热处理后对相同颜色产生高太阳光增益低发射率涂层的方法
【专利说明】热处理后对相同颜色产生高太阳光増益低发射率涂层的方 法
[0001] 发明背景 1,技术领域
[0002] 本发明涉及一种薄膜，提供高透射率和低发射率，尤其是这些薄膜布置在透明的 基底上。
[0003] 2,背景说明
[0004] 控制太阳光的玻璃通常地应用在建筑玻璃窗户和车辆窗户，通常提供高可见透射 和低发射率。高可见透射可允许更多的太阳光穿过玻璃窗户，因此，在多个窗户应用上是可 取的。低发射率可阻止红外线（IR)辐射，减少不可取的内部加热。
[0005] 在低发射率玻璃，红外线辐射主要以最小的吸收和散发被反射，因此，减少热传 输，并且从低发射率表面。低发射率，或低辐射，面板经常由布置在基底上的反射层（例如， 银）被形成，如同玻璃。反射层的整体质量，如同相对纹理和晶体定向，对实现所需的性能 是重要，如同高可见光透射和低发射率（例如，高热反射）。为了提供粘附力，以及保护其他 几个层，通常形成下和上的双层反射层。许多层通常包括介电层，如同，氮化硅，氧化锡，和 氧化梓，在置片和基底
[0006] 低发射率涂层也可被设计成提供所需的遮光性能。当太阳光照到窗户时，一部分 可穿过窗户，一部分被反射回来，且驾驶室部分被吸收，从而可加热窗户的各个部分。被吸 收的热的一部分可流入屋内，加热屋里的空气。因此，太阳光照到玻璃窗户之后，除了照 亮内部，入射的太阳辐射也可通过窗户暖和屋子。太阳得热系数（SHGC，Solar Heat Gain Coefficient)被定义为少量的太阳能照到窗户结束暖和屋子。另一方面也可使用，如同，遮 阳性能或者太阳光增益（LSG，Light to Solar Gain)，用来说明从太阳福射的照明和加热 之间的关系。太阳光增益被定义为可见光透射太阳能热增益系数的比值。在热的天气，这 需要高LSD玻璃。例如，通常建议商业玻璃涂层的LSG大于1. 8。
[0007] 具有高可见透射率和高太阳光增益之间可有权衡。透明的玻璃可提供高光透射 率，并且高太阳增益，例如，低太阳光增益。深色玻璃可提供低太阳增益，并且低光透射率。 银涂层的低发射率涂层玻璃在可见光透射率和太阳光增益性，可提供显著地改善。然而，进 一步地改善太阳光增益是困难的，例如，低发射率涂层具有较厚的银层，或具有多个银层， 例如，双银层或三银层，可减少太阳热增益，但是损耗较低的光透射。
[0008] 玻璃涂层的另一个期望的特性是颜色中性属性，例如，无色玻璃。玻璃涂层不应该 表现出明显的颜色，例如，比期望更红或更蓝。
[0009] 玻璃涂层的另一个期望的特性是温度匹配性，例如，热处理前后相似的性能和外 观。由于玻璃可回火，例如，涉及加热玻璃至600-700°C，低发射率涂层在热处理过程期间 发生显著地变化。为了适应回火的变化，低发射率涂层可被提供可回火的版本（例如，热处 理）和非回火的版本（非热处理）。可回火的版本薄膜叠片可被设计成具有匹配非回火版 本的属性。
[0010] 可取的提供低发射率涂层，其可提供高可见透射率、高太阳光增益、颜色中性，和 用于颜色和光学性能的热稳定性。
【发明内容】
[0011] 在一些实施例，方法和从方法制作涂的面板公开了形成多个涂层，例如，多个红外 线反射层在热处理前后的最少颜色变化。例如，通过在红外线反射层之间添加适当的隔离 层，可减少涂层之间的干涉，导致一致的颜色反射且不论高温过程。隔离层可包括金属氧化 层，用于红外线反射层的连同Ni-Nb合金阻挡层。此外，金属氧化层可封装红外线反射层， 例如，在红外线反射层底部下形成基底层，且红外线反射层顶部上形成保护层，可进一步提 高颜色抵抗热辐照量。
[0012] 在一些实施例，金属氧化层可包括锌、锡和氧，形成锌锡氧化物，比如Zn2SnO x, X小 于或等于4。金属氧化层的厚度可在50到100毫微米之间，例如，充分地减少在顶部和底部 红外线反射叠片之间的任何相互作用。
[0013] 在一些实施例，Ni-Nb合金阻挡层可包括镍、铌、钛和氧，形成镍-铌钛氧化物，比 如NiNbTiO x, X在10到30%之间。例如，NiNbTiOJl可被溅射布置在部分的氧压，例如，氧 气和氩气的混合气体，控制氧化阻挡层中的氧含量。Ni-Nb合金阻挡层的厚度可在1到5毫 微米，例如，充分地保护红外线反射底层。
[0014] 在一些实施例，金属氧化层，例如，Zn2SnOx，可作为基底层用于多涂层，例如，在第 一红外线反射层下，且作为保护层用于多涂层，例如，在第二红外线反射层上。基底层或保 护层的厚度可在10到40毫微米之间。
[0015] 附图简要说明
[0016] 为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的参考数字来指定常见图的相同元素。 在图中没有比例和各种元素的相对尺寸来描绘示意图，且不一定成比例。
[0017] 本发明的技术可通过考虑以下的详细描述，结合附图容易地被理解，其中：
[0018] 图1是示出根据一些实施例的低发射透明面板100。
[0019] 图2是示出根据一些实施例的物理气相沉积（PVD)系统。
[0020] 图3是示出根据一些实施例的一种典型的内线沉积系统。
[0021] 图4A至4B是示出根据一些实施例的用于形成低发射率叠片的不同结构。
[0022] 图5A至5B是示出根据一些实施例的用于形成低发射率叠片的不同结构。
[0023] 图6是示出根据一些实施例的低发射率叠片。
[0024] 图7是示出根据一些实施例，在高温热处理前后的低发射率叠片的透射和反射。
[0025] 图8是示出根据一些实施例的用于溅射涂的层流程。
[0026] 图9是示出根据一些实施例的用于溅射涂的层流程。
[0027] 具体说明
[0028] 与附图一样，以下提供一个或多个实施例的详细说明。所提供的详细说明与这些 实施例有关，但不限于任何特定的示例。范围仅限于权利要求项，且包含许多选择、修改，和 等价物。在以下的说明中设置了许多具体的细节，以便提供深入了解。这些细节用于提供 示例的目的，且说明的技术可根据没有一些或所有这些具体细节的权利要求项被实行。为 了明确目的，在相关技术领域已知的有关实施例的技术材料，在此省略详细的说明，来避免 使内容模糊不清。
[0029] 在一些实施例，方法和从方法制造的涂层面板公开了形成可提供高可见透射的低 发射率涂层、高光太阳增益，和热处理前后的最少颜色变化。低发射率涂层可包括多红外线 反射层，增加光太阳增益属性。低发射率涂层可包括材料和厚度最佳化来增加可见透射属 性。进一步地，低发射率涂层可包括在多红外线反射层之间的隔离层，例如，减少涂层之间 的干涉，导致一致颜色反射且不论高温过程。
[0030] 在一些实施例，隔离层可包括金属氧化层，比如Zn2SnOx的氧化锌锡，X小于或等于 4。金属氧化层的厚度可在50到100毫微米之间，例如，充分地减少顶部和底部红外线反射 叠片之间的相互作用，该叠片没有显著降低的可见光透射。
[0031] 在一些实施例，低发射率涂层可包括用于红外线反射层的Ni-Nb合金阻挡层。 Ni-Nb合金阻挡层可包括镍、铌、钛、和氧，以及钛、铝或铬。例如，Ni-Nb合金阻挡层可包括 镍-铌钛氧化物，如同NiNbTiO x, X在10到30%之间。例如，NiNbTiOJl可溅射布置在部 分氧压，例如，在氧气和氩气的混合物中，控制氧化阻挡层的氧含量。Ni-Nb合金阻挡层的厚 度可在1到5毫微米之间，例如，充分的保护红外线反射底层。
[0032] 在一些实施例，低发射率涂层可包括金属氧化隔离层，以及Ni-Nb合金阻挡层。
[0033] 低发射率涂层具有高可见光透射和改进的太阳光增益（例如，LSG>2)，在阻挡与 太阳光相结合的热时允许光进入。进一步地，低发射率涂层可耐热，例如，高温暴露之后，玻 璃涂层的最小颜色变化，例如，R g A E小于3 (玻璃侧反射的颜色变化）。
[0034] 在一些实施例，公开了用于制作涂层面板的方法和设备。涂层面板可包括在其上 形成的涂层，如同，低电阻率薄红外线反射层具有导电材料，如同银。红外线反射层可包括 导电材料，随着反射率百分比的导电率。因此，金属层，例如，银可用于在低发射率涂层的红 外线反射层。保持红外线反射层，例如，银层的导电率，例如，为了防止随后的层沉积或从随 后高温退火的氧化，阻挡层可形成在银层上。
[0035] 在一些实施例，公开了改进的涂层透明的面板，如同涂层玻璃具有可接受的可见 光透射和红外线反射。生产改进的涂层透明面板的方法也公开了，包括在涂层叠片的特定 层。
[0036] 涂层透明面板可包括玻璃基底，或任何其他透明的基底，如同，基底由有机聚合物 制作。涂层透明面板可用于窗口应用程序，如同，车辆和建筑物的窗户、天窗，或玻璃门，单 片玻璃或多窗玻璃有或没有塑料夹层或充满气体的封闭空间。