CN106536443A - 配备有含部分金属层的堆叠体的基材，玻璃板，用途和方法 - Google Patents

配备有含部分金属层的堆叠体的基材，玻璃板，用途和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及在一个面(31)上涂覆有薄层堆叠体(34,35,36)的基材(30)，所述薄层堆叠体包含至少一个基于银的或由银制成的具有7nm‑20nm并包括端值的厚度e的金属功能层(140,180,220)和两个抗反射涂层(120,160,200,240)，所述抗反射涂层每个包括至少一个抗反射层(124,164,204,244)，所述功能层(140)被设置在所述两个抗反射涂层(120,160)之间，其特征在于，所述堆叠体包括具有0.5nm‑5nm并包括端值的厚度e'的上方非连续金属层(167)，所述上方非连续金属层(167)位于从所述面(31)开始数的唯一或最后金属功能层(140,180,220)的上方。

Description

配备有含部分金属层的堆叠体的基材，玻璃板，用途和方法
本发明涉及一种透明基材，特别是由刚性无机材料例如玻璃制成的透明基材，所述基材涂覆有包含一个或多个能够作用于太阳辐射和/或大波长的红外辐射的功能层的薄层堆叠体。
本发明更具体地涉及配备有薄层堆叠体的基材，特别是透明玻璃基材，该薄层堆叠体包含“n”个金属功能层，特别是基于银或含银的金属合金的功能层，和“(n+1)”个抗反射涂层的交替层，其中n是≥1的整数，使得所述或每个功能层置于两个抗反射涂层之间。每个抗反射涂层包括至少一个抗反射层，和每个涂层优选由多个层组成，其中至少一个层，甚至其每个层是抗反射层。在这里，概念“抗反射层”与概念“介电层”同义；概念“介电层”尤其是与概念“金属功能层”相反地进行使用，金属功能层由于它的金属性质而因此不可以是介电的。
本发明更具体地涉及这种基材用于制造隔热和/或日光控制窗玻璃的用途。这些窗玻璃可以用于建筑物或交通工具中，特别是为了减少空调负担和/或防止过度加热(所谓的“日光控制”窗玻璃)和/或减少由于建筑物和交通工具的乘客车厢中的装玻璃面积的大量持续增加引起的朝向外部消耗的能量的量(所谓的“低发射”窗玻璃)。
这些基材特别地可以被集成到电子装置中，该堆叠体这时可以用作为用于传导电流的电极(照明装置，显示装置，光伏板，电致变色窗玻璃等)，或者可以被集成到具有特定的功能的窗玻璃，例如加热窗玻璃中。
已知为基材提供这种性质的一种类型的层堆叠体由具有在红外中和/或在太阳辐射中的反射性能的金属功能层，尤其基于银或含银的金属合金或者完全由银组成的金属功能层形成。
在这种类型的堆叠体中，金属功能层因此位于两个抗反射介电涂层之间，每个抗反射介电涂层通常包括多个层，每个层由氮化物(特别是铝或硅的氮化物)或者氧化物类型的抗反射材料制成。
然而，阻挡涂层有时被插入在一个或每个抗反射涂层和金属功能层之间，位于功能层下方(即在基材的方向上)的阻挡涂层在可能的弯曲和/或淬火类型的高温热处理期间保护该功能层，和设置于功能层上方(即在与基材相反方向上)的阻挡涂层保护该层免于在上方抗反射涂层的沉积期间和在可能的弯曲和/或淬火类型的高温热处理期间的可能退化。
当前，通常希望每个金属功能层是完整的层，即在它们的整个表面上和在其整个厚度上由所考虑的金属材料组成。
对于给定的材料(例如银)，在这种材料的常规沉积条件下，本领域技术人员认为只有在沉积了一定厚度后才能获得完整的层。
完整的银层和抗反射层之间的粘附能非常低，约为1J/m2量级，在两个抗反射层之间的粘附能为在银和其它抗反射层之间的粘附能的5至9倍。因此，包含至少一个由银组成的或基于银的功能层的堆叠体的粘附能受到这种完整金属功能层和其它材料的低粘附能限制。
发明人研究了沉积具有一个或多个金属层的薄层堆叠体并且对于唯一金属功能层或多个金属层具有的厚度低于用于在所讨论的条件下获得完整的层所需的最小厚度的可能性。
发明人已经观察到，对于包括单个金属功能层的堆叠体，并且该金属功能层是非连续的，以及对于在堆叠体的唯一或最后连续的金属功能层上方包含非连续金属层的堆叠体，可以获得高机械稳定性，甚至更令人惊讶地， 高耐化学性。此外，本发明人已经观察到，如此制备的堆叠体是透明的(无雾度和无虹彩)并具有颜色(在透明或反射中均有颜色)，这可以与使用具有类似的完整金属功能层的堆叠体所获得的那些性质相似。
因此，可以使用这种非连续金属层在可见光中的特定的非均匀吸收的范围，以在某些波长范围内获得特定的吸收效果，并中和某些颜色特征(特别是在堆叠体侧或基材侧的反射中的颜色)。
关于现有技术，从国际专利申请WO2011/123402中已知具有三个金属功能层的堆叠体，其中位于两个其它金属功能层之间的金属功能层是非连续层。这种非连续层在可见光中具有高的光吸收，并且公开了将该非连续金属层沉积在锡酸锌而不是氧化锌上提高了该堆叠体(即非连续金属层)在可见光中的光吸收。然而，对于实施例1至5和9以及对于对照实施例6，并没有指出光吸收值。
此外，未指出在基材侧或堆叠体侧上的光透射率和光反射的积分值；对于在单个基材上的堆叠体(表1)，仅仅指示了在淬火热处理之后，在堆叠体一侧的反射中，在基材侧的反射和透射中的在L*a*b*体系中的颜色。
对于实施例1-4给出了光透射率(VLT)，但仅在安装为双层窗玻璃之后；光透射率平均为40％。
本发明因此在其最宽的范围中的一个主题是如权利要求1所述的基材。这种基材在一个面上涂覆有薄层堆叠体，所述薄层堆叠体包含至少一个基于银的或由银制成的具有7nm-20nm(并包括端值)的厚度e的金属功能层和两个抗反射涂层，所述抗反射涂层每个包括至少一个抗反射层，所述功能层被置于两个抗反射涂层之间。所述堆叠体包括具有为0.5nm-5nm(并包括端值)的厚度e'的非连续金属层，所述非连续金属层位于从所述面开始数的唯一或最后的金属功能层上方。
在一种变型中，所述堆叠体包括唯一上方非连续金属层。
在一种变型中，所述堆叠体还包括具有0.5nm-5nm(并包括端值)的厚度e'的下方非连续金属层，所述下方非连续金属层位于一方面所述面和另一方面唯一金属功能层或从所述面开始数的第一金属功能层之间。在这种变型中，所述堆叠体这时优选地仅包括两个非连续金属层，即下方非连续金属层和上方非连续金属层。
根据本发明，该如此沉积的非连续金属层或每个如此沉积的非连续金属层是自结构化层，其具有呈彼此相连的岛的形式的结构化，在岛之间具有未被覆盖区域。
所述下方非连续金属层优选位于上方抗反射涂层的内部(即从基材开始数，该堆叠体的最后抗反射涂层)的内部，并且在其每一侧具有抗反射层；此外，任选的上方非连续金属层优选位于下方抗反射涂层内并且在每一侧具有抗反射膜。
在其中所述薄层堆叠体包括多个金属功能层，特别是多个基于银或由银制成的金属功能层的情况下，优选地，位于两个金属功能层之间的抗反射涂层中的每个不包括具有0.5nm-5nm的厚度(并包括端值)的非连续金属层。
在本发明的范围中，该非连续金属层或每个非连续金属层可以具有0.5nm-2nm的厚度e'(并包括端值)。
优选地，所述或每个非连续金属层一方面直接位于具有至少为1.9的在550nm的折光指数的抗反射层的上方，另一方面直接位于具有至少为1.9的在550nm的折光指数的抗反射层的下方；对于所述或每个非连续金属层，所述直接下方的抗反射层的折光指数优选与所述直接上方的抗反射层的折光指数相同。
并且优选地，所述或每个非连续金属层一方面直接位于抗反射层上方，该抗反射层具有1nm-8nm(并包括端值)，甚至2nm-6nm(并包括端值)的在550nm的光学厚度，并且另一方面直接位于抗反射层下方，该抗反射层具有1nm-8nm(并包括端值)，甚至2nm-6nm(并包括端值)的在550nm的光学厚度。
由于该唯一非连续金属层，或最优选地在堆叠体中，这两个非连续金属层不是连续的，这允许在围绕所述或每个非连续金属层的抗反射层之间的直接接触。这些区域具有牢固的粘附作用。在最弱的界面处，因此在非连续金属层和相邻抗反射层之间的界面处形成的可能的裂纹还将应该在两个抗反射层之间蔓延向前，但这需要更高的能量。因此，以这种方式使得在该位置的堆叠体的粘附能得到显著改善，特别是相对于连续吸收层而言。
在本发明的意义上，表述“非连续层”应该被理解为是指：当在根据本发明的堆叠体的表面上考虑任何尺寸的正方形时，则在该正方形中，非连续功能层优选地仅分别占该正方形面积的50％至98％，甚至占正方形面积的53％至83％，甚至63％至83％。
所考虑的正方形位于该涂层的主要部分中；在本发明的范围中，它不涉及产生对于最终应用将被隐藏的特定边界或特定边缘。
根据本发明，这种类型的自结构化非连续金属层具有高于连续功能层的粘附能，并且其光学性能(光透射率，光反射和发射率)尽管被降低但仍然保持在对于某些特定应用来说可接受的范围中。
优选地，所述或每个非连续金属层基于银或由银制成。
优选地，所述或每个非连续金属层既不在上方也不在下方与连续的金属层直接接触。
此外可行的是：
-设置在每个金属功能层下面的所述抗反射涂层包括由具有在550nm为1.8-2.2的折光指数的材料制成的中等指数抗反射层，这种中等折光指数抗反射层优选基于氧化物和/或这种中等指数抗反射层优选具有在5至35nm之间的物理厚度；
-设置在所​​述面和第一或唯一金属功能层之间的所述抗反射涂层包括由具有在550nm为2.3-2.7的折光指数的材料制成的高指数抗反射层，这种高折光指数抗反射层优选基于氧化物和/或这种高折光指数抗反射层优选具有在5至25nm之间的物理厚度；
-设置在第一或唯一金属功能层上方的抗反射涂层，在与所述面相反的方向上，包括由具有在550nm为1.8-2.2的折光指数的材料制成的中等指数抗反射层，这种中等指数抗反射层优选基于氧化物和/或这种中等指数抗反射层优选具有在5至35nm之间的物理厚度；
-设置在第一或唯一金属功能层上方的抗反射涂层，在与所述面相反的方向上，包括由具有在550nm为2.3-2.7的折光指数的材料制成的高指数抗反射层，这种高指数抗反射层优选基于氧化物和/或这种高指数抗反射层优选具有为5-25nm的物理厚度；
-所述堆叠体包括两个或三个基于银的或由银制成的金属功能层，每个金属功能层具有为7nm-20nm的厚度e，并包括端值，并且所述堆叠体还包括单个具有0.5nm-5nm的厚度e'(并包括端值)的上方非连续金属层，所述上方金属层位于从所述面开始数的最后金属功能层的上方；和
-所述堆叠体包括两个或三个基于银的或由银制成的金属功能层，每个金属功能层具有在7nm至20nm之间的厚度e(并包括端值)，并且所述堆叠体还仅仅包括两个非连续金属层：下方非连续金属层，其具有在0.5nm至5nm之间的厚度e'(并包括端值)，所述下方非连续金属层位于一方面所述面和另一方面唯一金属功能层或从所述面开始数的第一金属功能层之间，和上方非连续金属层，其具有在0.5nm和5nm之间的厚度e'(并包括端值)，所述上方非连续金属层位于从所述面开始数的最后金属功能层的上方。
在本发明的意义上，术语“涂层”应该被理解为在涂层内可以有单个层或多个不同材料的层。
术语“堆叠体”应理解为彼此重叠沉积的薄层的整体，在这些曾之间不插入无机基材(如玻璃)或有机基材(如塑料片材)。
如通常地，“基于一种材料的层”，应该理解为：该层主要由这种材料(即该材料的化学元素)组成，或者必要时，以其稳定化学计量式所考虑的材料的产物构成所讨论的层的至少50原子％。
如通常地，表述“金属功能层”表示为连续的并反射IR的层的沉积物。
还是如通常地，在本发明的意义上，表述“抗反射层”应理解为从其物质种类的观点来看，该材料是“非金属的”，即，不是金属。在本发明的上下文中，该术语表示在可见光的整个波长范围(380nm至780nm)中具有等于或大于5的n/k比的材料。
作为回顾，n表示该材料在给定波长的真实折光指数，k表示在给定波长的折光指数的虚部；在给定波长计算比率n/k。
在本文中所指示的折光指数的值是如常规地在550nm波长下所测量的值。
根据本发明，所述或每个非连续金属层可以具有厚度e'：
-1.0≤e'≤4.5nm，甚至1.0≤e'≤4.0nm；或2.0≤e'≤4.5nm甚至2.0≤e'≤4.0nm，沉积在基于二氧化钛TiO2的层上；或
-1.0≤e'≤4.5nm，甚至1.0≤e'≤4.0nm；或2.0≤e'≤4.5nm甚至2.0≤e'≤4.0nm，沉积在基于氧化锌锡ZnSnOx的层上；或
-1.0≤e'≤5.0nm，甚至1.0≤e'≤4.5nm；或2.0≤e'≤5.0nm甚至2.0≤e'≤4.5nm，沉积在基于氧化锌ZnO的层上；或
-1.0≤e'≤5.0nm，甚至1.0≤e'≤4.0nm；或2.0≤e'≤5.0nm甚至2.0≤e'≤4.0nm，沉积在基于氮化硅Si3N4的层上。
优选地，根据本发明的堆叠体被直接沉积在基材的面上。
对于根据本发明的包含唯一连续金属功能层的堆叠体，该功能层可以具有在8至17nm之间，甚至10至15nm之间，甚至12至14nm之间的厚度，以便获得有效低发射率的堆叠体。
在本发明的另一个特定版本中，至少一个金属功能层被直接沉积在下阻挡涂层上，该下阻挡涂层被设置于该功能层和相对于该功能层下伏的抗反射涂层之间和/或至少一个功能层被直接沉积在上阻挡涂层下方，该上阻挡涂层被设置于所述功能层和相对于该功能层上伏的抗反射涂层之间，和所述下阻挡涂层和/或所述上阻挡涂层包含具有0.2nm至2.5nm的物理厚度(并包括端值)的基于镍或钛的薄层。
上伏的抗反射涂层的最后层(即离基材最远的层)可以基于氧化物，这时优选以亚化学计量形式进行沉积；它可以特别地基于二氧化钛(以TiOx表示)或基于锡锌混合氧化物(以SnzZnyOx表示)。
该堆叠体因此可以包含优选以亚化学计量形式沉积的最后层(英文为“顶层”)，即保护层。在沉积之后，这种层在堆叠体中基本被化学计量地氧化。
本发明还涉及一种多层窗玻璃，其包括通过框架结构保持在一起的至少两个基材，所述窗玻璃实现了在外部空间与内部空间之间的分隔，其中至少一个中间气体腔被设置在两个基材之间，其中一个基材是根据本发明的。
在特定的变型中，根据本发明的堆叠体被设置在双层窗玻璃的面4上，即在未被中间气体腔保护的窗玻璃的面上，因为该堆叠体是特别耐受性的。
根据本发明的窗玻璃至少包含所述承载根据本发明的堆叠体的基材，其任选地与至少一个其它基材相结合。每个基材可以是透明的或有色的。基材中至少一个特别地可以由本体着色的玻璃制成。着色类型的选择将取决于对于该窗玻璃(一旦完成它的制造)所期望的光透射率和/或所期望的颜色外观。
根据本发明的窗玻璃可以具有层压结构，其特别地通过至少一个热塑性聚合物片材将至少两个刚性玻璃类型基材结合，以便具有玻璃/薄层堆叠体/片材/玻璃/玻璃片材类型的结构。该聚合物可以特别地基于聚乙烯醇缩丁醛PVB，乙烯乙酸乙烯酯EVA，聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或聚氯乙烯PVC。
本发明还涉及一个，优选至少两个根据本发明的非连续金属层在堆叠体中的用途，所述堆叠体包含至少一个基于银的或由银制成的金属功能层和两个抗反射涂层，所述金属功能层具有7nm至20nm的厚度e(并包括端值)，所述抗反射涂层每个包括至少一个抗反射层，所述功能层被设置于两个抗反射涂层之间，所述堆叠体还包括具有0.5nm至5nm的厚度e'(并包括端值)的上方非连续金属层，所述上方非连续金属层位于从所述面开始数的唯一或最后金属功能层上方；任选的其它非连续金属层是位于一方面所述面和另一方面唯一金属功能层或从所述表面开始数的第一金属功能层上方并具有0.5nm至5nm(并包括端值)的厚度e'的下方非连续金属层。
本发明还涉及一种用于在堆叠体中沉积一个，优选至多两个根据本发明的非连续金属层的方法，该堆叠体包括至少一个具有7nm至20nm的厚度(并包括端值)的基于银的或由银制成的金属功能层和两个抗反射涂层，所述抗反射涂层每个包括至少一个抗反射层，所述功能层被设置于两个抗反射涂层之间，所述堆叠体还包括具有0.5nm至5nm的厚度e'(并包括端值)的上方非连续金属层，所述上方非连续金属层位于位于从所述表面开始数的唯一或最后金属功能层上方；任选的其它非连续金属层是下方非连续金属层，其位于一方面所述面和另一方面唯一金属功能层或从所述面开始数的第一金属功能层之间，并且具有0.5nm至5nm的厚度e'(并包括端值)。
有利地，本发明因此允许获得具有在可见光中的光透射率TL>50％和小于20％，甚至低于10％的在可见光中的光反射率RC(堆叠体一侧)的薄层堆叠体(沉积在透明基材上)，并且具有相对中性的在透射和反射中的颜色，同时具有的发射率低于单独基材的发射率。
有利地，本发明因此允许生产具有1、2、3、4个，甚至更多个基于银的或者由银制成的金属功能层的薄层堆叠体，并且该薄层堆叠体包含一个，优选至多两个非连续金属层，以使得堆叠体具有高机械稳定性和/或高耐化学性。
通过借助于附图示出的以下非限制性实施例，本发明的细节和有利特征将变得明显，附图示出：
-在附图1中，具有一个非连续金属层的单功能层堆叠体，非连续金属层被沉积在金属功能层上方；
-在附图2中，具有一个非连续金属层的单功能层堆叠体，非连续金属层被沉积在金属功能层下方；
-在附图3中，具有两个非连续金属层的单功能层堆叠体，一个非连续金属层被沉积在金属功能层上方，和一个非连续金属层被沉积在金属功能层下方；
-在附图4中，包含根据本发明的堆叠体的双层窗玻璃的技术方案；
-在附图5中，从左到右，由具有53％至98％的表面占据率的由银制成的非连续金属层的二元MET显微图像(images en MET binaire)；
-在附图6中，作为波长λ的函数的实施例1至3的光透射率TL(对于通常认为0至100％的值，以0至1的系数的形式表示)
-在附图7中，作为波长λ的函数的实施例1至3的吸收光谱Ab(对于通常认为0至100％的值，以0至1的系数的形式表示)
-在附图8中，作为波长λ的函数的实施例1至3的光反射率RL(对于通常认为是0至100％的值，以0到1的系数的形式表示)；
-在附图9中，单独的基材和实施例5，5.0，5.1和5.2的基材作为波长λ的函数的光透射率TL，以％表示；
-在附图10中，单独的基材和实施例5，5.0，5.1和5.2的基材作为波长λ的函数的吸收光谱Ab，以％计；
-在附图11中，单独的基材和实施例5，5.0，5.1和5.2的基材作为波长λ的函数在与堆叠体相反一侧的光反射率RG，以％表示；
-在附图12中，单独的基材和实施例5，5.0，5.1和5.2的基材作为波长λ的函数的在堆叠体一侧的光反射率RC，以％计；
-在附图13中，包含两个非连续金属层的双功能层堆叠体，一个非连续金属层被沉积在第一金属功能层下方，和一个非连续金属层被沉积在第二金属功能层上方；和
-在附图14中，包含两个非连续金属层的三功能层堆叠体，一个非连续金属层被沉积在第一金属功能层下方，和一个非连续金属层被沉积在第三金属功能层上方。
附图1至附图3示出了沉积在透明玻璃基材30上的，更确切地说，沉积在该基材30的面31上的单功能层堆叠体34的结构，其中基于银或基于含银的金属合金的，优选仅由银制成的唯一功能层140被设置在两个抗反射涂层之间，即，位于功能层140下方的下伏抗反射涂层120(在基材30的方向上)和被设置在功能层140上方的上伏抗反射涂层160(在与基材30相反的方向上)。
这两个抗反射涂层120，160每个包括至少一个抗反射层128，168。
任选地，一方面，功能层140可以被直接沉积在下阻挡涂层上，该下阻挡涂层被设置在下伏抗反射涂层120和功能层140之间，和另一方面，功能层140可以被直接沉积在上阻挡涂层150的下方，上阻挡涂层150被设置在功能层140和上伏抗反射涂层160之间。
下和/或上阻挡层，尽管以金属形式进行沉积并如同金属层一样存在，但是在实践中是氧化层，因为它们的主要功能是在堆叠体沉积期间被氧化以保护功能层。
这种抗反射涂层160可以以任选的保护层，特别地基于氧化物(尤其氧是亚化学计量的)的保护层(未示出)结束。
当单功能层堆叠体用在具有双层窗玻璃结构的多层窗玻璃100中时，如在图4中所示，该窗玻璃包括两个基材10，30，它们通过框架结构90被保持在一起并且彼此通过中间气体腔15被隔开。
窗玻璃由此实现外部空间ES与内部空间IS的分隔。
根据本发明的堆叠体，因为其高机械稳定性，可以被设置于面4上(通过考虑进入建筑物的太阳光的入射方向，在最接近建筑物内部的片材上，并且在该片材朝向内部的面上)。
图4示出了位于基材30的与外部空间ES接触的外部面31上的薄层堆叠体34在面4上的这种定位(进入建筑物的入射方向由双箭头表示)，基材30的另一个面29与中间气体腔15接触。
然而，也可以设想，在这种双层窗玻璃结构中，基材之一具有层压结构；然而，这不存在可能的混乱，因为在这种结构中没有中间气体腔。
已经实施了一系列七个实施例：
-实施例1构成参照实施例：它涉及一个不含非连续金属层的参照单功能层堆叠体；
-实施例2是基于实施例1的比较实施例，并且其还在包含在单功能层堆叠体的上部中(即从基材开始，在该功能层上方)包括金属吸收层167'；
-实施例3是基于实施例1的实施例，并且其在单功能层堆叠体的上部中还包括上方非连续金属层167；
-实施例4是基于实施例1的比较实施例，并且其在单功能层堆叠体的下部中(即在该功能层和基材之间)还包括吸收层123'；
-实施例5是基于实施例1的实施例，并且其在单功能层堆叠体的下部中还包括下方非连续金属层123；
-实施例6是基于实施例1的比较实施例，并且其在单功能层堆叠体的下部中(即在该功能层和基材之间)还包括吸收层123'，并且在单功能层堆叠体的上部中(即，从基材开始，在该功能层上方)还包括吸收层167'；和
-实施例7是基于实施例1的实施例，并且其在单功能层堆叠体的下部中还包含下方非连续金属层123，并且其在单功能层堆叠体的上部中还包含上方非连续金属层167。
对于下面的所有堆叠体，层的沉积条件是：
层 采用的靶 沉积压力 气体
Si3N4:Al 为92:8wt%的Si:Al 1.5×10-3mbar 为45%的Ar/(Ar+N2)
TiO2 TiO2 1.5×10-3mbar 为45%的Ar/(Ar+O2)
ZnO ZnO 1.5×10-3mbar 为83%的Ar/(Ar+O2)
NiCr 为80:20wt%的Ni:Cr 2×10-3mbar 100%Ar
Ag Ag 8×10-3mbar 100%Ar
因此，对于这些实施例，沉积的层可分为五类：
i- 由介电/抗反射材料制成的层，其在可见光的整个波长范围内具有高于5的n/k比：由Si3N4：Al或TiO2或ZnO制成的层121，121'，128，162，168，169，169'；
ii- 由银(在红外中和/或在太阳辐射中具有反射性质的材料)制成的连续金属功能层140；
iii- 上阻挡层150，旨在保护功能层以免在堆叠体的沉积期间它的性质改变：Ni，NiCr；当它们具有小厚度(厚度小于或等于2nm)时，它们对光学和能量性质的影响通常被忽略；
iv- 对于实施例3，5和7：非连续金属层123和/或167，或“DML”层，“DML”代表“非连续金属层”；和
v- 对于比较例2，4和6：由钛制成的金属吸收层123'和/或167'；这种类型的层是连续层。
在所有实施例中，薄层堆叠体已经被沉积在基材G上，该基材由4mm厚的由SAINT-GOBAIN公司以Planilux品牌销售的透明钠钙玻璃组成。
对于这些堆叠体，
- TL指示：在可见光中的光透射率(%)，以2°使用光源D65测量；
- a*T和b*T指示以2°使用光源D65测量的在LAB系统中的透射颜色a*和b*；
- RG指示：以2°使用光源D65测量的玻璃侧(与堆叠体沉积在其上的表面相反的表面)的可见光％的光反射率；
- a*G和b*G指示在与被涂覆一侧相反的基材的一侧(面29)以2°使用光源D65测量的在LAB系统中的反射颜色a*和b*；
- Rc指示：以2°使用光源D65测量的在薄层堆叠体一侧(基材的表面31)在可见光中的光反射率(%)；
- a*C和b*C指示在基材的被涂覆一侧(面31)上以2°使用光源D65测量的LAB系统中的反射颜色的a*和b*；
- g指示结构的g因子或太阳因子：
- 对于实施例1至3：将堆叠体设置在双层窗玻璃的面3上，所述双层窗玻璃包括两个由16mm厚的氩气腔隔开的4mm玻璃基材，承载该堆叠体的基材因此是由入射日光穿过的第二基材；和
-对于实施例4至7：将堆叠体设置在双层窗玻璃的面2上，所述双层窗玻璃包括两个由16mm厚的氩气腔隔开的4mm玻璃基材，承载该堆叠体的基材因此是由入射日光穿过的第一基材。
该因子根据标准EN 410进行确定，并且对应于穿过窗玻璃的直接能量传输和朝向内部的二次热传递的总和。
根据本发明，非连续金属层DML是非连续层，其优选具有50％至98％的表面占据率(以位于非连续金属层正下方并且被非连续金属层覆盖的层的面积的比例计)。
根据本发明，非连续金属层DML是包含，优选地主要(以至少50原子％)包含选自Ag，Au，Cu，Pt的至少一种金属的层。
根据本发明，非连续金属层DML是优选地在每一侧(在上方和在下方)被介电/抗反射材料层围绕的层，由介电/抗反射材料制成的层的折光指数n优选地至少等于1.9。
图5从左到右显示：
-使用2nm银厚度获得的53％表面占据率；这种堆叠体具有发射率ε=88.7％；
-使用3nm银厚度获得的63％表面占据率；这种堆叠体具有发射率ε=49.3％；
-使用4nm银厚度获得的84％表面占据率；这种堆叠体具有发射率ε=23.9％；
-使用5nm银厚度获得的98％表面占据率；这种堆叠体具有发射率ε=15.7％；
它们对于具有以下结构的薄层堆叠体Z而获得：基材/ZnO/DML银层/ZnO，每个ZnO层(具有折光指数n=1.9)具有10nm的厚度。
理论计算表明，对于小于或等于5nm的DML银厚度，即对于50％-98％之间的表面占据率，用Z类型的堆叠体可以获得比单独基材的发射率更低的发射率εZ，同时仍然高于观察到的发射率。
在本文中，当提及DML的厚度e时，它不涉及在由DML覆盖的区域中测量的厚度或平均厚度，而是如果该层是连续时获得的厚度。
这种值可以通过考虑层的沉积速率(或更精确地，基材在沉积金属功能层的沉积室中的运行速度)，每单位时间溅射的材料的量以及在其上进行该沉积的表面来确定。该厚度非常实用，因为其允许直接与连续功能层的厚度进行比较。
因此，厚度e'是如果该沉积的层是连续时将被测得的厚度。
在实践中，如果正常情况下，在相同的磁控管溅射的沉积条件(非常低的压力，靶的组成，基材的运行速度，阴极电功率)下，功能层的厚度为10nm；为了获得为一半的功能层的厚度(即5nm)，需要并且只需要将基材的运行速度减小一半就足够了。
在附图5上，它涉及以二元(黑-白)方式显示的通过透射电子显微镜(MET)观察到的显微图像。在该图的四个显微图像中，银是白色的和ZnO是黑色的。
对于这种类型的堆叠体Z观察到，对于大于5nm的银厚度，粘附能是几乎恒定的：这种能为1.0-1.5J/m2之间，这是相当低的。
下面的表1示出了参考附图1的实施例1至3的每个层的以纳米计的几何或物理厚度(不是光学厚度)：
层 Ex.1 Ex.2 Ex.3
169-TiO2 2nm 2nm 2nm
167'–Ti 1nm 167–Ag 1nm
169'-TiO2 2nm 2nm
168-Si3N4:Al 30nm 28nm 28nm
164-TiO2 11nm 11nm 11nm
162-ZnO 6nm 6nm 6nm
140-Ag 13nm 13nm 13nm
128-ZnO 5nm 5nm 5nm
124-TiO2 23nm 23nm 23nm
表1。
对于实施例1至3，设置于面31和唯一的金属功能层140之间的抗反射涂层120包括由具有在550nm为2.3至2.7的折光指数的材料制成的高折光指数的抗反射涂层124，该高指数抗反射层124优选具有在5-25nm之间的物理厚度。
对于实施例1至3，设置于唯一的金属功能层140上方的抗反射涂层160包括由具有在550nm为1.8-2.2的折光指数的材料制成的中等指数抗反射层162，该中等指数抗反射层162优选具有在5-35nm之间的物理厚度。
下面的表2示出了实施例4和5的每个层的物理厚度(以纳米为单位)，参考附图2：
层 Ex.4 Ex.5
168-Si3N4:Al 40nm 40nm
162-ZnO 5nm 5nm
150-NiCr 0.5nm 0.5nm
140-Ag 13nm 13nm
128-ZnO 5nm 5nm
121'-TiO2 20nm 20nm
123'–NiCr 1nm 123–Ag 1nm
121-TiO2 3nm 3nm
表2。
下面的表3示出了实施例6和7的每个层的物理厚度(以纳米计)，参考附图3：
膜 Ex.6 Ex.7
169-TiO2 2nm 2nm
167'–Ti 1nm 167–Ag 1nm
169'-TiO2 2nm 2nm
168-Si3N4:Al 28nm 28nm
162-ZnO 5nm 5nm
150-NiCr 0.5nm 0.5nm
140-Ag 13nm 13nm
128-ZnO 5nm 5nm
121'-TiO2 20nm 20nm
123'–NiCr 1nm 123–Ag 1nm
121-TiO2 3nm 3nm
表3。
实施例2，4和6分别可与实施例3，5和7相比较，因为它们都包括由相同材料(Ag)制成的具有相同厚度的唯一金属功能层；这些实施例也可与实施例1相比较，因为它也包括由相同材料(Ag)制成的并具有相同厚度的唯一金属功能层；抗反射涂层从一个系列(实施例2-3形成一个系列，实施例4-5形成一个系列，实施例6-7形成一个系列)到另一个系列不是相同的，因为它们的组成已经进行优化以试图获得可能的最佳性能。
下表显示实施例3，5和7(包含一个DML层(实施例3和5)或两个DML层(实施例7))的主要光学性质，并将这些性质分别与实施例2，4和6(包括与一个Ti吸收层(实施例2和4)或两个Ti吸收层(实施例6)，Ti吸收层具有与每个DML层等效的厚度)以及与实施例1(其不包括DML层也不包括吸收层)的性质进行比较。
Ex.1 Ex.2 Ex.3 Ex.4 Ex.5 Ex.6 Ex.7
TL(%) 84.3 68.3 70.4 66.8 65.4 46.1 44.3
a*T -2.02 -3.02 -3.73 -2.4 0.08 -3.32 2.55
b*T 4.18 1.39 3.48 6.8 -0.4 0.82 -6.81
RG(%) 9.9 8.52 17.38 12.1
a*G 0.9 -1.7 0.53 -0.41
b*G -6.4 -7.1 7.01 -5.09
RC(%) 8.51 5.90 8.26 13.5 10.3 13.36 6.53
a*C 2.94 -4.41 -5.39 1.7 2.32 1.39 1.34
b*C -12.18 -20.10 -26.10 -16.1 -12.9 -16.33 -31.26
g 0.57 0.61 0.63 0.44 0.46 0.55 0.57
表4。
因此看出，可以获得：
-在上方抗反射涂层中含有非连续金属层的单金属功能层堆叠体(实施例3)，其太阳因子g比在上方抗反射涂层中包含金属吸收层的单金属功能层堆叠体(实施例2)的太阳因子g更高，对于几乎相同的在可见光中的光透射率而言；
-在下方抗反射涂层中包含非连续金属层的单金属功能层堆叠体(实施例5)，其太阳因子g比在下方抗反射涂层中包含金属吸收层的单金属功能层堆叠体(实施例4)的太阳因子g更高，对于几乎相同的在可见光中的光透射率而言；和
-在下方抗反射涂层中包含非连续金属层和在上方抗反射涂层中的包含非连续金属层的单金属功能层堆叠体(实施例7)，其太阳因子g比在下方抗反射涂层中包含金属吸收层和在下方抗反射涂层中包含金属吸收层的单金属功能层堆叠体(实施例6)的太阳因子g更高，对于几乎相同的在可见光中的光透射率而言。
此外，观察到颜色中和的改善，特别具有较少黄色的透射颜色，与较低的甚至为负的b*T。
附图6至8分别示出了实施例1至3的作为波长λ(nm)的函数的光透射率TL，光吸收Ab和在堆叠体一侧的光反射率RC。
附图6显示含有DML层的堆叠体(实施例3)允许获得与使用含有金属吸收层的堆叠体(实施例2)所获得的在可见光中光透射率非常接近的在可见光中光透射率；然而，使用实施例3的堆叠体在远可见光和近红外(从550nm至1000nm)中的吸收比使用实施例2的堆叠体更高，并且使用实施例3的堆叠体在远可见光和近红外光(550nm至1000nm)中在堆叠体一侧的反射比使用实施例2的堆叠体更高，这最终允许获得更高的太阳因子，对于在可见光中的相同光透射率水平而言。
附图9至12分别示出了单独基材G(即在它的面之一上没有实施例5和实施例5.0，5.1和5.2的层，实施例5.0，5.1和5.2基于实施例5进行实施)的作为波长λ(单位为nm)的函数的光透射率TL，光吸收Ab，在基材一侧的光反射率RG和在堆叠体一侧的光反射率RC；在实施例5.0，5.1，5.2和实施例5中之间仅有一个差异：
-对于实施例5.0，DML层的厚度为0nm(不存在DML层)；
-对于实施例5.1，DML层的厚度为0.9nm；和
-对于实施例5.2，DML层的厚度为1.2nm。
这些附图表明，DML层的存在诚然降低了光透射率(由于吸收增大)，但是在基材一侧和堆叠体一侧获得光反射是弱的。
增大DML的名义厚度允许提高总体吸收水平和颜色选择性。
这些试验特别地表明，对于非连续金属层在0.9至1.2nm的厚度e'范围特别有利于获得相对高的在可见光中的光透射率(65-68％)，同时具有足够低的玻璃一侧的光反射率(6-7％)和足够低的堆叠体一侧的光反射率(8-9％)。
此外，获得了低b*c值(约-15)，低b*G值(约-10)和低a*T值(约-1.0至+0.3)。
对于所有上述实施例，所述和/或每个非连续金属层123，167一方面直接位于具有至少1.9，甚至在这种情况下为2.3(因为使用TiO2)的在550nm的折光指数的抗反射层121'，169'上方，和另一方面，直接位于具有为至少1.9，甚至在这种情况下为2.3(因为使用TiO2)的在550nm的折光指数的抗反射层121，169的下方，所述直接在下方的抗反射层121'，169'的折光指数在这里与所述直接在上方的抗反射层121，169的折光指数相同。
试验表明，对于层121，121'，169，169'，可以使用具有2.0的在550nm的折光指数的氮化硅(Si3N4:Al)代替TiO2。
已经观察到，所述和/或每个DML层123，167具有吸收光谱，使得在380nm至480nm的波长范围内的吸收相对于在480nm至780nm的波长范围内的吸收是相对低的。
此外，已经观察到，所述和/或每个DML层123，167与连续的金属层不应该直接接触(既不在下方也不在上方接触)，因为在这种情况下，DML层的特定吸收光谱与跟它接触的连续金属层的在可见光(从380nm至780nm)中相对恒定的吸收光谱混同。
附图13和14分别示出了双功能层堆叠体35的结构和三功能层堆叠体36的结构，所述堆叠体沉积在透明玻璃基材30上，更确切地说，沉积在所述基材30的面31上。
每个功能层140，180，220，其优选主要基于银或者含银的金属合金，更优选仅由银制成，被设置在两个抗反射涂层之间，即，在位于每个功能层140，180，220下方的下伏抗反射涂层120，160，200(在基材30的方向上)，和设置在每个功能层140，180，220上方(在与基材30相反的方向)的上伏抗反射涂层160，200，240之间。
每个抗反射涂层120，160，200，240包含至少一个抗反射层128，168，208，248。
附图3示出了堆叠体34，其包括金属功能层140(优选主要基于银或由银制成的层，该金属功能层是该堆叠体中唯一的金属功能层)以及两个非连续金属层123，167，一个非连续金属层位于一方面所述面31和另一方面金属功能层140之间(从所述面31开始起数)，另一个位于金属功能层140上方(从所述面31开始起数)。
附图13示出了用于双功能层堆叠体35的类似技术方案。该堆叠体35包括两个金属功能层140，180，这些层优选主要基于银或由银制成，以及两个非连续金属层123，167，一个非连续金属层位于一方面所述面31和另一方面从所述面31开始数的第一金属功能层140之间，并且另一个位于从所述面31开始数的第二金属功能层180上方。
附图14示出了用于三功能层堆叠体36的类似技术方案。该堆叠体36包括三个金属功能层140，180，220(其优选主要基于银或由银制成)和两个非连续金属层123，167，其中一个非连续金属层位于一方面所述面31和另一方面从所述面31开始数的第一金属功能层140之间，和另一个位于从所述面31开始数的第三金属功能层220上方。
这三种双DML结构允许获得具有低光反射率但具有更中性的在透射和反射中的颜色的堆叠体(与如果在每个结构中用金属吸收层替代该全部两个非连续金属层的情况相比)。
基于附图13和14，可以提供唯一下方非连续金属层123，其位于一方面所述面31和另一方面从所述面31开始数的第一金属功能层之间或者唯一上方非连续金属层167，其位于从所述面31开始数的最后金属功能层180，220上方。
主要使用一种(或多种)贵金属如Ag，Au，Pt或Cu允许通过磁控溅射简单且可靠地沉积DML，因为这种方法允许很好地管控岛的生长；事实上，选择性吸收特别地基于金属的等离子体特性，其通过岛状结构化成为可能。
在前面作为实施例描述了本发明。应当理解的是，本领域普通技术人员将能够获得本发明的各种变型，而不脱离由权利要求限定的本专利的范围。

Claims (12)

1.在一个面(31)上涂覆有薄层堆叠体(34,35,36)的基材(30)，所述薄层堆叠体包含至少一个基于银的或由银制成的具有7nm-20nm并包括端值的厚度e的金属功能层(140,180,220)和两个抗反射涂层(120,160,200,240)，所述抗反射涂层每个包括至少一个抗反射层(128,168,208,248)，所述功能层(140)被设置在所述两个抗反射涂层(120,160)之间，其特征在于，所述堆叠体包括具有为0.5nm-5nm并包括端值的厚度e'的上方非连续金属层(167)，所述上方非连续金属层(167)位于从所述面(31)开始数的唯一或最后金属功能层(140,180,220)的上方。
2.根据权利要求1所述的基材(30)，其特征在于，所述堆叠体包括唯一上方非连续金属层(167)。
3.根据权利要求1所述的基材(30)，其特征在于所述堆叠体还包括具有0.5nm-5nm并包括端值的厚度e'的下方非连续金属层(163)，所述下方非连续金属层(123)位于一方面所述面(31)和另一方面从所述面(31)开始数的第一或唯一金属功能层(140)之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基材(30)，其特征在于，所述或每个非连续金属层(123,167)位于一方面直接在具有为至少1.9的在550nm的折射指数的抗反射层(121'，169')的上方，和另一方面，直接在具有为至少1.9的在550nm的折射指数的抗反射层(121,169)的下方，所述直接下方的抗反射层(121'，169')的折射指数优选与直接上方的所述抗反射层(121,169)的折射指数相同。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基材(30)，其特征在于，所述或每个非连续金属层(123,167)位于一方面直接在具有为1nm-8nm并包括端值，甚至为2nm-6nm并包括端值的在550nm的光学厚度的抗反射层(121'，169')的上方，和另一方面直接在具有为1nm-8nm并包括端值，甚至为2nm-6nm并包括端值的在550nm的光学厚度的抗反射层(121，169)的下方。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的基材(30)，其特征在于，所述或每个非连续金属层(123,167)基于银或由银制成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的基材(30)，其特征在于，所述被设置在每个金属功能层(140,180,220)的下方的抗反射涂层(120,160,200)包括由在550nm具有为1.8-2.2的折射指数的材料制成的中等指数抗反射层(128,168,208)，这种中等指数抗反射层(128,168,208)优选基于氧化物和/或这种中等指数抗反射层(128，168，208)优选具有为5-35nm的物理厚度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的基材(30)，其特征在于，所述被设置在所述面(31)和第一或唯一金属功能层(140)之间的抗反射涂层(120)包括由在550nm具有为2.3-2.7的折射指数的材料制成的高指数抗反射层(124)，这种高指数抗反射层(124)优选基于氧化物和/或这种高指数抗反射层(124)优选具有5-25nm的物理厚度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的基材(30)，其特征在于，在与面(31)相反的方向上，被设置在第一或唯一金属功能层(140)的上方的抗反射涂层(160)包括由在550nm具有为1.8-2.2的折射指数的材料制成的中等指数抗反射层(162)，这种中等指数抗反射层(162)优选基于氧化物和/或这种中等指数抗反射层(162)优选具有5-35nm的物理厚度。
10.多层窗玻璃(100)，其包括通过框架结构(90)保持在一起的至少两个基材(10,30)，所述窗玻璃实现了在外部空间(ES)与内部空间(IS)之间的分隔，其中至少一个中间气体腔(15)被设置在所述两个基材之间，至少一个基材(30)是根据权利要求1至9中任一项所述的基材。
11.一个优选至多两个非连续金属层(123,167)在薄层堆叠体(34,35,36)中的用途，所述薄层堆叠体(34,35,36)被沉积在根据权利要求1至9任一项所述的基材(30)上。
12.用于在薄层堆叠体(34,35,36)中沉积一个，优选至多两个非连续金属层(123,167)的方法，所述薄层堆叠体(34,35,36)被沉积在根据权利要求1至9任一项的基材(30)上。
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