CN110785387A - 功能化的基板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及功能化的基板，其包括基板（10）和近红外吸收涂层（20），其中近红外吸收涂层（20）包括近红外吸收纳米颗粒（21），该颗粒包含铟、锡、锌、锑、铝、钨或其混合物。在一个实施方案中，近红外吸收涂层（20）进一步包括无机基质（22、23、24）。
Description
技术领域
本发明的实施方案涉及包括近红外吸收涂层的功能化的基板及其用于日光控制应用的用途。
背景技术
日光控制涂层被广泛用于汽车和建筑业中，用以改善装配玻璃的隔热性以及提供新的美学改变的可能性。日光控制功能基于近红外（NIR）吸收或反射。
NIR反射涂层通常由包括金属层（如银）的叠层制成，如例如在US2006/0057399中所描述的。然而，那些叠层可能影响可见光透射率。另外，金属层如银层可能显示出高传导性，其可以阻断电磁波，这对于移动式电话通讯来说将是一种缺点。而且，银层特别地具有低稳定性和差的耐湿性和耐候性，这可能影响它们的光学特性和它们作为NIR反射层的效率。
使用各种功能层，可以提供NIR吸收涂层。例如，US 6707610和WO 2008/036358公开了窗膜，其包括通过磁控溅射获得的TiN层。然而，那些窗膜具有相当低的可见光透射性并且不是选择性的。WO 2008/036363建议将TiN层与银基反射涂层组合，用以改善选择性。然而，这样的组合仍然具有银层的消极作用。
各种无机氧化物，如氧化铟锡（ITO）和氧化锑锡（ATO）的纳米颗粒可以吸收NIR辐射。例如，US 2010/0062242公开了一种窗膜，其包括包括金属层的IR反射层和包括分散在固化的聚合物粘合剂中的IR吸收纳米颗粒的IR吸收层。这样的窗膜呈现出相当高的可见光透射性和选择性。含NIR吸收纳米颗粒的涂层通常是通过湿涂法获得的，如US 2010/0062242中公开的。湿涂法典型地由以下组成：在基板上沉积包含纳米颗粒和有机粘合剂的溶液的薄层，和干燥和/或固化该层。对于制造多层的叠层来说，使用两步的湿涂法可能不是期望的，特别是对于包括通过磁控溅射沉积的层的叠层来说。业界仍然需要能够通过与磁控溅射方法更相容的方法获得的改善的含NIR吸收纳米颗粒的涂层。
附图说明
实施方案通过实施例来举例说明并且不受附图中限制。
图1包括根据一个实施方案的功能化的基板的侧视图。
图2包括根据另一个实施方案的功能化的基板的侧视图。
图3包括根据另外一个实施方案的功能化的基板的侧视图。
图4包括根据又一个实施方案的功能化的基板的侧视图。
图5包括根据又另外一个实施方案的功能化的基板的侧视图。
图6包括根据一个实施方案的布置在基板上的近红外吸收纳米颗粒层的侧视图。
图7包括根据另一个实施方案的布置在基板上的近红外吸收纳米颗粒层的侧视图。
图8显示了实施例1的涂布的基板的吸收光谱。
本领域技术人员理解附图中的要素是为简单和清楚举例说明的并且不必然是按比例绘制的。例如，附图中的一些要素的尺寸可以相对于其它要素被夸大以便有助于增进理解本发明的实施方案。
优选的实施方案的详细说明
提供与附图结合的下述的说明，以便帮助理解本文中公开的教导内容。以下的讨论将聚焦在教导内容的特定的实施方式和实施方案。提供这种聚焦以便帮助描述教导内容并且不应当被解释为对教导内容的范围或适用性的限制。
使用"a"或"an"（一种/个）来描述本文中所描述的要素和组分。这样做仅仅为方便起见并且给出了本发明的范围的一般含义。这种描述应该被解读为包括一种/个或至少一种/个并且单数情况还包括复数情况，或者反之亦然，除非明显其是指相反的含义。
在第一方面中，本发明涉及一种功能化的基板，其包括基板和在所述基板上的近红外（NIR）吸收涂层，所述涂层具有至少1.05的光透过率和能量透过率之间的比率。在一个特别的实施方案中，所述NIR吸收涂层由包含NIR吸收纳米颗粒的无机基质制成，所述NIR吸收纳米颗粒包含铟、锡、锌、锑、铝、钨或其混合物。
在本申请的上下文中，NIR辐射是指780-2500纳米的辐射。在涉及涂层或纳米颗粒时通过表述"NIR吸收"表示，所述涂层或纳米颗粒可以吸收至少10%，至少15%或甚至至少20%的NIR辐射并且可以吸收至多60%，至多55%或至多50%的NIR辐射。
NIR涂层优选具有至少1.07，更优选至少1.09的光透过率（TL）和能量透过率（TE，也称为日光直接透过率）之间的比率，即TL/TE。光透过率和能量透过率是如标准EN 410:1998中定义的。涂层的光透过率和能量透过率各自相当于被涂布的基板的光透过率和能量透过率各自与未被涂布的基板的光透过率和能量透过率各自之间的差异。
在一个特别的实施方案中，NIR涂层具有小于10%、优选小于7%、更优选小于5%、甚至更优选小于3%的光吸收率。光吸收率（AL）等于值100%减去光透过率（TL）和光反射率（RL），即AL=100-（TL+RL），如标准EN 410:1998中定义的。涂层的光吸收率相当于被涂布的基板和未被涂布的基板的吸收率的差异。在涉及一个要素（层、结构或叠层）相对于另一个的相对位置时通过术语"在..上"和"在...下"表示，所述要素分别地相比于另一个距离基板更远或更近。其并非表示所述要素彼此直接接触，但没有排除这种可能性。特别地，在所述要素之间可以存在额外的要素。相反地，在涉及一个要素相对于另一个的相对位置时，表述"直接接触"、"直接在..上"和"直接在...下"表示所述要素之间没有布置额外的要素。
NIR吸收纳米颗粒包含铟、锡、锌、锑、铝、钨或其混合物。更特别地，NIR吸收纳米颗粒可以基于部分或完全地氧化的选自铟、锡、锌、锑、铝、钨及其合金的金属。在本申请的上下文中，当涉及要素（基质、层或纳米颗粒）的组成时，表述"基于"表示所述要素占所述材料的大于80wt%、大于90wt%、或甚至大于95wt%。所述要素可以基本上由所述材料构成。
在一个实施方案中，NIR吸收纳米颗粒可以基于透明的传导氧化物（TCO）。特别地，NIR吸收纳米颗粒可以是TCO纳米颗粒。TCO可以选自氧化铟锡（ITO）、氧化铟锌（IZO）、氧化锑锡（ATO）、氧化锡锌（TZO）、氟掺杂的氧化锡（FTO）、铝掺杂的氧化锌（AZO）、镓掺杂的氧化锌（GZO）、和任选掺杂的氧化钨。
在本申请的上下文中，ITO是指锡和铟的混合氧化物，其中锡含量通常为1.5-16wt%，如4-10wt%。IZO是指锌和铟的混合氧化物，其中锌含量通常为10-60wt%，如15-40wt%。ATO是指锡和锑的混合氧化物，其中锑含量通常为2-15wt%，如2-8wt%。TZO是指锡和锌的混合氧化物，其中锡含量通常为8-70wt%，如24-55wt%。当涉及FTO时，其表示氧化锡，其通常包含1-3wt%的氟。AZO是指氧化锌，其通常包含0.2-3wt%，如0.5-2wt%的氧化铝。GZO是指氧化锌，其通常包含0.2-10wt%，如2-5wt%的氧化镓。任选掺杂的氧化钨是指氧化钨，其可以包含掺杂物如铯。铯-掺杂的氧化钨是指CsxWyOZ，其中0.001≤x/y≤1且2.2≤z/y≤3.0。
在另一个实施方案中，NIR吸收纳米颗粒可以是部分氧化的金属纳米颗粒。通过“部分氧化”表示不是所有的金属原子转化成了它们的氧化物形式。金属纳米颗粒可以基于铟、锡、锌、锑、铝、钨或其合金。部分氧化的纳米颗粒可以是均一的氧化形式的，即，在纳米颗粒中的氧化程度是基本上恒定的。备选地，部分氧化的纳米颗粒可以具有芯-壳结构，其具有金属芯和至少部分氧化的壳或甚至完全氧化的壳，如TCO壳。
在一个实施方案中，NIR吸收纳米颗粒彼此间隔。特别地，NIR吸收纳米颗粒可以形成不连续的纳米颗粒的阵列。术语"间隔"或"不连续的"被定义为是指不连接的，使得各个纳米颗粒不接触相邻的纳米颗粒。在特别的实施方案中，可以将NIR吸收纳米颗粒组织成一个单一平面或多个不连续的平面，由此形成至少一个NIR吸收纳米颗粒层，任选地在无机基质中。
NIR吸收纳米颗粒的平均直径可以是100、120或150纳米至300、280或250纳米。NIR吸收纳米颗粒的直径可以用透射电子显微镜测量。
在一个实施方案中，NIR吸收涂层由含NIR吸收纳米颗粒的无机基质制成。在一个实施方案中，无机基质可以基于氧化物、氮化物或氧氮化物材料，如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮化硅锆、氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化铌、氧化铋、氧化铅、铝掺杂的氧化锌、镓掺杂的氧化锌、氧化锡锌、氧化镁锌、氧化镁或氧化钼或其组合。在一个特别的实施方案中，无机基质基于氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化钛、氧化锌或氧化铌。在另一个特别的实施方案中，无机基质基于氧-多孔材料，如氧化锡锌、氧化锌或氧化钛。本发明的NIR涂层可以不包含有机粘合剂。
在本申请中，通过"包含NIR吸收纳米颗粒的无机基质"表示，纳米颗粒被限制在无机基质的范围内或者至少被无机基质覆盖。无机基质可以由相同或不同的材料制成的一个单层或多个层形成。特别地，NIR吸收纳米颗粒可以被夹在形成无机基质的两个层之间。因此，NIR吸收涂层可以包含以下的NIR吸收结构中的至少一种：
[1] NIR吸收纳米颗粒层和直接在所述NIR吸收纳米颗粒层上的无机覆盖层，如例如在图1中举例说明的；
[2] 无机垫底层、直接在所述无机垫底层上的NIR吸收纳米颗粒层、和直接在所述NIR吸收纳米颗粒层上的覆盖层，如例如在图2中举例说明的；
[3] 分散在无机封装层中的NIR吸收纳米颗粒，如例如在图3中举例说明的；和
[4] NIR吸收纳米颗粒层，如例如在图4中举例说明的。
结构[1]、[2]和[3]的覆盖层、垫底层和封装层可以基于氧化物、氮化物或氧氮化物材料，如上文对于无机基质所描述的。
结构[1]、[2]、[3]和[4]中的NIR吸收纳米颗粒的数量可以由它们的表面密度来表示。为了独立于材料的氧化程度，NIR吸收纳米颗粒的表面密度由包含在NIR吸收纳米颗粒中的金属原子的表面密度来表示。NIR吸收纳米颗粒的表面密度可以通过使用任选地与二次离子质谱（SIMS）耦联的电子探针（EMP）的微量分析来确定。"等价理论层厚度"，相当于由等价表面密度构成的理论连续层的厚度，于是能够通过用NIR吸收纳米颗粒的材料的密度除以实测表面密度来推断。使用等价理论层厚度代替表面密度可以特别适合于表征结构[1]、[2]和[4]，其中NIR吸收纳米颗粒形成层。等价理论层厚度还可以由工艺参数来确定，如将在后文中解释的。相当于NIR吸收纳米颗粒的数量的等价理论层厚度可以为5-70纳米，或甚至10-30纳米。
参考图1-4，功能化的基板包括基板10和在所述基板10上的NIR吸收涂层20。在图1上，NIR吸收涂层20由包括形成层的NIR吸收纳米颗粒21和直接在NIR吸收纳米颗粒层上的覆盖层22的一种结构[1]构成。NIR吸收纳米颗粒层可以具有至多70纳米，如或甚至至多50纳米，例如10-30纳米的等价理论层厚度。覆盖层可以具有1-200纳米，例如2-100纳米，甚至10-50纳米的厚度。结构[1]可以具有1-200纳米，例如2-100纳米，甚至10-50纳米的物理厚度。图2显示了由包括垫底层23、直接在垫底层23上的形成层的NIR吸收纳米颗粒21和直接在NIR吸收纳米颗粒层上的覆盖层22的一种结构[2]构成的NIR吸收涂层20。在结构[2]中，垫底层23和覆盖层22可以基于相同或不同的材料。NIR吸收纳米颗粒层可以具有至多70纳米，或甚至至多50纳米，例如10-30纳米的等价理论层厚度。覆盖层可以具有1-200纳米，例如2-100纳米，甚至10-50纳米的厚度。垫底层可以具有1-200纳米，例如2-100纳米，甚至10-50纳米的厚度。结构[2]可以具有2-500纳米，例如5-200纳米，甚至10-100纳米或15-50纳米的物理厚度。在图3上，NIR吸收涂层20由包括分散在封装层24中的NIR吸收纳米颗粒21的一种结构[3]构成。封装层，以及结构[3]，可以具有2-200纳米，例如5-100纳米，甚至10-50纳米的厚度。图4显示了由包括形成NIR纳米颗粒层的NIR吸收纳米颗粒21的一种结构[4]构成的NIR吸收涂层20。NIR吸收纳米颗粒层可以具有至多70纳米，或甚至至多50纳米，例如10-30纳米的等价理论层厚度。在某些实施方案中，举例说明地，例如在图6和7中，可以进行金属簇的氧化直到获得具有芯壳结构的NIR吸收纳米颗粒21，所述芯壳结构具有金属芯25和TCO壳26。这些芯壳结构可以特别适合于用于结构[4]中。在一个实施方案中，NIR吸收纳米颗粒21可以彼此间隔（图6）。在另一个实施方案中，NIR吸收纳米颗粒21可以彼此接触（图7）。
在某些实施方案中，NIR吸收涂层可以包括多种结构，如至少2、至少3、或至少4种结构并且至多5、至多7和甚至至多10种结构，各自独立地选自结构[1]、[2]、[3]和[4]。多种结构可以包括结构[1]、[2]、[3]和[4]的所有组合，如至少一种结构[1]、至少一种结构[2]、至少一种结构[3]和至少一种结构[4]的组合，至少一种结构[1]和至少一种结构[2]的组合，至少一种结构[1]和至少一种结构[3]的组合，至少一种结构[1]和至少一种结构[4]的组合，至少一种结构[2]和至少一种结构[3]的组合，至少一种结构[2]和至少一种结构[4]的组合，至少一种结构[3]和至少一种结构[4]的组合，或仅仅相同类型的结构的组合。在一个实施方案中，多种结构可以包括仅仅一种结构[4]，任选地与结构[1]、结构[2]和结构[3]中的至少一种组合，其中结构[4]是NIR吸收涂层的最上面的。在一种特别的实施方案中，NIR吸收涂层可以包括多种结构[1]。因此，NIR吸收涂层可以包括第一NIR吸收纳米颗粒层、直接在所述第一NIR吸收纳米颗粒层上的第一无机覆盖层、直接在所述第一无机覆盖层上的第二NIR吸收纳米颗粒层、和直接在所述第二NIR吸收纳米颗粒层上的第二无机覆盖层。第一和第二NIR吸收纳米颗粒层，分别地第一和第二覆盖层，可以基于相同或不同的材料。例如，图5显示功能化的基板，其包括由3种结构[1]制成的NIR吸收涂层20并且因此包括在基板10上的形成第一NIR吸收纳米颗粒层的NIR吸收纳米颗粒21a、直接在第一NIR吸收纳米颗粒层上的第一覆盖层22a、直接在第一覆盖层22a上的形成第二NIR吸收纳米颗粒层的NIR吸收纳米颗粒21b、直接在第二NIR吸收纳米颗粒层上的第二覆盖层22b、直接在第二覆盖层22b上的形成第三NIR吸收纳米颗粒层的NIR吸收纳米颗粒21c和直接在第三NIR吸收纳米颗粒层上的第三覆盖层22c。在另一个特别的实施方案中，NIR吸收涂层可以包括多种结构[2]。在另一个特别的实施方案中，NIR吸收涂层可以包括多种结构[3]。当NIR吸收涂层包括若干相同类型的结构时，所述结构可以基于相同或不同的材料。在一个简单的实施方案中，所有相同类型的结构可以基于相同的材料。在其他的实施方案中，相同类型的结构可以基于不同的材料。例如，形成垫底层、覆盖层或封装层的无机材料可以是相似的，而形成NIR吸收纳米颗粒的材料可以是彼此不同的，或者反之亦然。
NIR吸收涂层的物理厚度当然取决于在该涂层中所包含的结构[1]、[2]、[3]和[4]的数目。例如，NIR吸收涂层可以具有这样的物理厚度，从2、5或10纳米到至多0.5或1微米或甚至若干微米，如2或5微米。
基板可以是有机的或无机的。基板可以包括玻璃、玻璃-陶瓷、或有机聚合物材料。在一个实施方案中，基板可以是透明的，即具有大于80%、优选大于90%、更优选大于95%的根据标准ISO 9050:2003测量的可见光透射率（VLT），或是有颜色的，例如蓝色、灰色、绿色或青铜色。玻璃可以是硼硅酸盐或铝硅酸盐玻璃。有机聚合物材料可以是聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚氨酯（PU）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、乙烯-乙酸乙烯酯（EVA）、氟化聚合物如乙烯四氟乙烯（ETFE）、或纤维素树脂。取决于其性质，基板可以具有5微米-20毫米的厚度。玻璃或玻璃-陶瓷基板可以具有0.5-20毫米如4-6毫米的厚度。在一个实施方案中，基板可以包括例如由PET、PEN、PU、PVB、EVA、ETFE或纤维素树脂制成的并且具有5-200微米如10-100微米的厚度的柔性聚合物基板，由其组成、或基本上由其组成。
在某些实施方案中，用于制造功能化的基板的方法可以包括：
- 提供基板；和
- 在所述基板上沉积NIR吸收纳米颗粒，
其中沉积NIR吸收纳米颗粒的步骤包括金属簇的受控氧化。
在进一步的实施方案中，用于制造功能化的基板的方法可以包括：
- 在所述基板上沉积无机基质。
更具体地，本发明涉及用于制造功能化的基板的方法，其包括：
- 提供基板；和
- 在所述基板上沉积至少一种选自结构[1]、结构[2]、结构[3]、和结构[4]的结构；
其中：
沉积结构[1]包括：
- 在所述基板上沉积NIR吸收纳米颗粒层；和
- 直接在所述NIR吸收纳米颗粒层上沉积无机覆盖层；
沉积结构[2]包括：
- 在所述基板上沉积无机垫底层；
- 直接在所述无机垫底层上沉积NIR吸收纳米颗粒层；和
- 直接在所述NIR吸收纳米颗粒层上沉积无机覆盖层；
沉积结构[3]包括：
- 在所述基板上同时沉积NIR吸收纳米颗粒和无机封装层；
和沉积结构[4]包括：
- 在所述基板上沉积NIR吸收纳米颗粒层。
基板、NIR吸收纳米颗粒、无机基质、无机覆盖层、无机垫底层和无机封装层可以是如上文中对于功能化的基板所描述的。
在一个实施方案中，NIR吸收纳米颗粒和无机基质通过磁控溅射或反应性磁控溅射来沉积。磁控溅射是一种通常用于将薄层沉积在基板上的沉积方法。磁控溅射是指磁场辅助的阴极溅射。在反应性磁控溅射中，通过在靶材料（即阴极）和气体（通常为氧气、氮气或其混合物）之间的化学反应形成被沉积的材料。当沉积非常薄的材料层时，可能出现固体薄层的去湿现象。这种现象对于银和金薄层来说是常见的。因此，非常薄的层可能不是连续层。特别地，低材料量溅射可以导致沉积不连续的簇，而不是连续层。根据某些实施方案，"渗滤阈值"被定义为被溅射材料量的限额，在其以下可以获得不连续的簇。被溅射的材料量可以由工艺参数推断。虽然可能没有获得连续层，但是能够定义用给定的被溅射的材料量获得的相当于理论连续层的厚度的"等价理论层厚度"。等价理论层厚度取决于施加到靶的功率和基板的运动速度。当然，在层是连续层时，等价理论层厚度等于该层的真实厚度。因此，等价理论层厚度可以通过考虑在NIR纳米颗粒的沉积期间基板的运动速度和每单位时间溅射的材料量来确定。例如，如果对于给定的溅射条件获得了具有10纳米的厚度的连续层，当基板的运动速度增加到2倍时获得的不连续层或不连续的簇的等价理论层厚度，全部其它参数是相同的，将是5纳米。
渗滤阈值取决于所溅射的材料。通过实验，对于给定的材料，可以确定渗滤阈值。例如，重量比范围为95:5-80:20的InSn合金的渗滤阈值相当于大于150纳米的等价理论层厚度。对于重量比范围为95:5-60:40的SnSb合金来说，渗滤阈值相当于大约8纳米的等价理论层厚度。
基于至少部分氧化的金属或合金的NIR吸收纳米颗粒通过使用金属靶通过磁控溅射沉积金属簇并氧化金属簇来获得。在一个实施方案中，金属簇可以通过共溅射，使用金属和/或氧化物靶的组合，一个提供用于金属簇的材料的金属靶和另一个提供用于封装层的材料的靶，从而同时沉积金属簇和封装层来沉积。这种实施方案特别适合于结构[3]的沉积。更特别地，可以使用用于沉积金属簇的金属靶和用于沉积氧-多孔封装层如氧化锡锌层的靶的组合。用于金属簇和用于封装层的材料可以是互不相溶的，从而在封装层内获得了NIR吸收纳米颗粒的相分离。
NIR吸收纳米颗粒的沉积因此包括：
- 沉积金属簇；和
- 氧化所述金属簇，从而获得NIR吸收纳米颗粒。
这里，术语"金属簇"也可以包括部分氧化的金属簇。
通过金属簇的受控氧化，获得NIR吸收纳米颗粒的期望的氧化程度。在沉积室中原位或者在后退火处理中可以获得这种受控氧化。
在第一实施方案中，通过在金属簇的沉积后在受控量的氧气下进行热处理，在沉积室中原位获得了金属簇的受控氧化。这种实施方案特别适合于结构[1]、[2]或[4]的沉积。取决于所期望的金属簇的氧化程度，允许进入沉积室的氧气的量，最初在真空下，受到控制。由于氧气的引入，沉积室中的压力典型地是5-50微巴。热处理的温度是250-700℃，优选300-650℃。该温度适合于金属簇的尺寸，金属簇典型地具有100-300纳米的平均直径。颗粒越大，温度越高。低于350℃的温度不允许金属簇的充分氧化，导致涂层高的剩余的光吸收率和低NIR吸收率。高于700℃的温度阻碍金属簇的受控氧化，导致低的NIR吸收性能。热处理的持续时间典型地是2-120分钟，优选10-60分钟。
在第二实施方案中，通过在金属簇上沉积氧-多孔无机层，如氧化锡锌，并在含氧气氛下进行后退火处理，在后退火处理中获得了金属簇的受控氧化。这种实施方案特别适合于结构[1]、[2]和[3]的沉积。在这种实施方案中，在退火气氛中的氧气的量不是关键的，因为金属簇的氧化受限于氧-多孔层的存在。退火气氛必须仍然是含氧气氛，典型地空气。后退火处理的持续时间典型地是1-600分钟，优选2-300分钟，更优选5-120分钟。后退火处理的温度是300-800℃，优选350-700℃。该温度适合于金属簇的尺寸，金属簇典型地具有100-300纳米的平均直径。颗粒越大，温度越高。低于250℃的温度不允许金属簇的充分氧化，导致涂层高的剩余的光吸收率和低NIR吸收率。高于800℃的温度阻碍金属簇的受控氧化，导致低的NIR吸收性能。
在上述的第一和第二实施方案的特别的备选方案中，热处理或后退火处理可以用快速热处理，特别是使用至少一种激光辐照的快速热处理来进行。快速热处理有利地具有非常高的传热系数，典型地高于400W/（m2*K），这允许极快速地达到所期望的温度（通常在1秒或更短的时间内）并且因此允许限制处理的持续时间。所产生的热因此没有时间扩散到基板中。
因此，结构[1]的沉积可以包括：
- 在基板上沉积金属簇层；
- 在沉积室中受控氧化金属簇层，产生NIR吸收纳米颗粒；和
- 直接在所述NIR吸收纳米颗粒上沉积无机覆盖层。
备选地，结构[1]的沉积可以包括：
- 在基板上沉积金属簇层；
- 直接在所述金属簇层上沉积氧-多孔无机覆盖层；和
- 在后退火步骤中受控氧化金属簇层，产生NIR吸收纳米颗粒。
类似地，结构[2]的沉积可以包括：
- 在基板上沉积无机垫底层；
- 直接在所述垫底层上沉积金属簇层；
- 在沉积室中受控氧化金属簇层，产生NIR吸收纳米颗粒；和
- 直接在所述NIR吸收纳米颗粒上沉积无机覆盖层；
或者备选地：
- 在基板上沉积无机垫底层；
- 直接在所述垫底层上沉积金属簇层；
- 直接在所述金属簇层上沉积氧-多孔无机覆盖层；和
- 在后退火步骤中受控氧化金属簇层，产生NIR吸收纳米颗粒。
结构[3]的沉积可以包括：
- 在基板上共沉积金属簇和氧-多孔层；和
- 在后退火步骤中受控氧化金属簇层，产生NIR吸收纳米颗粒。
结构[4]的沉积可以包括：
- 在基板上沉积金属簇层；和
- 在沉积室中受控氧化金属簇层，产生NIR吸收纳米颗粒。
在另一方面中，本发明涉及装配玻璃，其包括如上所述的功能化的基板。在这种情况中，基板是玻璃基板。所述装配玻璃可以是单层或多层（特别是双层或三层）的装配玻璃，即它可以包括固定在框架中的并且被气体填充的空间分开的多片玻璃板。该装配玻璃还可以是层压的和/或淬火的和/或钢化的和/或曲面的。
所述装配玻璃可以包括（在NIR吸收涂层的同一侧或相对侧上，或甚至在多层装配玻璃的另一片玻璃板的一侧上）另一个功能性涂层。所述其它功能性涂层可以具有热功能，特别是日光控制或低E功能，例如包括金属或金属氮化物功能层如一个或多个银层、一个或多个铌层、或一个或多个氮化铌层的涂层。
实施例1
已经制备了具有由包含ITO-基纳米颗粒的SiO2基质形成的NIR吸收涂层的功能化的基板。InSn金属簇层，相当于20纳米的等价理论层厚度，已经首先通过磁控溅射被沉积在玻璃基板上。涂布有InSn金属簇层的基板已经经受在沉积室中的受控氧化，其包括在氮气环境在400℃退火30分钟，随后在氧气-减少的环境中在400℃退火10分钟，因此产生ITO纳米颗粒层。在受控氧化步骤后，在ITO纳米颗粒层上已经通过磁控溅射沉积了40纳米厚的SiO2层。
表1显示了这类型的层的磁控溅射沉积的操作条件。
表1
| 层 | 靶 | 操作压力 | 气体 |
| InSn簇 | InSn （90:10 wt%） | 8微巴 | Ar （150 sccm） |
| SiO<sub>2</sub> | Si:Al | 3微巴 | Ar （20sccm） / O<sub>2</sub> （10sccm） |
由此获得的功能化的基板的能量吸收率，也称为日光直接吸收率，根据ISO 9050:2003测量，达到10%。被涂布的基板的吸收谱显示在图8上。光透过率（TL）和能量透过率（TE），根据EN 410:1998测量，分别是90%和83%，相当于1.1的TL/TE比率。
实施例2
已经制备了具有由包含ITO-基纳米颗粒的SnZnOx基质形成的NIR吸收涂层的功能化的基板。InSn金属簇层，相当于20纳米的等价理论层厚度，已经首先通过磁控溅射被沉积在玻璃基板上。然后，10纳米厚的SnZnO层已经通过磁控溅射被沉积在InSn簇上。被涂布的基板已经经受在环境空气下在400℃的后退火30分钟。
表2显示了对于每一种类型的层的磁控溅射沉积的操作条件。
表2
| 层 | 靶 | 操作压力 | 气体 |
| InSn簇 | InSn （90:10 wt%） | 8 微巴 | Ar （150 sccm） |
| SnZnOx | SnZn | 3.5微巴 | Ar （60 sccm） / O<sub>2</sub> （6 sccm） |
由此获得的功能化的基板的能量吸收率，也称为日光直接吸收率，根据ISO 9050:2003测量，达到8%。光透过率（TL）和能量透过率（TE），根据EN 410:1998测量，分别是89%和84%，相当于1.06的TL/TE比率。
Claims (15)
1.功能化的基板，其包括基板（10）和在所述基板（10）上的近红外吸收涂层（20），所述涂层具有至少1.05的光透过率和能量透过率之间的比率，其中
所述近红外吸收涂层（20）包括近红外吸收纳米颗粒（21），所述颗粒包含铟、锡、锌、锑、铝、钨或其混合物；和
所述近红外吸收涂层（20）包括以下近红外吸收结构中的至少一种：
[1] 形成近红外吸收纳米颗粒层的近红外吸收纳米颗粒（21）和直接在所述近红外吸收纳米颗粒层上的无机覆盖层（22）；
[2] 无机垫底层（23）、直接在所述无机垫底层（23）上的形成近红外吸收纳米颗粒层的近红外吸收纳米颗粒（21）、和直接在所述近红外吸收纳米颗粒层上的覆盖层（22）；
[3] 分散在无机封装层（24）中的近红外吸收纳米颗粒（21）；和
[4] 形成近红外吸收纳米颗粒层的近红外吸收纳米颗粒（21）。
2.根据权利要求1的功能化的基板，其中近红外吸收纳米颗粒（21）包含透明的传导氧化物，其选自氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锑锡、氧化锡锌、氟掺杂的氧化锡、铝掺杂的氧化锌、镓掺杂的氧化锌、和任选掺杂的氧化钨。
3.根据权利要求1的功能化的基板，其中近红外吸收纳米颗粒（21）具有芯-壳结构，其具有金属芯（25）和至少部分氧化的壳（26）。
4.根据权利要求2的功能化的基板，其中透明的传导氧化物是氧化铟锡。
5.根据权利要求1-4中任一项的功能化的基板，其中近红外吸收纳米颗粒（21）具有100-300纳米的直径。
6.根据权利要求1-5中任一项的功能化的基板，其中近红外吸收纳米颗粒（21）彼此间隔。
7.根据权利要求1-6中任一项的功能化的基板，其中结构[1]、[2]和[3]的覆盖层（22）、垫底层（23）和封装层（24）基于氧化物、氮化物或氧氮化物材料。
8.根据权利要求7的功能化的基板，其中结构[1]、[2]和[3]的覆盖层（22）、垫底层（23）和封装层（24）基于氧-多孔材料。
9.根据权利要求7的功能化的基板，其中结构[1]、[2]和[3]的覆盖层（22）、垫底层（23）和封装层（24）基于氧化锡锌。
10.根据权利要求1-9中任一项的功能化的基板，其中近红外吸收纳米颗粒（21）具有5纳米-70纳米的等价理论层厚度。
11.根据权利要求1-10中任一项的功能化的基板，其中近红外涂层（20）具有小于10%的光吸收率。
12.用于制造根据权利要求1-11中任一项的功能化的基板的方法，其包括：
- 提供基板（10）；和
- 通过磁控溅射在所述基板上沉积近红外吸收纳米颗粒（21）；
其中沉积近红外吸收纳米颗粒（21）的步骤包括受控氧化金属簇。
13.根据权利要求12的方法，其中沉积近红外吸收纳米颗粒（21）包括：
- 沉积金属簇层；和
- 在沉积室中受控氧化金属簇层，产生近红外吸收纳米颗粒（21）。
14.根据权利要求12的方法，其中沉积近红外吸收纳米颗粒（21）包括：
- 沉积金属簇；和
- 直接在所述金属簇上或与所述金属簇同时地沉积氧-多孔无机覆盖层（22）；和
- 在后退火步骤中受控氧化金属簇，产生近红外吸收纳米颗粒。
15.装配玻璃，其包括根据权利要求1-11中任一项的功能化的基板，其中基板（10）是玻璃基板。
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