CN105408271A - 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 - Google Patents

Abstract

低发射率面板可包括在多个红外线反射叠片之间的Zn₂SnO_x的隔离层。低发射率面板也可包括NiNbTiO_x，作为阻挡层。热处理过程前后，低发射率面板具有高太阳光增益、颜色中性、与类似可观察的颜色一起。

Description

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

发明背景

1，技术领域

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。

2，背景说明

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。

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，和氧化锌，在叠片和基底

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，SolarHeatGainCoefficient)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，LighttoSolarGain)，用来说明从太阳辐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。

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。

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。

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℃，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。

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

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。

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。

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，NiNbTiO_x层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。

在一些实施例，金属氧化层，例如，Zn₂SnO_x，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。

附图简要说明

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。

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：

图1是示出根据一些实施例的低发射透明面板100。

图2是示出根据一些实施例的物理气相沉积(PVD)系统。

图3是示出根据一些实施例的一种典型的内线沉积系统。

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。

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。

图6是示出根据一些实施例的低发射率叠片。

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。

图8是示出根据一些实施例的用于溅射涂的层流程。

图9是示出根据一些实施例的用于溅射涂的层流程。

具体说明

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。

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。

在一些实施例，隔离层可包括金属氧化层，比如Zn₂SnO_x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。

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，NiNbTiO_x层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。

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。

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_gΔE小于3(玻璃侧反射的颜色变化)。

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。

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。

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。

图1是示出根据一些实施例的低发射率透明面板100。低发射率透明面板可包括玻璃基底110和低发射率(low-e)叠片105形成在玻璃基底110上。在一些实施例，玻璃基底110由玻璃制作，如同，硼硅酸玻璃，且具有1到10毫米(mm)的厚度。基底110可能是正方形或长方形，且约0.5至2米(m)。在一些实施例，基底110可由塑料或聚碳酸酯制作。

低发射率叠片105可包括较低的保护层120、红外线反射叠片107、上氧化170、光充满层180，和上保护层190。红外线反射叠片107可包括基底氧化层130、晶核层140、反射层，和阻挡层160。一些层可以选择，且其它层可被添加，如同，界面层或粘合层。典型的细节，关于通过每一层的120至190提供的功能如下。

低发射率叠片105中的各层，可按顺序地形成(例如，从底部到顶部)在玻璃基底110上，用于物理相沉积(PVD)和/或反应(或等离子)溅射处理工具。例如，层可溅射布置在用于不同的处理和设备，例如，目标可被溅射在直流(DC，DirectCurrent)下、脉冲DC、交流(AC，AlternateCurrent)、射频(RF，RadioFrequency)或任何其他适合的条件。在一些实施例，低发射率叠片105形成在整个玻璃基底110上。然而，在其他实施例，低发射率叠片105可只形成在玻璃基底110的单独的部分上。

较低的保护层120形成在玻璃基底110的上表面上。较低的保护层120可包括氮化硅、氧氮化硅，或其他氮化材料，如同SiZrN，例如，为了防止叠片105的其他层从基底110扩散，或改善霾减少属性。在一些实施例，较低的保护层120由氮化硅制作，且具有约10毫微米到50毫微米之间的厚度，如25毫微米。

基底层130形成在较低的保护层120上和玻璃基底110之上。较低的氧化层最好是金属或金属合金氧化层，且可作为抗反射层。较低的金属氧化层130可提高反射层150的晶体度，例如，通过提高用于反射层150的晶核层140的晶体度，更详细地描述下文。

层140可用于保护用于红外线反射层的晶核层，例如，在银反射层的沉积之前，布置氧化锌层可提供较低电阻系数的银层，其可改善反射特性。晶核层140可包括金属，如同，钛、锆，和/或铪，或金属合金，如同，氧化锌、氧化镍、氧化镍铬、氧化镍合金、氧化铬，或氧化铬合金。

在一些实施例，晶核层140可由金属制作，如同，钛、锆，和/或铪，且具有如50埃或更少的厚度。一般地，晶核层是相对材料的薄层，形成在表面上(例如，基底)来促进随后的层形成在表面(例如，在晶核层上)上的特定特征。例如，晶核层可用于影响随后层的晶体结构(或晶体取向)，其有时被称为“模板”。尤其是，随后层的材料与晶核层的晶体结构的相互作用导致在特定方向形成随后层的晶体结构。

例如，金属晶核层用于提升在特定晶体取向的反射层的增长。在一些实施例，当反射层具有面心立方晶体结构(例如，银)时，金属晶核层是具有六角形晶体结构的材料，并以晶体取向(002)被形成，在(111)方向促进反射层的增长，其最好用于低发射率面板应用。

在一些实施例，晶体取向以X射线衍射(XRD，X-raydiffraction)技术为特征，其基于对击中层的X射线束分散强度的观察，例如，银层或晶核层，作为X射线特点的功能，如入射角和分散角。例如，氧化锌晶核层可展现明显的(002)顶端，且较高的序态在θ至2θ衍射图案。这表明，具有相应的平面取向的氧化锌晶体，平行于基底表面。

在一些实施例，术语“银层具有(111)晶体取向”或“氧化锌晶核层具有(002)晶体取向”包括的意思分别是有一个用于银层的(111)晶体取向，或用于氧化锌晶核层的(002)晶体取向。晶体取向可被决定，例如，通过观察在XRD表征表示晶体顶部。

在一些实施例，晶核层140可继续，且覆盖整个基底。或者，晶核层140不可形成在完全地连续方式。晶核层可分布在横穿基底表面，使得每个晶核层区域的横向间隔部分从其他的晶核层区域横穿基底表面，且不完全地覆盖基地表面。例如，晶核层150的厚度可以是单层或更少，如同在2.0到4.0埃，且层部分之间的间隔可能是形成在薄晶核层的结果(例如，作为薄层不可形成连续层)。

反射层150形成在晶核层140上。红外线反射层可能是金属、反射膜，如银、金，或铜。一般地，红外线反射膜包括良好的导电体，阻断热能的通道。在一些实施例，反射层150由银制作，且具有厚度，例如是100埃。因为反射层150形成在晶核层140上，例如，由于晶核层140的(002)晶体取向，提供低的薄层电阻，促进在(111)晶体取向的银反射层150的增长，导致低的面板发射率。

由于促进的反射层150的(111)纹理方向由晶核层140造成，反射层150的导电率和发射率被提高。最终，可形成较薄的反射层150，还仍然提供充分的反射性能和可见光透射。此外，减少反射层150的厚度允许在制造的每个面板使用较少材料，因此，提高制造吞吐量和效率，增加用于形成反射层150目标(例如，银)的使用寿命，且降低整个制造成本。

进一步地，晶核层140可在金属氧化层130和反射层150之间提供阻挡，减少反射层150的材料和较低的金属氧化物层130中的氧气的任何反应的可能性，特别是在随后的加热过程中。结果，反射层150的电阻系数可被减少，因此通过降低发射率来提高反射层150的性能。

形成在反射层150上的是阻挡层160。阻挡层160可包括镍，铌，钛，铝，铬，和氧。银层尽可能纯净，就在银层顶部的层(例如，阻挡层)可从氧化保护银是重要的，如同在随后层的沉积在氧气反应行溅射过程。此外，这阻挡层可保护在玻璃钢化过程中，对氧气扩散反应的银层，或在长期使用在玻璃片可暴露与湿气或环境。

除了氧扩散阻挡特性，有其他可取的特性用于阻挡层。例如，由于阻挡层直接位于银层上，优选是阻挡材料在银中具有较低的溶解度或不溶解，最小化界面的阻挡层和银之间的反应性。在阻挡层和银之间的反应性可引入杂质的银层，潜在地降低导电性。

在一些实施例，阻挡结构可形成在红外线反射层上，从杂质的扩散中保护红外线反射层，一起表现出良好的附着力和良好的光学特性，例如，在制造过程期间。

形成在阻挡层160上的是上部氧化层170，其可作为抗反射膜叠片，包括单层或多层用于不同的功能的目的。抗反射层170可提供减少可见光的反射，基于透射率选择折射率、密着、化学稳定性，和热稳定性。在一些实施例，抗反射层170包括氧化锡，提供高热稳定性特性。抗反射层170也可包括二氧化钛、氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅、氧化铌、SiZrN、氧化锡、氧化锌，或任何其他合适的介电材料。

光填充层180可用于为低发射率叠片提供适当的厚度，例如，提供抗反射特性。光填充层最好具有高可见光透射率。在一些实施例，光填充层180由氧化锡制作，且具有厚度，例如，100埃。光填充层可用于调整低发射率面板100的光特性。例如，光填充层的厚度和折射率可用于增加层厚度到多个入射光波长，有效地降低光的反射率，且提高了光的透射率。

上部保护层190可用于保护全部的膜叠片，例如，从物理或化学磨损中保护面板。上部保护层190可以是外部保护层，如同氮化硅、氮氧化硅、氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化铌，或SiZrN。

在一些实施例，附着层可用于在层之间提供附着力。附着层可由金属合金制作，如同镍钛，且具有厚度，例如，30埃。

根据使用的材料，一些低发射率叠片105的层可具有一些共同的元素。作为叠片的例子，可用锌基材料在氧化物介质层130和170。最终，相对不同目标的低数量可用于低发射率叠片105的形成。

进一步地，在低发射率涂层面板的制造中，可用高温过程，例如，退火布置在膜或钢化玻璃基板。高温过程可在低发射率涂层上有负面影响，如改变结构或光特性，例如，涂层膜的折射率n或接收系数k的指数。因此，热稳定性与光特性是可取的，例如，阻挡材料可具有低消光系数，例如，低可见接收在金属形式和氧化形式。

在一些实施例，涂层可包括多红外线反射叠片107，如双或三重红外线反射叠片具有两个或三个红外线银层。

在一些实施例，本发明公开了，布置在银导电层的银导电层质量上的层的沉积过程的影响。由于银导电层是可取的薄，例如，小于20毫微米，来提供高可见光透射，银导电层的质量可受到由随后的沉积层的沉积影响，如阻挡层或抗反射层。

在一些实施例，在溅射沉积过程，本发明可适用于阻挡层布置在导电层上。例如，阻挡层可从被氧化中，保护红外线反射层。氧化层可作抗反射层作用。阻挡层的材料可减少用于导电底层反应，如氧化，阻止电阻系数和发射率退化。

在一些实施例，合金阻挡层可从合金目标中溅射，或从不同的元素目标中溅射到相同的基底上。过程可包括氧气制作氧化的膜，或可在纯氩气(将布置在金属阻挡层)其次暴露氧环境，例如，在随后的金属氧化层沉积或随后的氧化退火过程期间。

图2是示出根据一些实施例的物理气相沉积(PVD)系统。在图2A，PVD系统也俗称溅射系统或溅射沉积系统200包括定义或封闭的腔体、处理室240、基底230、目标组件210，和从外部源释放的活性种类220。沉积期间，目标被氩离子轰击，其释放出溅射物品朝向基底230。溅射系统200可在基板230上执行覆盖沉积，形成覆盖整个基底的布置层，例如，基底的区域可通过目标组件210产生的溅射物品被实现。

例如，用在目标210的材料可包括镍、用于阻挡层的铌和钛、用于红外线反射层的银，和用于其他层的其他材料。此外，用在目标的材料可包括氧、氮，或为了结合氧和氮形成氧化物、氮化物，和上述金属氮氧化物。不同目标可用于在低发射率涂层配置不同层，除了阻挡层。此外，虽然只示出一个目标组件210，附加的目标组件可被使用。因此，目标的不同结合可用于形成，例如，上述的介电层。例如，在一些实施例，介电层是氧化锌锡，锌和锡可由分离的锌和锡提供目标，或这些可由单锌锡合金提供目标。目标组件210可包括银目标，且与氩离子一起溅射布置在基底230上的银层。目标组件210可包括金属或金属合金目标，且与氧的活性种类一起溅射布置在金属合金氧化层。

溅射沉积系统200可包括其他部件，如用于支撑基底的基底支撑。基底支撑可包括真空吸盘、静电吸盘，或其他已知的机制。基底支撑可能够围绕轴旋转，其中，轴垂直于基底的表面。此外，基底支撑可在垂直方向或平面方向移动。应该意识到，在垂直方向或平面方向的旋转和运动，可通过已知的驱动机制在实现，其包括磁化驱动、线性驱动、蜗杆螺钉、丝杠、通过驱动的不同地泵旋转供给，等等。

在一些实施例，基底支撑包括连接到电源供应器的电极，例如，提供RF或DC偏置到基底，或在过程腔体240中提供等离子体环境。目标组件210可包括连接到电源供应器的电极，在过程腔体产生等离子体。目标组件210最好指向基底230。

溅射沉积系统200也可包括耦合到目标电极的电源供应器。电源供应器提供电源到电极，导致材料从目标被溅射。溅射期间，惰性气体，如氩气和氪气可通过进气口220引入到处理室240。在用于活性溅射的实施例中，活性气体也可被引入，如氧和/或氮，与从目标喷射物品相互作用，形成氧化物、氮化物，和/或基底上的氧氮化物。

溅射沉积系统200也可包括控制系统(未示出)具有，例如，处理器和存储器，为了执行本文所描述的方法，在可操作的通信与其他组件和配置，控制其中的操作。

图2示出根据一些实施例，溅射系统具有共溅射目标。溅射沉积室205可包括两个目标212和214，沉积在等离子体环境245中，包含从外部源225释放的活性种类。例如，目标212和214可包括合金氧化基底层的金属元素，例如，Zn和Sn，与活性氧一起在基底230上布置在氧化锌锡基底层的合金。此结构可作为一个例子，且其他溅射系统结构可被使用，如具有合金材料的单一目的。

在一些实施例，本发明公开了用于制作低发射率面板的方法和装置，包括形成红外线反射层，其配置在含有钛铝氧化物合金的阻挡结构之下或之上。面板可显示光红外线反射比，提供颜色中性、热稳定性和耐久性，例如，由于阻挡层保护红外线反射层，但不降低低发射率涂层的特性。

在一些实施例，本发明公开了在大面积涂层机上用于制作低发射率面板的方法。可提供传输机制，在一个或多个溅射目标下移动基底，在布置阻挡层、抗反射层，以及其他层类似表面保护层之前，在底层布置导电层。

在一些实施例，本发明公开了同轴的沉积系统，包括在沉积站之间用于移动基底的传输机制。

图3是示出根据一些实施例的一种典型的同轴沉积系统。传输机制370，如输送带或多个滚筒可在不同的溅射沉积站之间传输基底330。例如，基底可位于站#1，具有目标组件310A，然后传输到站#2，具有目标组件310B，且后传输到站#3，具有目标组件310C。站#1具有目标310A，可以是银沉积站，溅射红外线反射层具有银。站#2具有目标310B，可以是阻挡沉积站，溅射金属氧化合金。所示，站#2包括单一目标310B。虽然其他结构可被使用，如利用连个不同的目标共溅射系统。站#3具有目标310C，可被用于布置在其他层，如抗反射层或保护层。

在一些实施例，本发明公开了方法和涂层面板制作的方法，来形成多个涂层，例如，多个红外线反射层在热处理前后的最少颜色变化。方法可包括在两个红外线反射叠片之间形成隔离层，例如，防止涂层之间的干扰，改善热稳定性，如热暴露的颜色电阻。隔离层可包括金属氧化层，如氧化锌锡层。

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。在图4A，低发射率叠片400包括隔离层430作为间隔区，隔离两个相邻的，形成在基底410上的红外线反射叠片420和440。顶部保护层450可被包括用于保护涂的层。每个红外线反射叠片420和440可包括基底层、晶核层、银层和阻挡层。

在一些实施例，隔离层可包括氧化锌锡合金，如Zn₂SnO_x，x约小于或等于4。隔离层的厚度可在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。

在一些实施例，隔离层可包括用于形成红外线反射叠片420和/或440的基底层的材料。例如，通过使用相同的材料用于隔离层430，且基底层用于顶部红外线反射叠片440，单一层与厚度结合，可形成代替分离层和基底层的两个隔离的层。

在图4B，低发射率叠片405包括隔离层435作为间隔区，隔离两个相邻的形成在基底415上的红外线反射叠片425和445。顶部保护层455可被包括用于保护涂的层。每个红外线反射叠片425和445可包括基底层、晶核层、银层和阻挡层。红外线反射叠片445的基底层442可由相同的材料形成隔离层430，例如，Zn₂SnO_x，因此，可形成用于红外线反射叠片445的较厚基底层443。基底层443的厚度可以是隔离层430和基底层442的厚度的总和。

在一些实施例，低发射率叠片可包括两个相邻的红外线反射叠片，没有任何隔离层(例如，层430)，只要顶部红外线反射叠片的基底层比正常的基底层厚，例如，底部红外线反射叠片的基底层。

在一些实施例，低发射率叠片可包括两个相邻红外线反射叠片，没有任何隔离层，与顶部红外线反射叠片的基底层比底部红外线反射叠片的基底层厚。

在一些实施例，金属氧化用于隔离层，例如，Zn₂SnO_x可被用于基底层，和氧化保护层450。低发射率底片可包括第二红外线反射叠片设置在第一红外线反射叠片上。红外线反射叠片可包括Zn₂SnO_x的基底层，晶核层如ZnO，红外线反射层如银，和阻挡层。Zn₂SnO_x的氧化保护层可被用于红外线反射叠片上。基底层和/或氧化保护层的厚度可在10到40毫微米之间。因此，每个银层可封装在顶部和底部的Zn₂SnO_x层。

在一些实施例，低发射率叠片可包括用于红外线反射叠片的Ni-Nb合金阻挡层。例如，Ni-Nb合金阻挡层可包括氧化镍铌，与钛、铝，或铬的附加元素一起。作为示例，阻挡层可包括NiNbTiO_x层，x在10到30％之间。

在一些实施例，低发射率叠片可包括金属氧化隔离层，与用于红外线反射叠片的Ni-Nb合金阻挡层一起，如红外线反射叠片底部。氧化隔离层和Ni-Nb合金阻挡可提供改进的热稳定性，特别是在热处理过程前后，保持类似颜色的涂的层。

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。在图5A，低发射率叠片500包括隔离层530作为间隔区，隔离两个相邻的，形成在基底510上的红外线反射叠片520和540。顶部保护层550可被包括用于保护涂的层。每个红外线反射叠片520和540可包括基底层、晶核层、银层和阻挡层。底部红外线反射叠片520的阻挡层528可包括Ni-Nb合金，如NiNbTiO_x，x在10到30％之间。在一些实施例，用于两个红外线反射叠片520和540的阻挡层包括两个Zn₂SnO_x，x约小于4。Zn₂SnO_x隔离层530的厚度可在50到100毫微米之间。NiNbTiO_x阻挡层528的厚度可在1到5毫微米之间。隔离层530和NiNbTiO_x阻挡层528的结合可改进涂的层的热稳定性，除了高可见光透射和高光太阳增益。

在图5B，低发射率叠片505包括隔离层535作为间隔区，隔离两个相邻的，形成在基底515上的红外线反射叠片525和545。顶部保护层555可被包括用于保护涂的层。每个红外线反射叠片525和545可包括基底层、晶核层、银层和阻挡层。红外线反射叠片545的基底层542可由相同的材料形成隔离层530，例如，Zn₂SnO_x，可形成用于红外线反射叠片545的较厚基底层543。Zn₂SnO_x隔离层535的厚度可在40到90毫微米之间。基底层543的厚度可以是隔离层530和基底层542的厚度的总和，如50到100毫微米之间。底部红外线反射叠片525的阻挡层529可包括Ni-Nb合金，如NiNbTiO_x，x在10到30％之间。在一些实施例，用于两个红外线反射叠片525和545的阻挡层包括两个NiNbTiO_x，x在10到30％之间。NiNbTiO_x阻挡层529的厚度可在1到5毫微米之间。隔离层535和NiNbTiO_x阻挡层529的结合可改进涂的层的热稳定性，除了高可见光透射和高光太阳增益

在一些实施例，低发射率叠片被提供具有高可见光透射、高光太阳增益、颜色中性，和高抗热循环。低发射率叠片可包括较低保护的层，如硅氮化物，在玻璃基底上。硅氮化物厚度可在10到30毫微米之间。在硅氮化物层上是第一红外线反射叠片，包括阻挡层，如NiNbTiO_x，红外线反射层上如银，晶核层上如ZnO，基底层上如Zn₂SnO_x。NiNbTiO_x阻挡层的厚度可在1到5毫微米之间。银层的厚度可在8到12毫微米之间。ZnO晶核层的厚度可在3到10毫微米之间。Zn₂SnO_x基底层的厚度可在10到40毫微米。在第一红外线反射叠片上是第二红外线反射叠片，包括阻挡层如NiNbTiO_x，在红外线反射层上如银，在晶核层上如ZnO，在基底层上如Zn₂SnO_x。NiNbTiO_x阻挡层的厚度可在1到5毫微米之间。银层的厚度可在14到18毫微米之间。ZnO晶核层的厚度可在3到10毫微米之间。NiNbTiO_x基底层的厚度可在50到100毫微米。第二红外线反射叠片的基底层也可作隔离层的功能，隔离第一和第二红外线反射叠片。在第二红外线反射叠片上是氧化保护层，如Zn₂SnO_x。Zn₂SnO_x氧化保护层的厚度可在10到40毫微米之间。在氧化保护层上是叠片保护层，如氮化硅。氮化硅的厚度可在10到30毫微米之间。

图6是示出根据一些实施例的低发射率叠片。低发射率叠片600包括玻璃基底610。20毫微米的氮化硅层620形成在基底610上。20毫微米的Zn₂SnO_x基底层630形成在氮化硅层上。Zn₂SnO_x基底层630具有50％的氧浓度。5毫微米的ZnO晶核层640形成在基底层630上。10毫微米的银层650形成在晶核层640上。NiNbTiO_x阻挡层660具有20％的氧浓度。基底层630、阻挡层640、银层650，和阻挡660形成第一红外线反射叠片607。80毫微米的Zn₂SnO_x基底层635形成在阻挡层660上。Zn₂SnO_x基底层635具有50％的氧浓度。5毫微米的ZnO晶核层645形成在基底层635上。16毫微米的银层655形成在晶核层645上。3毫微米的NiNbTiO_x阻挡层665形成在银层655上。NiNbTiO_x阻挡层665具有20％的氧浓度。基底层635、阻挡层645、银层655，和阻挡665形成第二红外线反射叠片608。20毫微米的Zn₂SnO_x氧化保护层670形成在阻挡层665上。Zn₂SnO_x氧化保护层670具有50％的氧浓度。20毫微米的氮化硅层690形成在氧化保护层670上。低发射率叠片暴露在680℃热处理30分钟。

光可在热处理前后，测量低发射率叠片的颜色特性。图7是示出根据一些实施例，在高温热处理前后的低发射叠片的透射和反射。实线和虚线曲线710显示通过低发射率叠片的透射响应。高透射，例如，最大高于80％，可被实现用于可见光范围，例如，在400到750毫微米之间。高反射，例如，最大高于90％，可被实现用于红外线范围，例如，在800到2300毫微米之间。实线和虚线曲线730显示从玻璃侧的反射响应。低反射，例如，最小低于5％，也可被实现用于可见光范围，例如，在400到750毫微米之间。高反射，例如，最大高于80％，可被实现用于红外线范围，例如，在800到2300毫微米之间。

实线表示用于涂层低发射率叠片的光谱。虚线表示用于高温热处理低发射率叠片的光谱。可以看出，热处理前后，在透射光谱和低发射率叠片的反射之间有最小差异。

低发射率叠片的其他特征在下表示出。交流代表用于涂层低发射率叠片的数据。HT代表高温处理之后用于低发射率叠片的数据。数据也显示用于单片涂层叠片，且显示出用于单片叠片的类似性能的绝缘玻璃单元(IGU)。由于在眼睛的视锥的分布，颜色观察可取决于观察者的视野领域。使用标准(比色)观测器，由于2°凹弧内存在感色视锥，其被实施作为通过2°角的平均人视觉的色觉应答，。因此，测量结果示出用于2°的标准观测器。

反射可见光波长的强度，例如，“反射”被定义为玻璃侧“g”或为薄膜侧“f”。从玻璃侧反射强度，例如，R_gY，示出从涂的层的玻璃基底对面的侧面测量的光强度。从薄膜侧反射强度，例如，R_fY，示出从涂的层形成的玻璃基底的侧面测量的光强度。对于透射率，例如，TY，示出用于透射光测量的光强度。

在此测量和报告颜色特性，使用CIELABa*，b*坐标和比例(例如，CIEa*，b*图表，Ill.CIE-C，2度观测器)。在CIELAB颜色系统，L*值指示颜色的亮度，a*值指示红色和绿色之间的位置(更负的值表示较强的绿色，且更正的值表示较强的红色)，且b*表示黄色和蓝色之间的位置(更负的值表示较强的蓝色，且更正的值表示较强的黄色)。

发射率E是在给定波长光的接收和反射的特性。这通常表现为由薄膜侧反射率的补充，例如，E＝1-R_f。用于建筑目的，发射率值可在红外线光谱的远范围是重要的，例如，约2500-40,000毫微米。因此，发射率值报告包括正常发射率(EN)，如红外线光谱的远范围的测量。雾霾是光的百分比，平均上偏离入射光束大于2.5度。

数据也示出，在热处理和涂层低发射率叠片之间的差异。值ΔE*(和Δa*,Δb*,ΔY)在决定经热处理(HT)涂层面板是否具有匹配性、或实质匹配性十分重要。作为目的的例子，项Δa*，例如，指示因热处理多少个颜色值a*变化。同样，ΔE*指示热处理后，在涂的面板反射率和/或透射率(包括色表)变化。ΔE*对应CIELAB比例L*、a*、b*，且处理在热处理之前颜色属性和在热处理之后颜色属性。

${\mathrm{\ΔE}}^{*}=\sqrt{{\left({\mathrm{\ΔL}}^{*}\right)}^2+{\left({\mathrm{\Δa}}^{*}\right)}^2+{\left({\mathrm{\Δb}}^{*}\right)}^2}$

其中：

${\mathrm{\ΔL}}^{*}=L_1^{*}-L_0^{*}$

${\mathrm{\Δa}}^{*}=a_1^{*}-a_0^{*}$

${\mathrm{\Δb}}^{*}=b_1^{*}-b_0^{*}$

玻璃侧反射的颜色变化可计算成R_gΔE*。光透射的颜色变化可计算成TΔE*，T|Δa*|和T|Δb*|。光透射的亮度变化可计算成TΔY。

低发射率叠片的热性能也被示出，由国家开窗评级顾问(NFRC)使用标准发展。可见光透射T_vis是在可见光谱波长的透射。太阳透射T_sol是太阳照射的透射，包括可见光透射率(T_vis)、红外线辐射透射率，和紫外线辐射透射率。

U值与“热透射率”同义，通过单位面积的窗户和单位温度差给予热传输率。较低的U值、较低的热损失量，和较好的玻璃面板的隔热性能。太阳热增益系数(SHGC，SolarHeatGainCoefficient)定义成太阳能的微小量，其击打窗户暖和房子。太阳光增益(LSG)被定义成可见光透射太阳热增益系数的比例。

表1.用于涂层和热处理叠片的测量数据

从表1可以看出，低发射率叠片上的设计可示出约70-80％的可见透射率(TY％)，约5.5-6.6％的反射率值(在玻璃侧RgY或薄膜侧RfY)，和可取的颜色中性(a*和b*的低值)。低发射率叠片上的设计也可获得高太阳光增益值。例如，太阳光增益值大于1.8可获得用于涂层和热处理叠片，引导用于高太阳光增益产品的SPS。

由于低发射率玻璃在双面板涂层，玻璃侧反射颜色可能重要(观看者从玻璃侧显著地观看大多数应用程序)，与透射率颜色一起。颜色变化较小，例如，R_gΔE*＝1.6，TΔE*＝1.5，和T|Δb*|＝0.3。如此小的颜色变化不可被人的眼睛发现，所以低发射率叠片上可使用在用于涂层和热处理产品的单一的生产解决方案(SPS)。例如，R_gΔE*值小于3，可获得用于涂层和热处理叠片。

图8是示出根据一些实施例的用于溅射涂的层流程。两个或更多的红外线反射银层，与在红外线反射银城之间的隔离层一起，继续地形成在基底上。隔离层可包括氧化锌锡合金。此外，NiNb合金可用于银层的阻挡层。

在步骤800，提供了基底。基底可透射基底，如同玻璃基底或聚合物基底。其他基底也可被使用。在步骤810，第一层形成在基底上。第一层可被操作为红外线反射层。第一层可包括导电材料或金属材料，如银。第一层的厚度可小于或等于约20毫微米，或可小于或等于约10毫微米。

在步骤820，第二层溅射布置在第一层。第二层可被操作为阻挡层。第二层可包氧化括锌、锡和钛的合金。阻挡层的氧含量可在10到30％之间。

在一些实施例，一个或多个底层可形成在第一层下面，例如，氮化硅的保护层、氧化锌锡的基底层，和ZnO的晶核层。

在步骤830，第三层溅射布置在第二层上。第三层可被操作为隔离层。第三层可包括氧化锌和锡的合金，如Zn₂SnO_x，x小于4。隔离层的厚度可在50到100毫微米之间。

在一些实施例，第三层可被操作为用于随后的红外线反射层的基底层。第三层的厚度可能厚于典型基底层，例如，10-40毫微米，例如，可操作为隔离层。

在步骤840，第四层形成在第三层上。第四层可被操作为红外线反射层。第四层可包括导电才老或金属材料，如银。第四层的厚度可能小于或等于约20毫微米。第四层的厚度可大于第一层。

在一些实施例，一个或多个层可形成在第四层下面，例如，ZnO的晶核层。在一些实施例，一个或多个可形成在第四层上，例如，NiNbTiO_x的阻挡层，x在10到30％之间，Zn₂SnO_x的氧化保护层，x小于4，且氮化硅的顶部保护层。

图9是示出根据一些实施例的用于溅射涂的层流程。在基底上继续地形成两个或多个红外线反射叠片，该顶部红外线反射叠片的基底层厚于底部红外线反射叠片的基底层。基底层可包括氧化锌锡合金。此外，NiNb合金可用于银层的阻挡层，至少用于底部红外线反射叠片。

在步骤900，提供了基底。基底可透射基底，如玻璃基底或聚合物基底。其他基底也可被使用。在步骤910，在基底上形成第一保护层。第一保护层可包括氮化硅，厚度在10到30毫微米之间。在一些实施例，第一保护层可能是可选择的。

在步骤920，在第一保护层上形成第一红外线反射叠片。第一红外线反射叠片可包括Zn₂SnO_x的基底层、ZnO的晶核层、银的红外线反射层，和NiNbTiO_x的阻挡层。NiNbTiO_x基底层可具有x小于4，厚度在10到40毫微米之间。ZnO晶核层可具有3到10毫微米之间的厚度。Ag层可具有8到12毫微米之间的厚度。NiNbTiO_x阻挡层可具有在10到30％的氧含量，厚度在1到5毫微米之间。

在步骤930，在第一红外线反射叠片形成第二红外线反射叠片。第二红外线反射叠片可包括Zn₂SnO_x的基底层、ZnO的晶核层、银的红外线反射层，和NiNbTiO_x的阻挡层。Zn₂SnO_x基底层可具有x小于4，厚度在50到100毫微米之间。ZnO晶核层可具有在3到10毫微米之间的厚度。Ag层可具有在14到18毫微米之间的厚度。NiNbTiO_x阻挡层可具有在10到30％之间的氧含量，厚度在1到5毫微米之间。

在步骤940，在第二红外线反射叠片形成第二保护层。第二保护层也包括Zn₂SnO_x的层，x小于4，且厚度在10到40毫微米之间。第二保护层可包括氮化硅的层，厚度在10到30毫微米之间。

虽然先前的示例说明了用于便于理解的目的一些细节，但是本发明不限于提供的细节。实施本发明的方法有很多选择方案。本公开的例子是说明性的，且不限制。

Claims (20)

1.一种用于制造热处理涂层物品的方法，所述方法包括：

将第一层形成在基底上，其中，所述第一层包括银，所述第一层作为红外线反射层；

将第二层形成在所述第一层上，其中，所述第二层包括镍、铌、钛、和氧，在所述第二层上所述氧的含量在10到30％之间，所述第二层作为阻挡层；

将第三层形成在所述第二层上，其中，所述第三层包括锌、锡和氧，所述第三层作为隔离层；

将第四层形成在所述第三层，其中，所述第四层包括银，所述第四层作为红外线反射层。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二层的所述厚度在1到5毫微米之间。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第三层包括Zn₂SnO_x，且所述第三层的所述厚度在50到100毫微米之间。

4.一种用于制造热处理涂层物品的方法，所述方法包括：

将第一层形成在基底上，其中，所述第一层包括锌、锡和氧，所述第一层作为基底层；

将第二层形成在所述第一层上，其中，所述第二层包括银，所述第二层作为作为红外线反射层；

将第三层形成在所述第二层上，其中，所述第三层包括镍、铌、钛、和氧，所述第三层上所述氧的含量在10到30％之间，所述第三层作为阻挡层；

将第四层形成在所述第三层上，其中，所述第四层包括锌、锡和氧，所述第四层作为隔离层；

将第五层形成在所述第四层上，其中，所述第五层包括银，所述第五层作为作为红外线反射层；

将第六层形成在所述第五层上，其中，所述第六层包括镍、铌、钛、和氧，所述第六层作为阻挡层；

将第七层形成在所述第六层上，其中，所述第七层包括锌、锡和氧，所述第七层作为保护层。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述第一层、所述第四层或所述第七层包括Zn₂SnO_x。

6.如权利要求4所述的方法，其中，所述第一层、所述第四层和所述第七层包括Zn₂SnO_x。

7.如权利要求4所述的方法，其中，所述第一层或所述第四层的所述厚度在10到40毫微米之间。

8.如权利要求4所述的方法，还包括：

第八层，在所述第一和第二层之间，其中，所述第八层包括氧化锌，所述第八层作为所述第二层的晶核层；和

第九层，在所述第五和第六层之间，其中，所述第九层包括氧化锌，所述第九层作为所述第五层的晶核层。

9.如权利要求4所述的方法，其中，所述第八层和所述第九层的所述厚度在3到10毫微米之间。

10.如权利要求4所述的方法，其中，所述第三层或所述第六层的所述厚度在1到5毫微米之间。

11.如权利要求4所述的方法，其中，所述第四层的所述厚度在50到100毫微米之间。

12.一种涂层物品，其包括：

第一层，配置在基底上，其中，所述第一层包括非晶层，所述第一层包括锌、锡和氧，所述第一层作为基底层；

第二层，配置在所述第一层上，其中，所述第二层包括银，所述第二层作为作为红外线反射层；

第三层，配置在所述第二层上，其中，所述第三层包括镍、铌、钛、和氧，所述第三层上所述氧的含量在10到30％之间，所述第三层作为阻挡层；

第四层，配置在所述第三层上，其中，所述第四层包括锌、锡和氧，所述第四层作为隔离层；

第五层，配置在所述第四层上，其中，所述第五层包括银，所述第五层作为作为红外线反射层；

第六层，在所述第五层上，其中，所述第六层包括镍、铌、钛、和氧，所述第六层作为阻挡层；

第七层，配置在所述第六层上，其中，所述第七层包括锌、锡和氧，所述第七层作为保护层。

13.如权利要求12所述的涂层物品，其中，所述第一层、所述第四层或所述第七层包括Zn₂SnO_x。

14.如权利要求12所述的涂层物品，其中，所述第一层、所述第四层和所述第七层包括Zn₂SnO_x。

15.如权利要求12所述的涂层物品，其中，所述第一层或所述第四层的所述厚度在10到40毫微米之间。

16.如权利要求12所述的涂层物品，还包括：

第八层，在所述第一和第二层之间，其中，所述第八层包括氧化锌，所述第八层作为所述第二层的晶核层；和

第九层，在所述第五和第六层之间，其中，所述第九层包括氧化锌，所述第九层作为所述第五层的晶核层。

17.如权利要求12所述的涂层物品，其中，所述第八层和所述第九层的所述厚度在3到10毫微米之间。

18.如权利要求12所述的涂层物品，其中，所述第二层或所述第五层的所述厚度在8到12毫微米之间。

19.如权利要求12所述的涂层物品，其中，作为涂层和热处理物品的所述太阳光增益值大于1.8。

20.如权利要求12所述的涂层物品，其中，作为涂层和热处理物品的所述颜色变化值小于3。