提供有吸收层和具有热性质的堆叠体的基材的制作方法
【专利说明】提供有吸收层和具有热性质的堆叠体的基材
[0001] 本发明涉及包含至少两个玻璃基材类型的基材的多层窗玻璃，所述基材通过框架 结构保持在一起，所述窗玻璃实现在外部空间和内部空间之间的分隔，其中将至少一个中 间气体层设置在该两个基材之间。
[0002] 已知地，基材之一在与中间气体层接触的内部面上可以用在红外线中和/或在日 光辐射中具有反射性质的薄层堆叠体涂覆，该薄层堆叠体包含单个金属功能层（特别地基 于银或者含银金属合金的金属功能层）和两个电介质涂层，所述涂层每个包含至少一个电 介质层，所述功能层被设置在两个电介质涂层之间。
[0003] 本发明更特别地涉及这种基材用于制造隔热和/或日光保护用的窗玻璃的用途。 这些窗玻璃可以用来装备建筑物，尤其为了减少空调需求和/或防止过度的过加热（称为 "日光控制"的窗玻璃）和/或减少由于在建筑物中越来越多的玻璃化表面产生的朝向外界 消散的能量（称为"低辐射"窗玻璃）。
[0004] 这些窗玻璃此外可以被集成到具有特定功能性的玻璃板中，如，例如加热玻璃板 或者电致变色的玻璃板。
[0005] 已知用于为基材提供这种性质的类型的堆叠体由在红外线中和/或在日光辐射 中具有反射性质的金属功能层，尤其基于银或者含银金属合金的金属功能层组成。
[0006] 在这种类型堆叠体中，该功能层因此被设置在两个电介质涂层之间，该电介质涂 层每个通常包含数个由氮化物类型，尤其氮化硅或者氮化铝，或氧化物类型的电介质材料 组成。从光学角度看，这些包围金属功能层的涂层的目的是使这种金属功能层"抗反射"。
[0007] 阻挡涂层然而有时被插入在一个或者每个电介质涂层和金属功能层之间，该设置 在功能层下方（在基材的方向）的阻挡涂层在任选的高温热处理（弯曲和/或淬火类型） 期间保护它，和设置在功能层上方（与基材相反方向）的阻挡涂层保护这种层不受在沉积 上电介质涂层期间和在任选的高温热处理（弯曲和/或淬火类型）期间的可能的退化。
[0008] 为了回顾，窗玻璃的太阳因子是穿过这种窗玻璃进入房间的总太阳能与总入射太 阳能的比率，和选择性对应于窗玻璃在可见光中的光透射IY vis与窗玻璃的太阳因子FS的比 率并且使得：S = W FS。
[0009] 目前，存在具有单个银基功能层的低辐射薄层堆叠体（在后面用措辞"单功能层 的层堆叠体"表示），当它们安装在传统的双层窗玻璃中（如，例如在由两个通过为具有90% 氩气和10%空气的16毫米厚的中间气体层分开的4毫米玻璃片材组成的结构：4 - 16 ( Ar - 90%) - 4的面3上，其中一个片材用单功能层的层堆叠体涂覆：当考虑日光进入该建 筑物的入射方向时，最远离建筑物内部的片材，在它朝向中间气体层的面上），其显示出大 约2至3%的标准辐射率ε N，约65%的在可见光中的光透射IV，低于20%的在可见光中的 外部光反射，和，对于约50%的太阳因子大约1. 3至1. 35的选择性。
[0010] 本领域的技术人员知道在双层窗玻璃的面2上设置薄层堆叠体（当考虑日光进入 该建筑物的入射方向时，在最远离该建筑物的外部的片材上和在朝向气体层的面上）将允 许降低太阳因子并因此提高选择性。
[0011] 在上文的实例的范围中，这时使用相同的单功能层的层堆叠体可以获得大约1.5 的选择性。
[0012] 然而，这种技术方案不满足一些应用，这是因为在可见光中的光反射，特别地在该 建筑物的外部看见的在可见光中的光反射这时在大于23%的相对高的水平。
[0013] 为了减少这种光反射，而同时保持能量反射，甚至提高能量反射，本领域的技术人 员知道他们可以在堆叠体中，更特别在一个（或者数个）电介质涂层里面引入一个（或者 数个）在可见光中的吸收层。
[0014] 要注意的是，现有技术已经知道，特别地从国际专利申请WO 02/48065已知：在具 有数个功能层的堆叠体中使用这种在可见光中的吸收层，该专利申请涉及这种在可见光中 的吸收层用于耐弯曲/淬火类型热处理的堆叠体中。
[0015] 然而，由于堆叠体的复杂性和沉积材料的量，这些具有数个功能层的堆叠体比单 功能层的层堆叠体具有更高制造成本。
[0016] 此外，还由于双功能层的层堆叠体的复杂性，该文件的教导由于单功能层的层堆 叠体的构思而不可直接地进行移用。
[0017] 此外现有技术从国际专利申请W02010/072974已知薄层的单功能层的层堆叠体， 其中该两个电介质涂层每个包括至少一个吸收层，其被设置在电介质涂层内在两个电介质 层之间，该吸收层的吸收材料被对称地设置在该金属功能层的每侧上。
[0018] 这种堆叠体允许实现在可见光中的低外部光反射，同时可接受的着色，但是将合 意的是，能保存这些性质而同时获得更高的在可见光中的光透射。
[0019] 此外现有技术从美国专利US6, 592, 996已知一个实施例9,其中单个金属吸收层 被直接地沉积在基材的一个面上并且在氧化物层下方。这种层是相对厚的并且作为氧化物 层被直接地沉积在这种金属层上，实际上，位于氧化物层附近的金属层部分的不可以忽略 的部分（至少总厚度的20%)被氧化。不可忽略量的材料（Ti)最后失去它的是吸收性的第 一功能，变得抗反射性。
[0020] 本发明的目的是通过提供新类型的单功能层的层堆叠体能够克服现有技术的缺 点，该堆叠体具有低的方电阻（并因此此低辐射率），较高的光透射和相对中性的颜色，特 别地在该层侧（以及相对侧上：基材侧）的反射中的颜色，而且这些性质优选地保存在受限 范围内（无论该堆叠体是否经受一个（或多个）弯曲和/或淬火和/或退火类型的高温热 处理）。
[0021] 另一个重要的目的是提供单功能层的层堆叠体，其具有低辐射率同时具有低的在 可见光中的光反射，而高于以前的在可见光中的光透射，同时可接受的着色，尤其在多层窗 玻璃的外部反射中，特别地其不在红色中。
[0022] 另一个重要的目的是提出金属吸收层与基材直接接触的使用和保证一旦沉积该 堆叠体这种层仍然是金属的和吸收性的。
[0023] 本发明主题在它的最广泛的意义中因此是一种基材，在其一个面上用在红外线中 和/或在日光辐射中具有反射性质的包含单个金属功能层（特别地基于银或者含银金属合 金的层）和两个电介质涂层的薄层堆叠体涂覆，所述涂层每个包含至少一个电介质层，所 述功能层被设置在两个电介质涂层之间，所述堆叠体此外包含单个吸收层。
[0024] 根据本发明，所述吸收层是具有0. 5纳米-1. 5纳米，甚至0. 6纳米-1. 2纳米的物 理厚度的金属层并且直接地位于该基材的所述面上并且直接地在基于氮化物并不包含氧 的电介质层下方。
[0025] 实际上，已经发现将基于氮化物的层直接沉积在金属吸收层上很少改性在这两个 层之间的界面处的金属层的物种：该金属吸收层因此在它的整个厚度上仍然是金属的；它 不再需要提供大的厚度并且不再需要预期金属吸收层的物种在它的厚度的一部分上被改 性。在沉积该堆叠体之后，可以观察到它在它的整个厚度上是金属的。
[0026] 所述金属吸收层优选是钛层。已经发现，当在正上方沉积的层是基于氮化物的层 而且它不包含氧时，并且特别地当这种层是基于氮化硅而不含氧时，这种材料显示出低的 改性倾向：这种材料因此能被沉积为非常小的厚度，而它与氮化物接触的表面不受显著影 响（被氮化）。
[0027] 所述吸收层优选具有0. 5-1. 5纳米，包括端点值，甚至0. 6-1. 2纳米，甚至0. 6-1. 1 纳米的厚度，包括端点值，以便不过分损害光透射。
[0028] 术语"涂层"在本发明意义上应该理解为表示在该涂层内可以有单个层或者数个 不同材料的层。
[0029] 如通常地，术语"电介质层"在本发明的意义上，应该理解为表示，从它的物种的观 点看，材料是"非金属的"，换言之不是金属。在本发明的范围中，该术语表示在整个可见光 波长范围内（380nm至780nm)具有大于或等于5的n/k比率的材料。
[0030] 术语"吸收层"在本发明意义上应该理解为表示该层是在整个可见光波长范围 (380nm至780nm)内具有0至5 (排除端值）的n/k比率并且具有大于10_6 Ω . cm的体积电 阻率（如在文献中已知的）的材料。
[0031] 回顾的是，η表示该材料在给定波长的实折射率和k表示在给定波长的折射率的 虚部；比率n/k在给定波长（对于η和对于k是相同的）进行计算。
[0032] 术语"金属吸收层"在本发明的意义上应该理解为表示该层如在上文中指示地是 吸收性的，和它不包含氧原子，也不包含氮原子。
[0033] 在本发明的一种特定方案中，至少一个基材，在至少一个与中间气体层接触的面 上，包含抗反射涂层，该抗反射涂层与在红外线中和/或在日光辐射中具有反射性质的薄 层堆叠体面对面（隔着所述中间气体层）。
[0034] 这种方案允许获得甚至更高的选择性，这是由于该多层窗玻璃的光透射的显著提 商和太阳因子的较小提商。
[0035] 所述金属功能层的物理厚度优选为15nm至20nm，包括端点值，以实现〈2. 5%的辐 射率。
[0036] 在本发明的另一种特定的方案中，所述设置或者位于在该基材的面和所述金属功 能层之间的电介质涂层包含由具有2. 3至2. 7折光指数的材料制成的高指数层，这种层优 选基于氧化物。在本文件中指出的折光指数的值为如通常地在550nm的波长测量的值。
[0037] 这种高指数层优选具有5至15nm的物理厚度。
[0038] 这种高指数层允许使该堆叠体在可见光中的高光透射率最大化和具有对于获得 在透射中以及在反射中的中性颜色有利的作用。
[0039] 所述基于氮化物的电介质层的物理厚度优选在10至20nm范围中，这种层更优选 地基于氮化硅Si 3N4。使用这种厚度，优选使用这种物种，对该金属吸收层的保护是非常有 效的。
[0040] 在本发明的另一种特定的方案中，功能层被直接地沉积在下阻挡涂层上，该下阻 挡涂层被设置在功能层和在与功能层下邻的电介质涂层之间，和/或该功能层被直接地 沉积在上阻挡涂层下方，该上阻挡涂层被设置在功能层和在与功能层上邻的电介质涂层之 间，和下阻挡涂层和/或上阻挡涂层包含具有物理厚度e'（使得0. 2nm < e' < 2. 5nm)的 镍基薄层或者钛基薄层。
[0041] 在本发明的另一种特定的方案中，该下邻电介质涂层的最后层，最远离该基材的 层，基于氧化物，其优选地以亚化学计量进行沉积，并且尤其基于氧化钛（TiO x)或者基于锌 和锡混合氧化物（SnZnOx)。
[0042] 堆叠体因此可以包含最后层（或者"外涂层"），即，保护层，其优选以亚化学计量 进行沉积。这种层在堆叠体内在沉积之后大部分以化学计量地被氧化。
[0043] 本发明此外涉及单一吸收层用于获得多层窗玻璃的用途，该多层窗玻璃包含至少 两个通过框架结构保持在一起的基材，所述窗玻璃形成在外部空间和内部空间之间的隔 离，其中至少一个中间气体层被设