具有优化的基础层材料和层堆叠的改进的低发射率涂层的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体设及提供高透射比和低发射率的薄膜，并且更具体地设及沉积在透明 衬底上的该种薄膜。
【背景技术】
[0002] 阳光控制玻璃常常被用于诸如建筑玻璃窗和交通工具的窗的应用中，典型地提供 高可见光透射率和低发射率。高可见光透射率可W使更多的阳光通过玻璃窗，因此在许多 窗应用中是令人渴望的。低发射率可W阻断红外线（IR)照射W减少不需要的内部加热。
[0003] 在低发射率玻璃中，IR福射主要被反射，具有最小的吸收和发射，因此减少低发射 率表面来回传递的热量。低发射率（或低福射）板常常通过将反射层（如，银）沉积在衬 底（诸如玻璃）上而形成。反射层的总体质量（诸如，关于材质和晶体定向）对于获得期 望的性能（诸如，高可见光透射率和低发射率（即，高热反射））来说是重要的。为了提供 粘附W及保护，若干其他层通常形成于反射层之下和之上。该些层通常包括介电层，诸如氮 化娃、氧化锡和氧化锋，W提供堆叠和衬底之间W及堆叠和环境之间的屏障，W及用作光学 填料并且起到抗反射涂层的作用W改善板的光学特性。
[0004] 反射层的总体质量（例如，其晶体定向）对于获得期望的性能（诸如，高可见光透 射率和低发射率（即，高热反射））来说是重要的。一种已知的用于获得低发射率的方法是 形成相对厚的银层。然而，随着银层厚度的增加，反射层的可见光透射率减小，制造吞吐量 按照原样，而总的制造成本增加。因此，期望形成尽可能薄的银层，同时仍然提供适合于低 发射率应用的发射率。
【发明内容】
[0005] 导电层可展现出红外反射特性，具有与导电率成比例的反射百分率。材料的导电 率可取决于其晶体定向，例如（111)银具有最低的导电率。为了促进沉积材料的期望的晶 体定向，晶种层（seedlayer)可被用于提供模板。例如，为了促进（111)银层的沉积，具有 (002)晶体定向的氧化锋可被用作晶种层。晶种层下面的层（被称为基础层）也可对银的 质量产生影响，例如，由于对晶种层的影响而对银的质量产生影响。
[0006] 在一些实施方式中，提供用来形成用于氧化锋晶种层的基础层的方法，该方法可 允许形成具有改善质量的银层。基础层可W是无定形层或纳米晶体层，其可促进氧化锋晶 种层的生长，W及更光滑的表面和改善的热稳定性。无定形基础层可包括没有任何长程有 序的材料。纳米晶体基础层可包括微晶大小仅几纳米的多晶材料。纳米晶体基础层的微晶 大小可W在0. 5nm和5nm之间。
[0007] X-射线衍射可被用于测定基础层的结晶度，如，无定形的、纳米结晶的，或结晶的。 在无定形基础层中，X射线衍射图样未显示出可辨别的结晶峰（CTystallinitypeak)。在 纳米晶体基础层中，X射线衍射图样可表明结晶峰的存在，但是结晶峰可能太宽W至不能确 定晶体结构。
[000引在一些实施方式中，为氧化锋或渗杂氧化锋晶种层提供基础层，该晶种层用于在 低发射率涂层中使用的银反射层。基础层可包括渗杂氧化锡，例如，渗杂有Al、Ga、In、Mg、 Ca、Sr、Sb、Bi、Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf、化或其任意组合的氧化锡。渗杂氧化锡基础层可影响 氧化锋的（002)晶体定向的生长，所述氧化锋又用作用于银（111)的晶种层模板。
【附图说明】
[0009] 为了便于理解，在可能的情况下使用同一参考数字来指定在各图中共有的同一要 素。附图没有按比例并且附图中各个要素的相对尺寸被示意地描绘并且不必按比例。
[0010] 结合附图考虑W下详细描述可容易地理解本发明的技术，其附图中：
[0011] 图1A阐释了根据一些实施方式的薄膜涂层。
[0012] 图1B阐释了根据一些实施方式的低发射率透明板。
[0013] 图2A-2B阐释了根据一些实施方式的物理气相沉积（PVD)系统。
[0014] 图3阐释了根据一些实施方式的在线沉积系统。
[0015] 图4阐释了根据一些实施方式的用于瓣射涂覆层的流程图。
[0016] 图5阐释了根据一些实施方式的用于瓣射涂覆层的流程图。
【具体实施方式】
[0017] W下连同附图一起提供了一个或多个实施方式的详细描述。虽然关于该些实施方 式提供了详细描述，但是详细描述并不限制于任何特定的实例。范围仅由权利要求书限定， 并且许多可选方案、改良和等效方式被包括。许多具体细节在W下说明书中阐述W提供完 全的理解。该些细节为了举例而提供，并且所描述的技术可在没有该些具体细节中的一些 或全部的情况下根据权利要求书来实践。为了清楚，与实施方式相关的技术领域中已知的 技术材料已被详细描述W避免不必要地使说明书模糊。
[0018] 在一些实施方式中，公开了用于制造涂覆板的方法和装置。涂覆板可包括形成于 其上的涂覆层，诸如，具有导电材料（诸如银）的低电阻率的、薄的红外反射层。红外反射 层可包括导电材料，具有与导电率成比例的反射百分率。因此，金属层（例如银）可被用作 低发射率涂层中的红外反射层。为了改善质量，如，红外反射层（诸如银层）的导电率，可 配置基础层来改善晶种层，该晶种层可用作用于形成银层的模板。
[0019] 在一些实施方式中，提供了用于形成具有改善的总体质量的红外反射层（诸如 银、金或铜）的低发射率板的方法W及由该些方法制造的涂覆板。方法可包括形成用于氧 化锋层或渗杂氧化锋层的基础层，之后该氧化锋层或渗杂氧化锋层可被用作用于红外反射 层的晶种层。
[0020] 在用于制造低发射率涂覆板的方法和装置的一些实施方式中，包括在沉积晶种层 和后续的银层之前沉积具有渗杂氧化锡的无定形基础层或纳米晶体基础层。基础层可对银 的质量提供改善，例如，优化银的电阻率，且从而优化涂覆板的发射率。例如，基础层可包括 渗杂有A1、Ga、In、Mg、Ca、Sr、訊、Bi、Ti、V、Y、Zr、佩、Hf、化或其任意组合的氧化锡。
[0021] 在一些实施方式中，提供了用于制造低发射率板的方法和装置，包括形成用于银 红外反射层的基础层。基础层可在银层形成过程中减少聚集的量，促进更好的（111)材质 (如，光滑度）的更好质量的银的形成。高质量的银层可提供更好的电学性能，导致更薄厚 度的银层和更好的可见光透射率。
[0022] 一般来说，优选W该样的方式形成红外反射层使得可见光透射率高并且发射率 低。还优选使用于形成低发射率板的制造工艺的批量生产、吞吐量和效率最大化。因此，晶 种层可被用于促进银的优选的晶体定向，导致高的银导电率。
[002引例如，利用银红外反射层，可优选使银层具有（111)晶体定向，因为该使得层厚度 薄的银层具有相对高的电导率，且因此具有相对低的薄层电阻巧S)。薄的层厚度是期望的， W提供高的可见光透射率，低的薄层电阻是优选的，低的薄层电阻可提供低的红外发射率。
[0024] 为了促进红外反射层的晶体定向，可W使用晶种层。一般来说，晶种层是形成于表 面（如，衬底）上的相对薄的材料层，W促进形成于该表面之上（如，晶种层上）的后续的 层的特定特性。例如，晶种层可被用于改善后续的层和衬底之间的粘附或者在各自的沉积 工艺过程中增加后续的层在衬底上生长的速率。
[0025] 晶种层也可影响后续的层的晶体结构（或晶体定向），晶种层有时也被成为"模 板"。例如，后续层的材料与晶种层的晶体结构的相互作用使得后续层的晶体结构W特定的 定向形成。
[0026] 例如，晶种层可被用于促使红外反射层W特定的晶体定向生长。例如，晶种层可 包括具有六方晶体结构的材料并且可(002)晶体定向形成（诸如，氧化锋或渗杂氧化 锋），其在银层具有面屯、立方晶体时促进银层W(111)定向生长。因此，晶种层可改善被沉 积的银层的导电率使得银层的厚度可W减小，同时仍然提供期望的低发射率。在一些实施 方式中，高导电率的且薄的银层的形成可通过在沉积银层之前在衬底上形成例如氧化锋或 渗杂氧化锋的相对薄的（如，多至约5nm)晶种层来实现。
[0027] 在一些实施方式中，提供了一些方法和该些方法形成的涂覆板，该些方法可改善 含有氧化锋的晶种层，该晶种层又可改善红外反射层，如，银层。在一些实施方式中，提供了 用于形成具有大的晶粒大小和优选的晶体定向的氧化锋层或渗杂氧化锋层的方法。例如， (002)定向的氧化锋层或渗杂氧化锋层可形成于渗杂氧化锡的无定形基础层或纳米晶体基 础层上W增强后续被沉积的银层的导电率。渗杂物可包括Mg，或其他元素诸如Al、Ga、In、 Ca、Sr、Sb、Bi、Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf或化。在一些实施方式中，薄的银层可W比lOnm薄，诸 如7nm或8nm，同时仍然提供期望的低发射率。
[002引涂覆的透明板可包括玻璃衬底或任何其他的透明衬底，诸如由有机聚合物制成的 衬底。涂覆的透明板可被用于窗应用，诸如交通工具的窗和建筑物的窗、天窗，或玻璃口，其 W单层玻璃或多层玻璃的形式，具有或不具有塑料夹层或充气密封空隙。
[0029] 图1A阐释了根据一些实施方式的薄膜涂层。红外反射层（诸如银层115)被沉积 在晶种层（诸如氧化锋层114或渗杂氧化锋层114)上，该晶种层被沉积在衬底110之上的 基础层112上W形成涂覆的透明板100,该涂覆的透明板100具有高可见光透射率和低IR 发射率。晶种层114可具有（002)晶体定向W促进银层115的（111)晶体定向。基础层 112可包括多种材料和/或晶体定向W促进氧化锋层114或渗杂氧化锋层114的（002)晶 体定向。在一些实施方式中，基础层可包括渗杂氧化锡，诸如儀渗杂氧化锡。可W使用其他 渗杂物，诸如A1、Ga、In、Ca、Sr、訊、Bi、Ti、V、Y、Zr、佩、Hf或化。基础层还可W是无定形 的或纳米晶体的，如，没有任何长程有序的晶体结构。
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