nml每分钟,Nml二标准毫米)AC二交流电DC二直流电V二伏特(电压)A二安培(电流)\¥=瓦特(功率)k=1000/z=l(T6bar=0.1MPa=105Pa(Pa二帕斯卡(压强))planar=平面阴极rot二旋转阴极:=掺杂KT1、KT2等在此是在线工艺的不同阴极,基材(这里是玻璃)连续移动经过这些阴极m二大于或等于零的数表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>Ti02层在这里具有双重功能作为抗反射电介质以及作为后续银层的种子层或阻挡层。以三层(KT2、KT3、KT4)来施加1102层的原因是在给定的基材速率下,仅仅一个阴极无法获得足够的层厚度。出于同样原因,以两个步骤施加Si3N4:Om层。在回火之前,各层均不具有梯度。省略了在溅射工艺的靶材中进行特定的掺杂。电介质层(SisN4和Ti02)优选由旋转磁控管溅射。对于Ti02层,可以使用陶瓷TiOx靶材,可以利用MF技术(约10-80kHz)或者AC技术或DC技术对其溅射。Ag层和NiCrOx层通常利用DC技术由金属靶材溅射。对于所有工艺,可以使用平面和/或旋转靶材。对于Ti02和Si3N4涂层,一段时间以来已优选使用旋转靶材。对于Ag和NiCKX层,通常使用平面靶材,但也可使用旋转靶材。从表1可以看出,在Si3N4工艺中仅需要少量的氧。完成Si3N4时需要高压。Si3N4:0通常还可写成SixNyOz,其中x/y且y/z>4。NiCrOx工艺的最大氧气流量出现在滞后曲线的金属分支上,为此预先设置溅射室中的窄孔和该孔下方的气体进料量。表1的右侧各列示出了比例N2:O2S20:l。然而,这些层也可例如在N2:02=4:l的气体流比例下生成。层组成不能反映该气体流比N2:02。如果层中存在的氧比氮更多,则许多不同的参数施加了影响。滞后曲线的金属分支被理解为如果在恒定的功率和增大的氧气流率下,将该特性相对于发电机数据(电流、电压)作图,则电压升至特定点即转折点。如果进一步增大氧气量,则电压显著降低。工艺从金属模式转变为氧化物模式。如果再次减少氧气,则达到使工艺转变回到金属模式的点。然而,这两个转折点并不相同,而是该曲线描述了滞后现象(参见EP0795890A2的图1)。Ti02工艺中通常存在少量的氮,特别是当为了工艺稳定性而使用金属靶材时。当使用陶瓷靶材时,可以省略氮。由于最上层Si3N4:0中的较高的压强和氧,可以利用两个参数,这允许设定与涂层和涂层结构相符合的阻挡效应和/或内部机械层应力。这类似地还适用于Si3N4基层(KT1),但此时增大溅射压强无法获得任何有益效果。随着两个SisN4工艺(KT1或KT7和KT8)中的氧气流量和工作压强连续变化,可以利用可变参数(虚拟控制杠杆)来使层系统符合特定的回火工艺。结果,可以利用"调节范围"来对于涂层中的一部分获得特定涂层结构、玻璃质量和进一步处理(特别是回火)的最佳配置。表1中的层组合在回火前后的性质列于下表2。这里,CIELAB颜色系统的符号和縮写表示如下&*=红-绿轴上的色值(无量纲)1)*=黄-蓝轴上的色值(无量纲)Ty-可见光范围内的平均透射率,以%计RGy-从样品玻璃侧反射的可见光范围内的平均反射率,以%计RFy-从样品层侧反射的可见光范围内的平均反射率,以%计Haze-不透明度或"浑浊度"(漫射光损失),漫射光分量,以%计R/sq=表面电阻,以欧姆计(参见HansJoachimGlaser:DiinnfilmtechnologieaufFlachglas,pp.134-137)Si3lSU第一层的厚度优选为5-25nm。1102第二层的厚度也优选为5-25腿。由Ag组成的第三层的厚度优选为8-18nm。NiCr(X后续层的厚度为3-8nm。SixNyOz最后层的厚度优选为25-65nm。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2表明,涂层的基本性质在回火前后仅存在极小的差异。回火在约620-700"C的温度下进行。在回火中,将基材加热2-20分钟,然后利用压縮空气将基材极快地冷却。根据ISO11998,通过所谓的ErichsenWash测试来测试粘合强度。所有样品的结果均是无缺陷的。而且,根据DINENISO6270(DIN-50017),具体按照所谓的耐水存储测试(StorageTestforResistancetoMoisture),对储存寿命进行测试。同样得到了良好的结果。此外,透射率Ty大于80%,层电阻小于5.0欧姆/sq,并且对于从玻璃侧反射的颜色,-4<a*<0i-7<b*<-2。不透明度小于0.5%。机械稳定性较强,这可以通过200次冲击的ErichsenBrush测试确定。权利要求1.具有涂层的可回火基材,包括1)作为所述基材的玻璃;2)所述玻璃上的SixNyOz第一层;3)所述第一层上的TiO2第二层;4)所述第二层上的Ag第三层;5)所述第三层上的NiCrOk第四层;6)所述第四层上的SixNyOz第五层,其中x/y≤0.75且y/z>4,0<k<2。2.如权利要求1所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述第一层为Si3N4。3.如权利要求1所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述第五层为Si3N4。4.如权利要求1或2所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述Si3N4层的氧含量为Om,m为l-10—3。5.如权利要求1所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述第四层为NiCr。6.如权利要求1所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述第一层的厚度约为5-25nm。7.如权利要求1所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述第二层的厚度约为5-25nm。8.如权利要求1所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述第三层的厚度约为8-18nm。9.如权利要求1所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述第四层的厚度为3-8nm。10.如权利要求1所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述第五层的厚度为25-65nm。11.如权利要求6所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述第一层的厚度为15nm。12.如权利要求7所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述第二层的厚度为15nm。13.如权利要求8所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述第三层的厚度为12.5nm。14.如权利要求9所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述第四层的厚度为5nm。15.如权利要求10所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述第五层的厚度为40-50nm。16.如权利要求1所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于在所述Ti02层与Ag层之间设置用于调节透射率的层。17.如权利要求16所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述用于调节透射率的层提高透射率并由4-20nm的ZnO组成。18.如权利要求16所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述用于调节透射率的层提高透射率并由5-10nm的ZnO:Al组成。19.如权利要求16所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述用于调节透射率的层降低透射率并由l-10nm的NiCr组成。20.如权利要求16所述的具有涂层的可回火基材,其特征在于所述用于调节透射率的层降低透射率并由2-5nm的NiCrO组成。21.通过溅射来制造如权利要求1所述的层的方法,其特征在于在制造所述第五层时,N2与02之比大于或等于4:l。22.通过溅射来制造如权利要求1所述的层的方法,其特征在于通过改变制造SixNyOz层时的压强和氧气流量,调节所述涂层的机械层应力。23.通过溅射来制造如权利要求1所述的层的方法,其特征在于沉积所述第五层时的工作压强范围为4.5X10—3-15Xl(T3mbar。24.通过溅射来制造如权利要求1所述的层的方法,其特征在于在制造所述第一和第五层时,供给至溅射工艺的氧气量小于供给的氮气量。全文摘要本发明涉及一种用于玻璃的银低E涂层,该涂层是可回火的并且可以通过溅射工艺涂覆在玻璃上。该涂层的各层是低成本的标准材料。本发明的一种实施方式组成如下玻璃基材;玻璃上的厚度约为15nm的Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>层;Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>层上的厚度为15nm的TiO<sub>2</sub>层;TiO<sub>2</sub>层上的厚度为12.5nm的Ag层;Ag层上的厚度约为5nm的NiCrO<sub>x</sub>层以及最上面的厚度为45nm的Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>层。文档编号C23C14/34GK101259989SQ200810007990公开日2008年9月10日申请日期2008年2月22日优先权日2007年3月8日发明者斯万·斯拉莫,格德·克雷德依特,雨朵·施雷伯,麦特瑟斯·利斯特申请人:应用材料公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1