專(zhuān)利名稱(chēng)：可交替或累積用于熱控制、屏蔽電磁波和加熱窗玻璃的透明基底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可交替或累積用于三個(gè)特定應(yīng)用的玻璃領(lǐng)域熱控制(防日光和隔熱)、屏蔽電磁波和加熱窗玻璃，同時(shí)優(yōu)選至少能夠經(jīng)受涉及在至少500℃的溫度下進(jìn)行熱處理(特別可涉及到淬火、退火或彎曲)的轉(zhuǎn)換操作。
熱控制是涉及到日光和/或長(zhǎng)波紅外線穿過(guò)將外部環(huán)境和內(nèi)部環(huán)境分開(kāi)的玻璃的能力，或用于向外反射日光(“防日光”或“日光控制”玻璃)，或用于向內(nèi)反射波長(zhǎng)在5μm以上的紅外線(用特別被稱(chēng)為“低發(fā)射玻璃”的玻璃進(jìn)行隔熱)。
屏蔽電磁波是除去，或者至少是降低電磁波穿過(guò)玻璃傳播的能力。此能力經(jīng)常與涉及到紅外線穿透玻璃的能力相聯(lián)系。此應(yīng)用在電子學(xué)領(lǐng)域中具有意義，特別是用來(lái)組裝電磁屏蔽窗，也稱(chēng)為“電磁波過(guò)濾器”，用來(lái)比如放置在使用等離子體技術(shù)的顯示屏的前面。
加熱窗玻璃是其溫度可隨著通過(guò)電流而升高的玻璃。此類(lèi)玻璃應(yīng)用于汽車(chē)，甚至于用于建筑物，用來(lái)制造能夠防止形成或者消除霜或水汽的玻璃，或者消除冷的墻壁對(duì)附近玻璃的敏感性。
本發(fā)明更特別涉及一種透明的基底，特別是有包括多個(gè)功能層的薄疊層的玻璃基底，所述基底可用來(lái)交替或累積地實(shí)現(xiàn)熱控制、電磁屏蔽和加熱窗玻璃。
制造薄的疊層用于熱控制的操作，更具體用于日光控制的操作是已知的，在熱處理之后，此疊層能夠同時(shí)保持其熱性能及其光學(xué)性能，使光學(xué)缺陷的分布盡可能地??；當(dāng)具有固定的光學(xué)/熱學(xué)性能的薄疊層存在時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)是它們隨后要受到或者不受一次或多次熱處理。
在歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)EP 718,250中提出了第一個(gè)解決辦法。該專(zhuān)利推薦如上所述使用一層或多層基于銀層-氧擴(kuò)散阻隔層，特別是基于氮化硅阻隔層的功能層，以及在底下的介電涂層上直接沉積上銀層，而不重疊底層或金屬保護(hù)層。此專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)貏e敘述了如下類(lèi)型的疊層基底/Si3N4或AlN/ZnO/Ag/Nb/ZnO/Si3N4在歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)EP 847,965中提出了第二種解決辦法。該專(zhuān)利基于包括兩個(gè)銀層的疊層，并敘述了同時(shí)使用如上所述的銀層(如同前面的)阻隔層和與銀層相鄰并使之穩(wěn)定化的吸收層或穩(wěn)定層。
此專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)貏e敘述了如下類(lèi)型的疊層基底/SnO2/ZnO/AgI/Nb/Si3N4/ZnO/Ag2/Nb/SnO2/Si3N4在如上所述的兩個(gè)解決方案中，要指出在銀層上存在有由鈮制造的，有時(shí)甚至由鈦制造的“超阻隔(sur-bloquer)”金屬吸收層，它能夠避免當(dāng)分別通過(guò)霧化而沉積SnO2層或Si3N4層時(shí)銀層與含有活性氧或活性氮的氣氛接觸。
此后國(guó)際專(zhuān)利WO 03/01105公開(kāi)了第三種解決辦法。該專(zhuān)利建議不在(每一層)功能層上沉積“阻隔”的金屬吸收層，而是在其下面沉積，為的是在熱處理的過(guò)程中使功能層穩(wěn)定化，同時(shí)改善熱處理之后疊層的光學(xué)質(zhì)量。
此專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)貏e敘述了如下類(lèi)型的疊層基底/Si3N4/ZnO/Ti/AgI/ZnO/Si3N4/ZnO/Ti/Ag2/ZnO/Si3N4但是，在公開(kāi)的厚度范圍內(nèi)，這樣的疊層不能用于制造具有可接受美學(xué)外觀(光學(xué)特性)的加熱窗玻璃或電磁屏蔽窗。
先有技術(shù)還知道一類(lèi)在基底上的薄疊層，當(dāng)其通過(guò)電流時(shí)，可用于熱控制和加熱窗玻璃的操作。國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)WO 01/14136就公開(kāi)了支持淬火熱處理的如此雙銀層疊層，當(dāng)其通過(guò)電流時(shí)，可用于日光控制和發(fā)熱的操作。但是，這種疊層的電阻使得不能真正地制造有效的電磁屏蔽，因?yàn)槠鋯挝幻娣e電阻R□不能接近，更不用說(shuō)小于1.5Ω/平方。
再有，對(duì)于汽車(chē)加熱窗玻璃的應(yīng)用，這樣大的平方電阻必須使用在其接線柱上具有高電壓的電池(在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的標(biāo)準(zhǔn)是大約42V)，以能夠在整個(gè)窗玻璃的高度上進(jìn)行加熱的操作。實(shí)際上，應(yīng)用如下的公式P(W)＝U2/(R□×h2)，如果R□＝1.5Ω/平方，為了實(shí)現(xiàn)P＝600W/m2(為了正確加熱所估計(jì)的耗散功率)和為了得到加熱的高度＞0.8m，應(yīng)該是U＞24V。
借助于被賦予具有良好電磁防護(hù)性能，而且由于其高透光率結(jié)合低的反射率，使得允許用戶(hù)很容易看到顯示影像的電磁防護(hù)疊層的基底，進(jìn)行電磁屏蔽操作的薄疊層的制造方法是已知的。
為了進(jìn)行電磁屏蔽，先有技術(shù)還從國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)WO 01/81262知道了一種特別如下類(lèi)型的疊層基底/Si3N4/ZnO/AgI/Ti/Si3N4/ZnO/Ag2/Ti/ZnO/Si3N4此疊層可支持淬火或彎曲的熱處理。但是，這樣的疊層不能得到具有可接受的光學(xué)特性(TL、RL、顏色等)，特別是可見(jiàn)光反射系數(shù)RL很小的，同時(shí)比1.8Ω/平方小得多的每平方電阻。
基于銀層的疊層是在很復(fù)雜的制造裝置中制造的。
先有技術(shù)的主要缺點(diǎn)在于，當(dāng)希望使用生產(chǎn)線來(lái)在此同一生產(chǎn)線上制造的與此不同用途的基底上制造薄疊層時(shí)，必須對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行很大的改進(jìn)。
此操作一般要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)到幾天，冗長(zhǎng)乏味還要帶來(lái)大量銀的損失，因?yàn)樵诖宿D(zhuǎn)換和調(diào)整期不能生產(chǎn)窗玻璃。
特別是當(dāng)與靶材料與下一種產(chǎn)品不同時(shí)，應(yīng)該在更換靶之前使加工室返回到大氣壓，然后再將加工室返回到真空(大約10-6bar)，這明顯也是冗長(zhǎng)而乏味的。
本發(fā)明的目的就是克服這些缺點(diǎn)，提出一種帶薄疊層的基底和此基底的制造方法，此基底使得能夠得到可交替或累積使用且用來(lái)進(jìn)行熱控制和/或電磁屏蔽和/或加熱窗玻璃的產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的特別是能夠制造范圍廣泛的產(chǎn)品而無(wú)須打開(kāi)沉積裝置以更換靶材料，使得節(jié)省了處于大氣之下所必需的時(shí)間，特別是節(jié)省了在更換靶材料之后重新抽真空所需的時(shí)間。
因此，本發(fā)明提出了在不同層的組成和厚度上定義的特殊疊層，該疊層可同時(shí)用于各種應(yīng)用的情況，也提出了在不同層的組成、厚度范圍和/或光學(xué)特性方面定義的疊層，其中某些厚度值能夠有利于給定的應(yīng)用。當(dāng)其受到彎曲或淬火之類(lèi)的熱處理時(shí)，此疊層在其具有小的每平方電阻(電阻R□＜1.5，甚至于≤1.3Ω/平方)，同時(shí)又基本上保持其特性方面是值得注意的。
因此，由于按照本發(fā)明的此類(lèi)疊層，為了制造用于一種或只是兩種或三種特定應(yīng)用的疊層，某些參數(shù)可以被改變，比如某些層的厚度，而組成仍然是完全一樣的。因此，為了改變生產(chǎn)線和從制造具有一個(gè)或幾個(gè)優(yōu)選用途的產(chǎn)品過(guò)渡到具有一個(gè)或幾個(gè)另外優(yōu)選用途的其它產(chǎn)品只需花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)。
因此，按照權(quán)利要求1，本發(fā)明的目的是透明基底，特別是玻璃透明基底。此基底帶有包括多層功能層的薄疊層，所述薄疊層包括至少三層基于銀的功能層，所述疊層的電阻R□＜1.5，甚至于≤1.3Ω/平方，所述基底至少可經(jīng)受涉及在至少500℃的溫度下進(jìn)行熱處理的轉(zhuǎn)換操作，以借助于交替或累積的基底實(shí)現(xiàn)熱控制和/或電磁屏蔽和/或制造加熱窗玻璃。
所謂“所述基底至少可經(jīng)受涉及在至少500℃的溫度下進(jìn)行熱處理的轉(zhuǎn)換操作”意味著，當(dāng)在至少500℃或高于500℃的溫度下進(jìn)行彎曲、淬火或退火時(shí)，此處理不會(huì)使其光學(xué)質(zhì)量變差和不會(huì)產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的斑點(diǎn)分布和/或透射模糊。
另外，要求保護(hù)的電阻R□，如無(wú)相反指明，是在此任選的熱處理之前測(cè)量的。
在用于制造汽車(chē)窗玻璃的第一種應(yīng)用中，按照本發(fā)明的基底具有的透光度TL≥70％，電阻R□＜1.5，甚至于≤1.3，甚至于更好≤1.2Ω/平方。
在用于制造建筑物窗玻璃的第二個(gè)應(yīng)用中，按照本發(fā)明的透明基底具有TL≥40％，甚至于≥50％的光透過(guò)率，同時(shí)在可見(jiàn)光的光反射率RL≤10％，甚至于≤8％，當(dāng)與至少一層其它基底一起使用形成窗玻璃時(shí)，此窗玻璃的選擇性≥2，甚至于＞2。
在此應(yīng)該提醒，選擇性由光透過(guò)率(TL)和日光因子(FS)之比，即TL/FS定義，而日光因子表示該窗玻璃的直接能量透射率(TE)和被該窗玻璃吸收并向建筑物內(nèi)部再發(fā)射的能量之和。
在用來(lái)制造電磁屏蔽窗玻璃的第三個(gè)應(yīng)用中，按照本發(fā)明的透明基底具有TL≥40％，甚至于≥50％，更好≥55％的光透過(guò)率和R□≤1.2，甚至于≤1Ω/平方的電阻。
因此，電磁屏蔽基底支持淬火型或其它類(lèi)型熱處理這一事實(shí)的主要優(yōu)點(diǎn)是，可以使用更輕的基底。另外，實(shí)驗(yàn)表明，在工業(yè)的水平上，使用涂有支持熱處理的疊層的基底，比使用先經(jīng)受熱處理，然后再沉積所述疊層的基底總是更具有現(xiàn)實(shí)意義。
在其上面沉積疊層的基底優(yōu)選是玻璃的。
按照通常的方式，在本發(fā)明的框架內(nèi)，在基底上沉積疊層，此基底構(gòu)成0水平，在上面沉積的各層構(gòu)成上面的各水平，它們可以以升序的整數(shù)計(jì)數(shù)以示區(qū)別。在本文獻(xiàn)中，數(shù)字編號(hào)只是用來(lái)區(qū)分功能層及其沉積的順序。
所謂“上面的”層或“下面的”層，是指并非必定分別嚴(yán)格地在制造疊層時(shí)在功能層之上或之下沉積的那一層，可以是插入其間的一層或幾層。如果每一個(gè)功能層都與一層或幾層在存在于疊層中的該功能層上面或下面沉積的層一起，相對(duì)于此功能層被證實(shí)的合理的話，就可以說(shuō)，功能層與其下層和/或上層一起使用構(gòu)成了“一個(gè)花樣(motif)”。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，基底至少包括4層基于銀的功能層。
基于銀的功能層總厚度，優(yōu)選大于或等于25nm。當(dāng)疊層包括3層功能層時(shí)，此總厚度優(yōu)選基本上為35～50nm，當(dāng)疊層包括至少4層功能層時(shí)，此總厚度優(yōu)選基本上為28～64nm。在一個(gè)實(shí)施方案中，銀層的厚度之和小于54nm。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，基底至少包括3個(gè)同樣的功能層花樣，在每個(gè)功能花樣中，每一個(gè)功能層都與至少一層下層和/或上層一起使用。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，至少一層功能層，優(yōu)選每一層功能層都位于至少一層下介電層和上介電層之間，所述介電層優(yōu)選是基于ZnO的，任選摻雜有鋁。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，至少一層功能層，優(yōu)選每一層功能層都包括基于Si3N4、AlN或基于兩者混合物的上層。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，基底被基于Si3N4，AlN或基于兩者混合物的層直接涂敷。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，在至少一個(gè)功能花樣中，優(yōu)選在每一個(gè)功能花樣中，優(yōu)選基于Ti的金屬上吸收層(稱(chēng)為“上阻隔”層)位于基于銀的功能層和至少一層上介電層之間。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，在至少一個(gè)功能花樣中，優(yōu)選在每一個(gè)功能花樣中，優(yōu)選基于Ti的金屬下吸收層(稱(chēng)為“下阻隔”層)位于至少一層下介電層和基于銀的功能層之間。
此金屬上吸收層或下吸收層還可以由基于鎳、鉻、鈮、鋯、鉭或鋁的金屬或合金構(gòu)成。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，至少一個(gè)功能花樣，優(yōu)選每一個(gè)功能花樣都具有如下結(jié)構(gòu)ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4，優(yōu)選具有如下結(jié)構(gòu)ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4。
按照此實(shí)施方案，對(duì)于三層的疊層，構(gòu)成所述花樣的層厚優(yōu)選是ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4，優(yōu)選是ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N45～15/10～17/...5～15/25～65nm...5～15/10～17/0.2～3/5～15/25～65nm或7～15/10～17/...7～15/25～65nm...7～15/10～17/0.2～2/7～15/25～65nm。
還是按照此實(shí)施方案，對(duì)于四層的疊層，構(gòu)成所述花樣的層厚優(yōu)選是ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4，優(yōu)選是ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N45～15/7～15/...5～15/23～65nm...5～15/7～15/0.2～3/5～15/23～65nm或7～15/7～15/...7～15/23～65nm...7～15/7～15/0.2～2/7～15/23～65nm。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是透明基底，特別是帶有包括多層功能層的薄疊層玻璃基底的制造方法，其特征在于，在所述基底上沉積至少三層基于銀的功能層，其特征還在于，所述疊層的電阻R□＜1.5，甚至于≤1.3Ω/平方，其特征還在于，所述基底可經(jīng)受至少一種涉及在至少500℃溫度下熱處理的轉(zhuǎn)換操作，以便借助于該基底能夠交替或累積實(shí)現(xiàn)熱控制和/或電磁屏蔽和/或加熱窗玻璃。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，在所述基底上沉積至少四層基于銀的功能層。
基于銀的功能層總厚度，優(yōu)選大于或等于25nm。當(dāng)疊層包括3層功能層時(shí)，此總厚度優(yōu)選基本上為35～50nm，當(dāng)疊層包括至少4層功能層時(shí)，此總厚度優(yōu)選基本上為28～64nm。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，在所述基底上沉積至少3個(gè)同樣的功能層花樣，在每個(gè)功能花樣中，每一個(gè)功能層都與至少一層下層和/或上層一起使用。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，對(duì)于至少一層功能層，優(yōu)選對(duì)于每一層功能層，在所述功能層的下面沉積至少一層下介電層，在所述功能層的上面沉積上介電層，所述介電層優(yōu)選是基于ZnO的，任選摻雜有鋁。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，在至少一層功能層上面，優(yōu)選在每一層功能層的上面沉積基于Si3N4、AlN或基于兩者混合物的上層。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述基底被基于Si3N4、AlN或基于兩者混合物的層直接涂敷，在沉積所有其它層時(shí)預(yù)先沉積。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，在至少一個(gè)功能花樣中，優(yōu)選在每一個(gè)功能花樣中，優(yōu)選基于Ti的金屬上吸收層沉積在基于銀的功能層的上面和至少一層上介電層的下面。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，在至少一個(gè)功能花樣中，優(yōu)選在每一個(gè)功能花樣中，優(yōu)選基于Ti的金屬下吸收層沉積在至少一層下介電層的上面和基于銀的功能層的下面。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，至少一個(gè)沉積的功能花樣，優(yōu)選每一個(gè)沉積的功能花樣具有如下結(jié)構(gòu)ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4，優(yōu)選具有如下結(jié)構(gòu)ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4。
按照此實(shí)施方案，對(duì)于三層的疊層，構(gòu)成所述花樣的沉積層的厚度優(yōu)選是ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4，優(yōu)選是ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N45～15/10～17/...5～15/25～65nm...5～15/10～17/0.2～3/5～15/25～65nm或7～15/10～17/...7～15/25～65nm...7～15/10～17/0.2～2/7～15/25～65nm。
還是按照本發(fā)明的此實(shí)施方案，對(duì)于四層的疊層，構(gòu)成所述花樣的層厚優(yōu)選是ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4，優(yōu)選是ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N45～15/7～15/...5～15/23～65nm...5～15/7～15/0.2～3/5～15/23～65nm或7～15/7～15/...7～15/23～65nm...7～15/7～15/0.2～2/7～15/23～65nm。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，將所述基底多次通過(guò)獨(dú)特的制造裝置進(jìn)行沉積功能花樣的操作。
按照本發(fā)明的此實(shí)施方案，當(dāng)所述疊層包括4層基于銀的功能層時(shí)，優(yōu)選將所述基底在獨(dú)特的制造裝置中成對(duì)地通過(guò)兩次來(lái)實(shí)現(xiàn)沉積花樣的操作，對(duì)于兩次通過(guò)，要按照基本上相同的沉積條件，在兩次通過(guò)之間優(yōu)選將基底保存在真空中。
還是按照本發(fā)明的此實(shí)施方案，兩次通過(guò)中的每一次，沉積的層厚優(yōu)選基本上是相同的。
另外，當(dāng)按照本發(fā)明的基底經(jīng)受涉及在至少500℃的溫度下熱處理的轉(zhuǎn)換操作時(shí)，其電阻R□優(yōu)選減少至少10％，甚至于減少至少15％。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是包括至少一種按照本發(fā)明的基底的熱控制和/或電磁屏蔽和/或加熱的窗玻璃。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是按照本發(fā)明的基底用于交替或累積制造熱控制和/或電磁屏蔽和/或加熱窗玻璃方面的應(yīng)用。
有利的是，當(dāng)制造按照本發(fā)明的疊層時(shí)，通過(guò)實(shí)施本發(fā)明的方法所取得的經(jīng)濟(jì)效益是巨大的，因?yàn)楫?dāng)希望生產(chǎn)具有一種或幾種不同用途的疊層時(shí)，不必再在幾天，至少在幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)停止生產(chǎn)線。幾個(gè)小時(shí)足以對(duì)生產(chǎn)線的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行改變，并得到具有一種或幾種所需用途的商品化產(chǎn)品。
也是有利的是，按照本發(fā)明的基底可用于制造單層、雙層或三層窗玻璃、夾層玻璃，用于交替或累積制造熱控制和/或電磁屏蔽和/或加熱窗玻璃。
比如，對(duì)于在汽車(chē)上的應(yīng)用，可以制造加入本發(fā)明基底的夾層玻璃，此窗玻璃可同時(shí)實(shí)現(xiàn)—熱控制(更準(zhǔn)確說(shuō)控制日光，將陽(yáng)光反射到車(chē)輛之外)；—電磁屏蔽，用來(lái)對(duì)車(chē)內(nèi)防護(hù)外界的電磁輻射；—加熱窗玻璃能夠使霜熔化或使水汽氣化。
同樣，對(duì)于建筑物的應(yīng)用，可以制造加入本發(fā)明基底的雙層窗玻璃，此窗玻璃可同時(shí)實(shí)現(xiàn)—熱控制(控制日光，用來(lái)將日光和或熱輻射反射到裝有此窗玻璃的建筑物的外面，將內(nèi)光線反射到裝有窗玻璃的建筑物內(nèi)部)；—電磁屏蔽用于保護(hù)裝有窗玻璃的內(nèi)部不受外界電磁輻射；以及—加熱窗玻璃能夠除去水分或妨礙水汽形成，阻止在窗玻璃附近的“冷壁”感覺(jué)。
這些加入了本發(fā)明基底的窗玻璃有利地具有在美學(xué)上可接受的反射和透射顏色。
通過(guò)閱讀對(duì)下面非限定性實(shí)施例的詳細(xì)敘述和附圖，將會(huì)更好地理解本發(fā)明·

圖1說(shuō)明實(shí)施例11和實(shí)施例13向外光反射率值與波長(zhǎng)λ之間的關(guān)系；·圖2分別說(shuō)明按照本發(fā)明的實(shí)施例21和比較例22的透光率與波長(zhǎng)λ之間的關(guān)系，以及日光能密度D與波長(zhǎng)λ之間關(guān)系的Parry-Moon曲線；·圖3分別說(shuō)明按照本發(fā)明的實(shí)施例21和比較例22的透光率和波長(zhǎng)λ之間關(guān)系以及人眼Y在標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)尺上的敏感度；·圖4分別說(shuō)明按照本發(fā)明的實(shí)施例23和24以及比較例25的透光率與波長(zhǎng)λ之間的關(guān)系，以及日光能密度D與波長(zhǎng)λ之間關(guān)系的Parry-Moon曲線；·圖5說(shuō)明使用本發(fā)明基底的電磁屏蔽窗玻璃的組裝示意圖。
1-用于加熱窗玻璃，更特定用于輸入12V電壓的風(fēng)擋玻璃的疊層具體地，P(W)＝U2/(R□×h2)，如果U＝12V，為了使h＝50cm，就應(yīng)該使R□＝1Ω/平方；h相當(dāng)于將其加熱以阻止形成水汽和/或霜的“窗”的高度(實(shí)際上，電壓U為12～14V，這相當(dāng)于大多數(shù)實(shí)際生產(chǎn)的運(yùn)輸車(chē)輛電池接線柱上的電壓，盡管如此，此電壓可為12～24V)。
對(duì)于汽車(chē)的應(yīng)用，具有如下特征(夾層)的疊層可判斷為是滿意的·R□≤1.2Ω/平方；·在彎曲之后有良好的質(zhì)量(沒(méi)有肉眼可見(jiàn)的缺陷)；·TL≥70％，而且RL有限；·反射的顏色被判斷為美觀(優(yōu)選a*≤0，而b*≤0)；·機(jī)械和化學(xué)耐久性令人滿意。
具有被包在介電層中的兩層銀層的解決方案不能同時(shí)得到TL≥70％、電阻R□≤1.2Ω/平方和可接受的顏色。
為了達(dá)到所希望的結(jié)果，顯然優(yōu)選·使包括功能層的疊層位于第三面(第一面在車(chē)輛的最外面，第四面是最內(nèi)面)；以及·考慮到所需銀層的總厚度，沉積多于兩層的銀層。
在下面給出具有三層功能層的疊層(實(shí)施例11、12和14)和具有四層功能層的疊層(實(shí)施例15和16)的按照本發(fā)明疊層結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，這些結(jié)果是在620℃下進(jìn)行淬火操作大約8min之后測(cè)量的。
實(shí)施例11，按照本發(fā)明，三層
外面/玻璃(2.1mm)/PVB(0.76mm)/Ag3/Ag2/Ag1/玻璃(1.6mm)/艙內(nèi)實(shí)施例12，按照本發(fā)明，三層與實(shí)施例11同樣的疊層，在每一層功能層的上面，還具有鈦制造的上阻隔層(厚度大約0.5nm～1nm)實(shí)施例13，比較例，雙層
外面/玻璃(2.1mm)/PVB(0.76mm)/Ag3/Ag2/Ag1/玻璃(1.6mm)/艙內(nèi)，在每一次功能層(厚度大約0.5～1nm)的下面還有鈦制造的下阻隔層實(shí)施例14，按照本發(fā)明，三層
外面/玻璃(2.1mm)/PVB(0.76mm)/Ag3/Ag2/Ag1/玻璃(1.6mm)/艙內(nèi)測(cè)量的夾層玻璃的技術(shù)特征
實(shí)施例15，按照本發(fā)明，4層
外面/玻璃(2.1mm)/PVB(0.76mm)/Ag3/Ag2/Ag1/玻璃(1.6mm)/艙內(nèi)實(shí)施例16，按照本發(fā)明，4層
外面/玻璃(2.1mm)/PVB(0.76mm)/Ag3/Ag2/Ag1/玻璃(1.6mm)/艙內(nèi)此實(shí)施例16是通過(guò)將基底兩次通過(guò)雙層銀疊層沉積裝置而得到的。
測(cè)量的夾層玻璃的技術(shù)特征
對(duì)于按照本發(fā)明的三層實(shí)施例11和12，由借助于Nagy裝置不接觸測(cè)量的每平方電阻計(jì)算出的疊層電阻率是大約4.2×10-6Ω·cm，而對(duì)于比較例13的雙層實(shí)施例是大約7×10-6Ω·cm。
在TL、RL和顏色方面，按照本發(fā)明實(shí)施例11、12、14、15和16都是比較穩(wěn)定的。
能量反射值都是很高的，這預(yù)期涉及到銀的累積厚度(3×12.75nm)。得到優(yōu)異的選擇性(對(duì)于夾層的試樣，TL/FS接近于2，甚至于大于2)。
在包括厚度大約13nm的銀層的三層疊層中所包括的銀層，其電阻率與用包括厚度約8～9nm的銀層的雙層疊層得到的數(shù)值相比驚人地低。
按照本發(fā)明的四個(gè)實(shí)施例，在通常的條件下，其在彎曲之后的光學(xué)質(zhì)量是令人滿意的沒(méi)有模糊不清也沒(méi)有可見(jiàn)的腐蝕斑點(diǎn)。
按照本發(fā)明的這些疊層，其機(jī)械和化學(xué)耐久性也都是很好的。
2-對(duì)于熱控制的窗玻璃，特別是用于建筑物的日光控制窗玻璃的疊層實(shí)施例用“選擇性”的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)日光控制產(chǎn)品的性能，這就是說(shuō)用窗玻璃的透過(guò)率(TL)與日光能進(jìn)入建筑物內(nèi)部的百分比(日光因子-F.S.)之比進(jìn)行評(píng)價(jià)。為了得到盡可能最大的選擇性，在保證良好的透光率(對(duì)于住宅居住者的舒適所必需的)水平的同時(shí)，重要的是研究要得到一種窗玻璃，它要保證透光率在可見(jiàn)光區(qū)域和紅外區(qū)域之間盡可能的陡峭的間斷，因此避免在這部分光譜中所包含的能量透射(Parry-Moon曲線；PM)。因此，理想的日光控制窗玻璃的光譜是保證在可見(jiàn)光中的透過(guò)和在紅外光完全中斷的鋸齒形函數(shù)。
按照本發(fā)明的三層和四層銀疊層的定義使得能夠增大此選擇性。實(shí)際上，對(duì)于很好選擇的銀層和介電層的厚度，包括此類(lèi)疊層的窗玻璃，其透射光譜很接近鋸齒形函數(shù)，因此在相等的透光率水平上，能夠敏感地增加選擇性。得到此選擇性可以不損失窗玻璃顏色的在透射和反射上的中性(neutralité)。
下面給出具有三層功能層(實(shí)施例21和23)和具有四層功能層(實(shí)施例24)疊層的疊層構(gòu)成實(shí)施例，與具有雙層功能層(實(shí)施例22和25)的疊層進(jìn)行比較，以分別得到50％的透光率水平(實(shí)施例21和22)和60％的透光率水平(實(shí)施例23～25)以及優(yōu)化的選擇性。
所有這些實(shí)施例都按照下面的方式實(shí)施外面/玻璃(6mm)/疊層/空間(15mm)/玻璃(6mm)/內(nèi)部空間充入90％的氬氣和10％的干燥空氣，下面給出的結(jié)果是在620℃的溫度下淬火大約8min之后測(cè)量的。
實(shí)施例21，按照本發(fā)明的三層，和實(shí)施例22，比較例的雙層，每一個(gè)都具有50％的透光率(層厚nm)
厚度大約1nm的Ti上阻隔層位于每一層功能層的上面。
測(cè)量的技術(shù)特征
用λd表示的優(yōu)勢(shì)顏色和用Pe表示的純度在此是對(duì)透射測(cè)量的。
按照本發(fā)明的三層實(shí)施例23，按照本發(fā)明的四層實(shí)施例24和比較例25，每一個(gè)的透光率都是60％(層厚是nm)
另外，厚度大約1nm的Ti上阻隔層剛好位于每一層功能層的上面。
測(cè)量的技術(shù)特征
與上面相同，用λd表示的優(yōu)勢(shì)顏色和用Pe表示的純度在此是對(duì)透射測(cè)量的。
圖2～圖4表示在整個(gè)日光光譜中按照本發(fā)明實(shí)施例21、23和24的實(shí)施例與比較例22和25的光譜比較，這很好表明三層的疊層能夠接近鋸齒形函數(shù)(在780nm處，即可見(jiàn)光結(jié)束和紅外光開(kāi)始區(qū)域的透射光很急劇傾斜)。對(duì)于四層疊層可見(jiàn)到同樣的情況。另外，得到此選擇性的增大不會(huì)損傷窗玻璃的比色、窗玻璃的外反射顏色是中性的(在L*a*b*系統(tǒng)中)，a*和b*都是負(fù)的，而且絕對(duì)值小。另外，透射光的顏色不具有更大的純度，這使居室中的居民欣賞到色彩真實(shí)的外界環(huán)境。在圖3中可觀察到后面這一點(diǎn)，這表明實(shí)施例21和22的光譜以及人眼的感光度是重疊的。實(shí)際上，此圖表明，借助于實(shí)施例21的薄層疊層制造的光學(xué)過(guò)濾器在波長(zhǎng)方面比人眼的感光度更寬。
3-用于電磁屏蔽，更具體用于等離子體顯示屏的窗玻璃疊層用實(shí)施例用于電磁屏蔽以證實(shí)本發(fā)明意義而制造的疊層實(shí)施例如下透明玻璃基底(2mm)/具有至少三層功能層的薄層疊層。
通過(guò)在大約620℃的溫度下對(duì)帶有疊層的基底進(jìn)行5min的退火以促使在測(cè)量前進(jìn)行淬火。
按照本發(fā)明的實(shí)施例31，四層
在每一層功能層的上面還具有鈦上阻隔層(厚度大約0.5～1nm)按照本發(fā)明的實(shí)施例32，四層
在每一層功能層的上面還具有鈦上阻隔層(厚度大約0.5～1nm)按照本發(fā)明的實(shí)施例33，四層
在每一層功能層的上面還具有鈦上阻隔層(厚度大約0.5～1nm)
退火后測(cè)量的技術(shù)特征
用λd表示的優(yōu)勢(shì)顏色和用Pe表示的純度在此是對(duì)反射測(cè)量的。
顯然淬火導(dǎo)致銀的電阻率降低，并導(dǎo)致疊層光學(xué)性能很有限的改變。實(shí)際上，對(duì)于實(shí)施例31，在退火前此疊層的電阻是R□＝1.1Ω/□(對(duì)于5.5×10-6Ω·cm的電阻率)，降低了大約18％，而對(duì)于實(shí)施例32，在退火前此疊層的電阻是R□＝0.9Ω/□(對(duì)于5.0×10-6Ω·cm的電阻率)，降低了大約22％，對(duì)于實(shí)施例33，在退火前此疊層的電阻是R□＝1.5Ω/□，降低了大約20％。然而淬火并不帶來(lái)顏色的重大改變。
按照本發(fā)明的疊層可用于具有比如在圖5中說(shuō)明結(jié)構(gòu)的組裝物，以制造用于使用等離子體技術(shù)的顯示器用電磁過(guò)濾器1-任選的抗反射層；2-透明玻璃基底，還可以是著色的；3-至少具有三層功能層的薄層疊層；4-PVB塑料片，也可以任選是PAS的；5-任選的PET薄膜。
如此的薄層疊層位于組裝物的兩個(gè)表面上。
可以在沉積了疊層之后對(duì)接受了疊層的基底進(jìn)行淬火。
在此作為實(shí)施例敘述了本發(fā)明。應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員只要不超出例如權(quán)利要求所定義的本專(zhuān)利的范圍，同樣可實(shí)施本發(fā)明的不同實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.帶有包括多個(gè)功能層的薄層疊層的透明基底，特別是玻璃基底，其特征在于，所述薄層疊層包括至少三層基于銀的功能層，其特征還在于，所述疊層的電阻R□＜1.5Ω/平方，其特征還在于，所述基底至少可經(jīng)受涉及在至少500℃的溫度下進(jìn)行熱處理的轉(zhuǎn)換操作。
2.按照權(quán)利要求1的透明基底，其特征在于，其透光率TL≥70％。
3.按照權(quán)利要求1的透明基底，其特征在于，其透光率TL≥40％，其特征還在于，當(dāng)其與至少另一個(gè)基底一起使用形成窗玻璃時(shí)，此窗玻璃的選擇性≥2。
4.按照權(quán)利要求1的透明基底，其特征在于，其透光率TL≥40％，而且其電阻R□≤1.1Ω/平方。
5.按照前面各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的透明基底，其特征在于，它包括至少四層基于銀的功能層。
6.按照前面各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的透明基底，其特征在于，基于銀的功能層的總厚度大于或等于25nm，當(dāng)疊層包括三層功能層時(shí)，優(yōu)選為35～50nm，當(dāng)疊層包括至少四層功能層時(shí)，優(yōu)選為28～64nm。
7.按照前面各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的透明基底，其特征在于，它包括至少三層同樣的功能層，在每一個(gè)功能花樣中，每一層功能層都與至少一層下層和/或上層一起使用。
8.按照前面各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的透明基底，其特征在于，至少一層功能層，優(yōu)選每一層功能層都位于至少一層下介電層和上介電層之間，所述介電層優(yōu)選是基于ZnO的，任選摻有鋁。
9.按照前面各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的透明基底，其特征在于，至少一層功能層，優(yōu)選每一層功能層都包括基于Si3N4、AlN或者基于二者混合物的上層。
10.按照前面各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的透明基底，其特征在于，它直接涂敷以基于Si3N4、AlN或者基于二者混合物的層。
11.按照前面各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的透明基底，其特征在于，在至少一個(gè)功能花樣中，優(yōu)選在每一個(gè)功能花樣中，金屬上吸收層，優(yōu)選基于Ti的金屬上吸收層位于基于銀的功能層和至少一層上介電層之間。
12.按照權(quán)利要求1～10中任何一項(xiàng)的透明基底，其特征在于，在至少一個(gè)功能花樣中，優(yōu)選在每一個(gè)功能花樣中，金屬下吸收層，優(yōu)選基于Ti的金屬下吸收層位于至少一層下介電層和基于銀的功能層之間。
13.按照前面各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的透明基底，其特征在于，至少一個(gè)功能花樣，優(yōu)選每一個(gè)功能花樣具有如下的結(jié)構(gòu)ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4，優(yōu)選具有如下結(jié)構(gòu)ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4。
14.按照前面各項(xiàng)權(quán)利要求的透明基底，其特征在于，對(duì)于三層疊層，所述花樣的構(gòu)成層厚度是，ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4，優(yōu)選是ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4，5～15/10～17/...5～15/25～65nm...5～15/10～17/0.2～3/5～15/25～65nm。
15.按照權(quán)利要求13的透明基底，其特征在于，對(duì)于四層的疊層，構(gòu)成所述花樣的層厚優(yōu)選是ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4，優(yōu)選是ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N45～15/7～15/...5～15/23～65nm...5～15/7～15/0.2～3/5～15/23～65nm。
16.帶有包括多層功能層的薄層疊層的透明基底，特別是玻璃基底的制造方法，其特征在于，在所述基底上沉積至少三層基于銀的功能層，其特征還在于，所述疊層的電阻R□＜1.5Ω/平方，其特征還在于，所述基底經(jīng)受至少一種涉及在至少500℃的溫度下進(jìn)行熱處理的轉(zhuǎn)換操作。
17.按照權(quán)利要求16的方法，其特征在于，在所述基底上沉積至少四層基于銀的功能層。
18.按照權(quán)利要求16或17的方法，其特征在于，沉積的基于銀的功能層的總厚度大于或等于25nm，當(dāng)疊層包括三層功能層時(shí)，優(yōu)選為35～50nm，當(dāng)疊層包括至少四層功能層時(shí)，優(yōu)選為28～64nm。
19.按照權(quán)利要求16～18中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，在所述基底上沉積至少三個(gè)同樣的功能層花樣，在每一個(gè)功能花樣中，每一個(gè)功能層與至少一層下層和/或上層一起使用。
20.按照權(quán)利要求16～19中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，對(duì)于至少一層功能層，優(yōu)選對(duì)每一層功能層，在所述功能層的下面沉積至少一層下介電層，在所述功能層的上面沉積至少一層上介電層，所述介電層優(yōu)選是基于ZnO的，優(yōu)選摻有鋁。
21.按照權(quán)利要求16～20中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，在至少一層功能層的上面，優(yōu)選在每一層功能層的上面，沉積基于Si3N4、AlN或基于兩者混合物的上層。
22.按照權(quán)利要求16～21中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述基底直接涂有基于Si3N4、AlN或基于兩者混合物的層。
23.按照權(quán)利要求16～22中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，在至少一個(gè)功能花樣中，優(yōu)選在每一個(gè)功能花樣中，在基于銀的功能層的上面和在至少一層上介電層的下面，沉積優(yōu)選基于Ti的金屬上吸收層。
24.按照權(quán)利要求16～22中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，在至少一個(gè)功能花樣中，優(yōu)選在每一個(gè)功能花樣中，在至少一層下介電層的上面和基于銀的功能層的下面，沉積優(yōu)選基于Ti的金屬下吸收層。
25.按照權(quán)利要求16～24中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，沉積的至少一個(gè)功能花樣，優(yōu)選每一個(gè)功能花樣具有如下的結(jié)構(gòu)ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4，優(yōu)選具有如下結(jié)構(gòu)ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4。
26.按照前面各項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，對(duì)于三層疊層，所述花樣的構(gòu)成層厚度是，ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4，優(yōu)選是ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N45～15/10～17/...5～15/25～65nm...5～15/10～17/0.2～3/5～15/25～65nm。
27.按照權(quán)利要求25的方法，其特征在于，對(duì)于四層的疊層，構(gòu)成所述花樣的層厚優(yōu)選是ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4，優(yōu)選是ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N45～15/7～15/...5～15/23～65nm...5～15/7～15/0.2～3/5～15/23～65nm。
28.按照權(quán)利要求16～27中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，功能花樣的沉積是通過(guò)將所述基底在獨(dú)特的制造裝置中通過(guò)多次來(lái)操作的。
29.按照前面一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，當(dāng)所述疊層包括四層基于銀的疊層時(shí)，功能花樣的沉積是通過(guò)將所述基底在獨(dú)特的制造裝置中成對(duì)地通過(guò)兩次來(lái)操作的。
30.按照前面一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，當(dāng)兩個(gè)中每一個(gè)通過(guò)時(shí)，沉積的層厚基本上是同樣的。
31.按照權(quán)利要求16～30中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，當(dāng)所述基底經(jīng)受涉及在500℃的溫度下熱處理的轉(zhuǎn)換操作時(shí)，其電阻R□降低至少10％，甚至于降低至少15％。
32.包括至少一種按照權(quán)利要求1～15中任何一項(xiàng)的基底的熱控制和/或電磁屏蔽和/或加熱的窗玻璃。
33.按照權(quán)利要求1～15中任何一項(xiàng)的基底用于交替或累積制造熱控制和/或電磁屏蔽和/或加熱的窗玻璃方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶有包括多個(gè)功能層的薄層疊層的透明基底，特別是玻璃基底，其特征在于，所述薄層疊層包括至少三層基于銀的功能層，其特征還在于，所述疊層的電阻R
文檔編號(hào)B32B17/10GK1906136SQ200480041103
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2004年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月28日
發(fā)明者C·弗勒里, S·貝利奧特, N·納多 申請(qǐng)人:法國(guó)圣戈班玻璃廠