装备有部分金属层的堆叠体的基材、窗玻璃和方法_4

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显示,可以使用Z类型堆叠体测量辐射性εz (黑色圆圈),其低于单独 基材的辐射性(对于等于或者低于5纳米的银厚度,即对于在50%至98%范围中的表面面 积占据系数)。
[0085] 在下文表1总结了对于Z类型堆叠体测量的辐射性,作为银层厚度和该表面面积 占据系数的函数:
表1〇
[0086]理论计算显示,使用Z类型的堆叠体,可以获得辐射性εz(黑色倒三角形),其低 于单独基材的辐射性(对于等于或者低于5纳米的银厚度,即对于在50%至98%范围中的 表面面积占据系数),同时高于观察到的辐射性。
[0087]因此,附图5和6显示可以获得Z类型堆叠体,其具有相对低的光反射,相对高的 光透射和不太高的辐射性,但是其可以可用于某些应用,即使该粘附能是很高的,如可以在 附图4中看见。
[0088]为了试图更好地理解在该Z类型堆叠体上观察到的现象,已经测试了第二种堆叠 体,称为"Y类型",其具有以下结构:基材/Zn0/Ag/Zn0,其中每个ZnO层具有5纳米的厚度 和,对于这种Y类型堆叠体,已经测试了一方面为1. 0至8. 0纳米的银梯度,和,另一方面为 0至2. 0纳米的银梯度。
[0089] 已经观察到,该吸收在0至2. 0纳米之间连续地提高,以从2%(裸露玻璃的吸收) 提高至在20至23%范围中的吸收。如先前地,吸收随后在2至6纳米银之间快速地降低以 达到5-6%的值。还有利的是,注意到对于小的Ag厚度,吸收水平的一部分与提高的反射率 水平有关。这暗示将可以通过调节光学干涉效应而轻微地调制吸收水平。
[0090] 此外,已经观察到,在0至约2纳米之间,该Y类型堆叠体的色调变得越来越蓝色, 具有(参考LAB体系)b*的非常强烈降低。在约2至约4纳米之间,该演变急速地改变以 变成红色,具有a*和b*的强烈提高。最后,在约4纳米至约8纳米之间,该颜色返回向该 蓝色/中性颜色。这种演变的一种解释可以通过观察在附图10中吸收光谱作为银厚度的 函数的变化而给出: -在非常低的银厚度(1. 0至2. 5nm),吸收光谱具有其位置通过提高Ag厚度而朝向红 色(从在lnm时的675nm至在2. 5nm时的695nm)位移的峰;这种峰无疑地对应于Ag"纳 米物体"的表面等离子激元; -从2. 5nm至4.Onm,吸收峰的位置朝向蓝色(从695nm至535nm)位移,强度强烈损 失;平行地,在红色/近-IR中的吸收水平保持是高的;这种厚度范围对应于具有50%至83% 的表面面积占据系数的不连续银层; -最后,从6. 0至8.Onm,吸收水平强烈降低,相应地有利于较高的反射:它涉及其中银 层是连续的厚度范围。
[0091]该Y类型堆叠体的平方电阻已经局部地进行测量。对于这种类型堆叠体,已可行 的是,从3.Onm开始(指示Ag膜的渗滤的开始)测量平方电阻。
[0092] 为了测试不同的功能层厚度(根据直接在下面(在基材方向中)的所选择层(称 为"润湿层" 128)的物类),已经实施了五个系列实施例,编号1至5,和对于每个系列实施 例已经测量了不同的参数。
[0093] 对于这些实施例,该两个抗反射涂层120,160每个包含抗反射层124,164。
[0094] 在下文表2举例说明了在实施例1至5中的每个层的以纳米计的几何厚度或者物 理厚度(而非光学厚度);
表2。
[0095] 在所有实施例中的抗反射层124和在实施例4中的润湿层128基于氮化硅,更确 切地用Si3N4:Al制成(在附图11至14中称为"SiN");它们从用8重量%铝掺杂的硅金属 靶进行沉积。
[0096] 所有实施例的抗反射层164和实施例3的润湿层128基于氧化锌,更确切地用ZnO 制成(在附图11至14中称为"AZ0");它们从由氧化锌ZnO组成的陶瓷靶进行沉积;然而, 可以例如使用金属靶以在氧存在时实施反应溅射。
[0097]在下文表3总结了允许获得不连续功能层的该银功能层的最大厚度,作为位于正 上面的层的物类的函数:
表3〇
[0098] 已经观察到可以获得十分高的光透射?;(高于50%)和十分低的光反射?;(等于或 者低于20%):
表4。
[0099] 此外已经观察到: -该堆叠体的平方电阻R可以具有合理数值(低于200欧姆/平方),如在附图11中 可见, -吸收可以是相对低的(小于或等于25%),如在附图12中可见, -在透射中的颜色Ct可以是蓝-绿色(负的或者稍微正的a*),如在附图13中可见, 和 -在反射中的颜色Cr可以是蓝-绿色(负的或者稍微正的a*),如在附图14中可见。 [0100] 在透射中和在反射中的颜色对于该测试没有进行优化,但是作为抗反射层的厚度 的函数的优化规则看起来是与对于具有完全(或者连续的)金属功能层的堆叠体相同的。
[0101] 为了证实这些观察结果,已经基于具有该结构和以下几何厚度或者物理厚度(纳 米)(而不是光学厚度)的实施例6实施了一个系列实施例,参考附图1 :
表5〇
[0102] 该实施例6具有可淬火类型的低辐射堆叠体结构,通过基于在功能层下方包含 ZnO润湿层的实施例3,并遵循欧洲专利申请EP718250的教导,S卩,通过在该组装件ZnO/Ag 的每侧上都提供氮化硅阻挡层。
[0103] 实施的第一测试是HH(高湿度)测试。这在于将样品放置于人工气候室中达期望 的持续时间(7天、14天和56天)并且在不断开腔室时取出它以观察它。对于1、2、3、4和 5nm的Ag厚度,出现非常少的缺陷并且随着时间不变化,与6、7和8nm相反,其中在7天测 试之后出现腐蚀然后继续发展。
[0104] 已经观察到,银厚度越小,堆叠体抵抗该机械稳定性测试EST越好,如同惯常地进 行实践。对于1和2nm的Ag厚度,第一个划痕在7N出现,与8nmAg(其中第一个划痕的出 现从0.3N开始发生)相比较。这些结果与在第一次测试期间观察到的粘附能的提高相关。
[0105] 在650°C退火lOmin(对于ESTTT测试)之后(模拟弯曲或者淬火热处理),观察 结果仍然是相似的。对于更小的Ag厚度,划痕更快速地出现。与8nmAg(其中从0. 1N开 始出现第一个划痕)相比较,对于1和2nm的Ag厚度,在3N出现第一个划痕。
[0106] 为了评估实施例6系列的光学"性能",在可见光中的光透射和在可见光中的光反 射作为银厚度的函数在附图15中进行指示,作为银厚度的函数的光吸收在附图16中进行 指示和作为银厚度的函数的平方电阻在附图17中进行指示。
[0107] 光吸收在1至3nm银之间提高直到相对高的值(约16至18%),然后在3nm之后 降低以达到接近于具有厚度为6至8nm的连续银层的传统低辐射堆叠体的"通常"值的值。 在3nm之后的吸收的降低伴随有光反射的提高。
[0108] 已经观察到,从3nm开始,可以测量低于100欧姆/平方的平方电阻。作为吸收的 函数的平方电阻曲线显示对于5至40欧姆/平方的平方电阻,吸收的快速上升。这种吸收 随后稳定在约20%的最大值附近。
[0109] 此外,已经注意到,在较低的Ag厚度(1至4纳米),在透射中的颜色位于蓝色中。
[0110] 附图18至19分别地图解了被沉积在透明玻璃基材30上,更确切地在基材30的 面31上的根据本发明的含两个功能层的堆叠体35的结构和根据本发明的含三个功能层的 堆叠体36的结构。
[0111] 每个功能层140,180, 220,其基于银或者基于含银金属合金,优选地仅仅由银制 成,被设置在两个抗反射涂层之间,下邻抗反射涂层120,160, 200位于在每个功能层140, 180, 220下面(在基材30方向上)和上邻抗反射涂层160, 200, 240被设置在每个功能层 140,180, 220上方(与基材30相反一侧上)。
[0112] 每个抗反射涂层120,160, 200, 240包含至少一个抗反射层124,164, 204, 244。
[0113] 为了探索与为不连续的基于银或者由银制成的金属功能层的高粘附能相关的发 现的应用,根据本发明,已经实施了三个实施例,具有以下结构和以纳米计的几何厚度或者 物理厚度(而不是光学厚度),参考附图1,18和19 :
表6〇
[0114] 该沉积的二氧化钛1102抗反射层124,164, 204和244具有2. 4的光学指数(在 550纳米)。
[0115] 这些堆叠体已经沉积在具有4mm厚度的明亮玻璃基材上。
[0116] 已经观察到这些实施例7至9还显示出粘附能相对于该理论粘附能的提高。
[0117] 以下表显示实施例7至9的主要光学特征并且使这些特征与用于通过吸收的日照 控制的堆叠体(实施例10)的特征比较,该通过吸收的日照控制的堆叠体包含厚度为1. 5nm的单一氮化物NbN功能层,其在上面(在4mm厚度的玻璃基材的方向上)用具有10nm厚度 的基于氮化硅的层和在下面用具有30nm厚度的基于氮化硅的层进行包围。 表7。
[0118] 因此已经观察到可以获得: -具有
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