CN111566063A

CN111566063A - 包括单个含银功能层和吸收层的材料

Info

Publication number: CN111566063A
Application number: CN201880086934.8A
Authority: CN
Inventors: S.马里亚尼; C.德尔贝克; V.什里
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2020-08-21
Also published as: FR3073840B1; MX2020005190A; KR20200081501A; US11174196B2; EP3713890A1; BR112020009862A2; US20200354266A1; CO2020006142A2; FR3073840A1; WO2019097192A1

Abstract

本发明涉及一种材料，该材料包括涂覆有薄层堆叠体的透明基材，该薄层堆叠体包括具有至少一个吸收层的下涂层，单个银基金属功能层和具有至少一个介电层的上涂层。吸收层通过一个或多个介电层与基材和功能层分开。该材料一旦安装在双层窗玻璃中，允许获得高选择性，特别地大于1.45的选择性，小于25％的内部和外部光反射，和在外部反射和内部反射中的蓝色调。

Description

包括单个含银功能层和吸收层的材料

本发明涉及一种材料，该材料包括涂覆有薄层堆叠体的透明基材，该薄层堆叠体包括单个银基金属功能层和吸收层。本发明还涉及包含该材料的窗玻璃。

银基金属功能层(或银层)具有导电和反射红外(IR)辐射的有利性质，由此，它们用在“日光控制”窗玻璃中，以减少入射的太阳能量和/或用在“低辐射”窗玻璃中，目的减少向建筑物或交通工具外部散发的能量。

这些银层被沉积在基于介电材料的涂层之间，所述涂层通常包括多个允许调节堆叠体的光学性质的介电层(以下称为介电涂层)。这些介电层还允许保护银层免受化学或机械侵蚀。

在日照水平高的国家中，用于“住宅”应用的低辐射窗玻璃还必须具有日光控制效果。

为了实现该目标，一种解决方案在于增加银基金属功能层的厚度，直到获得期望的能量传输水平。然而，这导致光反射增加到被判定为在美学上不希望的水平，特别地大于25％或甚至27％。

为了克服该缺点，提出的另一种解决方案在于将呈吸收层形式的吸收剂材料引入堆叠体中。目标是减少能量传输，同时将光反射的增大限制在可接受的水平。

一些文件公开了在包括多个功能层的堆叠体中使用吸收层。这些堆叠体的复杂性不允许将这些文件的教导移用于设计具有单个功能层的堆叠体。

还存在文件公开了包括单个功能层和一个或多个吸收层的薄层堆叠体。这些吸收层的引入允许减少光反射。但是，这些文件中公开的解决方案都不是完全令人满意的。

本发明确切地涉及开发一种材料，该材料包括具有单个银基功能层的堆叠体；一旦安装在双层窗玻璃中，该材料就允许获得：

-高选择性，特别地大于1.45，

-小于25％，优选地15％-25％的内部和外部光反射率，

-外部反射中的蓝色调

-内部反射中的蓝色调，

-透射中的非黄色调，优选尽可能中性色调。

在内部和外部反射中获得偏蓝色调是本发明的基本目的。

选择性“S”对应于窗玻璃的在可见光区中的透光率TL_vis与玻璃的太阳因子FS之比(S＝TL_vis/FS)。太阳因子“FS”对应于穿过窗玻璃进入房间的总能量与入射太阳能之间的比率(%)。

所描述的所有光特征都是根据欧洲标准EN 410的原理和方法获得的，该标准与在建筑用玻璃中使用的窗玻璃的光和日光特征的测定有关。

所述性质，如选择性，外部或内部光反射和比色性质使用以下进行计算：

-包含涂覆有堆叠体的基材的材料，该堆叠体具有安装在双层窗玻璃中的单个功能层，

-双层窗玻璃具有4-16(Ar-90％)-4的结构，即由包括一个基材的材料和另一个4mm玻璃基材构成的结构，这两个基材之间被厚度为16毫米的包含90％氩气和10％空气的中间充气腔隔开，

-堆叠体位于面2上。

用于建筑物的窗玻璃通常界定两个空间：被描述为“外部”的空间和被描述为“内部”的空间。认为进入建筑物的阳光是从外部朝向内部。堆叠体位于：

-在面2上，即在建筑物的最外部基材上，在其朝向中间充气腔的面上，

-在面3上，即在建筑物的最内部基材上，在其朝向中间充气腔的面上。

根据本发明，光特征根据D65光源在与双层窗玻璃中安装的材料垂直的2°下进行测量：

-TL对应于在可见光区中的透光率(％)，

-R_ext对应于在可见光区中的外部光反射(％)，观察者在外部空间一侧，

-R_int对应于在可见光区中的内部光反射(％)，观察者在内部空间一侧，

-a*T和b*T对应于在L*a*b*体系中在透射中的颜色a*和b*，

-a*R_ext和b*R_ext对应于在L*a*b*体系中在反射中的颜色a*和b*(在外部空间一侧的观察者)，

-a*R_int和b*R_int对应于在L*a*b*体系中在反射中的颜色a*和b*(在内部空间一侧的观察者)，

根据本发明：

-在外部反射中的蓝色调通过小于-5，甚至小于-6，更好地-8的b*R_ext值，和任选地为正的且小于5，甚至小于3的a*R_ext值进行定义，

-在内部反射中的蓝色调通过小于-5，甚至小于-6，更好地-8的b*R_int值，和任选地为正的且小于5，甚至小于3的a*R_int值进行定义，

-在透射中的非黄色调(优选尽可能呈中性)由小于6的b*t值进行定义。

在现有技术中，特别地在申请WO2010/072973，WO2010/072974和WO2014/044984中开发的解决方案具有：

-过低的选择性，而传统地，包括不包含吸收层的具有单个功能层的堆叠体的窗玻璃可具有接近1.5的选择性，和/或

-过高的内部和/或外部光反射，尤其大于25％，

-在内部和外部反射中不同于蓝色的色调(大于-4的b*Rext和b*Rint)或透射中的黄色调(b*T大于6)。

本发明的目的是通过开发包括单个功能层的新颖类型的堆叠体来成功克服现有技术的缺点，该堆叠体为包括它的双层窗玻璃赋予高选择性，特别地大于1.45，甚至大于1.5的选择性，小于25％的在外侧和内侧的光反射率，和相对中性的在透射中颜色和在外侧和内侧的反射中的蓝色。

本发明涉及一种材料，该材料包括涂覆有薄层堆叠体的透明基材，该薄层堆叠体从基材开始包括：

-下涂层，其包括：

-至少一个介电层，

-至少一个吸收层，其具有0.2至9nm的厚度，

-至少一个介电层，

-单个银基金属功能层，

-任选的阻挡层，

-包括至少一个介电层的上涂层，

-任选的保护层，

其特征在于：

-吸收层通过一个或多个介电层与基材和功能层分开，

-插入在吸收层和金属功能层之间的所有介电层的厚度为3至18nm。

吸收层吸收在光谱的可见光部分中的太阳辐射。

本发明还涉及一种多层窗玻璃，其包括至少一种根据本发明的材料和至少一个第二基材，该材料和第二基材被至少一个中间充气腔隔开。优选地，堆叠体被设置于面2上。

当将材料安装到双层窗玻璃中并将堆叠体放置在面2上时，双层窗玻璃具有：

-大于1.45的选择性，

-小于25％的内部和外部的光反射率，

-小于-5的外部反射的b*值(b*Rext)，

-小于-5的内部反射的b*值(b*Rint)。

本发明的目标可以被转化为吸收性质。目标是：

-高选择性，即低太阳因子和高透光率，

-低光反射率，

-不得引起非希望的不协调的修改：

-朝向黄色的透射中颜色，

-朝向红色的反射中颜色。

在透射中，寻求：

-可见光谱的红光部分和红外辐射的高吸收，即从600nm开始的波长的高吸收，和

-在可见光谱的其余部分中的低吸收，以保持高透光率。

在反射中，寻求：

-高吸收率，尤其是可见光谱的红光部分的高吸收率，

-可见光谱的蓝绿光部分，即大约450nm的波长的中等吸收。

薄层堆叠体中的光能吸收归因于吸收层的存在，不仅取决于吸收层的性质，厚度和构成吸收层的材料，还取决于吸收层在堆叠体中所处的位置。

堆叠体的一个层处的电场的局部幅值取决于其在用作干涉滤波器的堆叠体中的位置。光能吸收量相对于该电场幅值成比例地变化。

如果将吸收层放置在堆叠体的某个位置(在这个位置，对于给定波长的电场幅值是高的)，则与在某个位置(在这个位置，电场幅值是较低的)包括相同吸收层的堆叠体的电场相比，该波长的吸收将是更大的。

图1说明了对于一种典型堆叠体(该堆叠体的层序从基材在上横坐标上描述)，在不同的波长下，电场幅值(E²以任意单位为单位)随离基材的距离(nm)而变化的情况。所选择的波长分别说明：

-450nm：蓝色的色度场，

-550nm：绿色的色度场，

-700nm：红色的色度场，

-900nm：红外辐射。

可以进行以下观察：

-在基材附近，对于450nm波长的电场幅值较高，并且比对于700nm波长的电场幅值高得多，

-在银层附近和下方，对于450nm，550nm和700nm波长的电场幅值为相同数量级。

申请人因此证明，在具有单个银层的堆叠体中，对应于蓝色的可见光区的短波长的电场强度在基材附近处特别高，并且靠近银层时而显著降低。这些短波长约为400至450nm。

申请人因此表明，对于某些波长，可以选择性地增大或减少堆叠体的吸收性质。为此，可以通过将吸收层放置在堆叠体的某个位点(在该位点上对于该波长的电场幅值是高或低的)上来有利地选择吸收层的位置。

令人惊讶的是，通过配置堆叠体以选择性地：

-不明显吸收对应于蓝色的短波长，但是

-促进其它波长的吸收，

获得同时具有以下特征的材料：

-所需的反射中色调，即蓝色调，

-在内和外部侧的低反射率，

-高选择性。

然而，吸收层有利地通过一个或多个介电层与金属功能层分开，以避免功能层或吸收层的任何劣化。

因此，本发明的解决方案在于将吸收层定位在包括单个金属功能层的堆叠体中的非常精确的位置处。将吸收层放置在靠近功能层的位置允许：

-吸收尽可能少的蓝光，以获得反射中的蓝色调，

-避免产生在透射中过分黄色的色调，

-防止功能层或吸收层的任何损坏。

本发明还涉及：

-包含至少一种根据本发明的材料的窗玻璃，

-根据本发明的材料的制备方法，

-根据本发明的窗玻璃作为用于建筑物或交通工具的日光控制窗玻璃的用途，

-包括根据本发明的窗玻璃的建筑物或交通工具。

在双层窗玻璃的结构中，本发明允许获得高选择性S，特别地大于1.45，甚至大于1.5的选择性S，小于45％的太阳因子(FS)，中性反射颜色，内部和外部反射中的蓝色外观。

以双层窗玻璃使用的材料还可以具有以下特征：

-大于1.50的选择性，

-以优选递增的顺序，大于或等于50％，大于或等于55％，大于或等于60％，为50％-70％的透光率，

-以优选递增的顺序，小于45％，44％，43％的太阳因子，

-以优选递增的顺序，小于24％，小于22％，或20％至23％的外部反射率，

-以优选递增的顺序，小于24％，小于22％，小于21％，为18％至21％的内部反射率。

在说明书的后续部分中出现的优选特征既适用于根据本发明的材料，必要时也适用于根据本发明的窗玻璃或方法。

该堆叠体通过磁场辅助阴极溅射(磁控管工艺)进行沉积。根据该有利的实施方案，堆叠体的所有层通过磁场辅助阴极溅射进行沉积。

除非另有说明，否则在本文中提到的厚度是物理厚度，并且所述层是薄层。“薄层”应理解为是指具有0.1nm至100微米的厚度的层。

在本发明的意义上，“吸收层”应理解为是指由在可见光的整个波长范围(380nm至780nm)内具有0至5(这两个值被排除)的n/k比的并且具有大于10^-6Ω.cm的在整块状态时(如在文件中所知)电阻率的材料制成的层。n表示在给定波长下材料的真实折射率，k表示在给定波长下折射率的虚部；n/k比在对于n和k相同的给定波长下进行计算。

优选地，由于该吸收层，光吸收，因此在光谱的可见光部分中的太阳辐射的吸收，其通过仅将被包围在其两个介电层之间的该吸收层沉积在厚度为4mm的普通透明玻璃上进行测量(在玻璃以侧进行测量），为5％至45％，优选为10％至35％。

吸收层选自：

选自钯，铌，钨，不锈钢，钛，铬，钼，锆，镍，钽，锌的一种或多种元素的

-基于金属或金属合金的金属层，

-金属氮化物层和

-金属氮氧化物层。

太阳能吸收层可以基本上为金属形式。尽管基本上为金属形式，但是由于沉积气氛被来自相邻沉积区的氮污染，因此金属可具有氮化痕迹。优选地，吸收层是选自钯，铌，钨，不锈钢，钛，铬，钼，锆，镍，钽，锌或合金如NiCr，NiCrW，WTa，WCr，NbZr，TaNiV，CrZr和NbCr的金属。

吸收层可以是氮化物或亚氮化物，即，亚化学计量氮的氮化物。优选地，吸收太阳辐射的层是选自TiN，NiCrWN，NiVN，TaN，CrN，ZrN，CrZrN，TiAIN，TiZrN，WN，SiZrN和SiNiCrN的氮化物。

有利地，吸收层可以选自基于Ti，TiN，Nb，NbN，Ni，NiN，Cr，CrN，NiCr或NiCrN的层。

根据优选的实施方案，吸收层是氮化钛TiN层或镍和镍铬合金NiCr的金属层。

优选地，堆叠体包括单个吸收层。这尤其意味着，上涂层不包括吸收层。

吸收层的厚度，按照优选递增的顺序，为0.2-9nm，0.3-5nm，0.35-3nm，0.35-0.45nm。

以优选递增的顺序，插入吸收层和功能层之间的所有层的厚度为：

-大于3nm，大于4nm，大于5nm，或

-小于18nm，小于17nm，小于16nm，小于1nm，小于14nm，小于13nm，小于12nm，小于11nm，小于10nm，或

-在3至18nm之间，在3至15nm之间，在3至10nm之间。

以优选递增的顺序，插入在吸收层和基材之间的所有层的厚度为：

-大于11nm，大于12nm，大于13nm，大于14nm，大于15nm，大于16nm，大于17nm，大于18nm，

-在11-30nm之间，在12-25nm之间，在15-20nm之间。

根据本发明，堆叠体包括单个银基金属功能层。这种类型堆叠体也称为“单功能层堆叠体”。这意味着该堆叠体不包括另一个基于银的功能层。

相对于功能层的重量，银基金属功能层包含按重量计至少95.0％，优选至少96.5％，更好至少98.0％的银。优选地，相对于银基金属功能层的重量，银基金属功能层包含小于1.0重量％的除银以外的金属。

所述银基金属功能层还可包含选自例如铜，钯，金或铂的掺杂元素。优选地，这些掺杂元素中的每一种占银基金属功能层的重量的小于15％，小于10％，小于5％，小于1％，小于0.5％。掺杂元素的最大比例取决于掺杂元素的性质。

优选地，银基金属功能层包含按重量计小于5％，优选小于1.0％，甚至小于0.5％的掺杂元素。

银基功能层的厚度按照从小到大的顺序从5到25nm，从10到20nm，从12到19nm，从14到18nm。

银基金属功能层可以通过被称为阻挡层的层得到保护。根据该实施方案，薄层堆叠体还包括至少一个阻挡层，该阻挡层位于与金属功能层接触并位于其上方。

阻挡层选自一种或多种选自钛，镍，铬，钽和铌的元素的基于金属或基于金属合金的金属层，金属氮化物层，金属氧化物层和金属氧氮化物层，例如Ti，TiN，TiOx，Nb，NbN，Ni，NiN，Cr，CrN，NiCr或NiCrN。当这些阻挡层以金属，氮化物或氮氧化物的形式沉积时，这些层根据其厚度和围绕它们的层的性质可经受部分或完全氧化，例如，在沉积后面层时或由于与下邻层接触时的氧化。

阻挡层优选选自金属层，特别地镍铬合金(NiCr)或钛的层。

每个阻挡层具有0.1至2.0nm的厚度。这些阻挡层的厚度以优选递增的顺序为：

-至少为0.1nm，至少为0.2nm和/或

-至多2.0nm，至多1nm。

阻挡层尽管以金属形式沉积并表示为金属层，但实际上是氧化层，因为它们的第一功能是在堆叠体沉积期间氧化以保护功能层。根据本发明，阻挡层不是吸收层。

薄层堆叠体包括至少一个功能层和至少两个包括至少一个介电层的涂层，使得每个功能层位于两个涂层之间。

堆叠体位于透明基材的至少一个面上。

在本发明的意义上，“涂层”应被理解为是指在涂层内可以存在单个或多个不同材料层。

下涂层或上涂层的厚度对应于构成它的各层的厚度之和。

下涂层和上涂层具有大于15nm，优选为15-100nm，20-70nm，更好为30-60nm的厚度。

以优选递增的顺序，这些涂层的厚度为：

-小于或等于100nm，小于或等于80nm，小于或等于60nm，和/或

-大于或等于15nm，大于或等于20nm。

在本发明的意义上，“介电层”应理解为是指，从其性质的观点来看，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区的整个波长范围(380nm至780nm)中具有等于或大于5的n/k比的材料。

涂层的介电层具有以下特征，单独的或组合的：

-它们通过磁场辅助阴极溅射进行沉积，

-它们选自钛，硅，铝，锆，锡和锌中的一种或多种元素的氧化物或氮化物，

-它们具有大于2nm，优选2-100nm的厚度。

介电层可以是被定性为润湿层的层。润湿层应理解为是指由能够使与功能层的界面稳定的材料制成的层。这些润湿层通常基于氧化锌。

氧化锌层可任选地使用至少一种其它元素例如铝掺杂。氧化锌是结晶的。相对于在基于氧化锌的层中除氧之外的其它元素的重量，基于氧化锌的层以优选递增的顺序包括至少90.0重量％，至少92％重量，至少95重量％，至少98.0重量％的锌。

优选地，下涂层包括直接与银基金属层接触的基于氧化锌的介电层。该基于氧化锌的介电层可以直接定位成与吸收层接触。

以优选递增的顺序，氧化锌层的厚度为：

-至少3.0nm，至少4.0nm，至少5.0nm和/或

-最多25nm，最多10nm，最多8.0nm。

介电层可以具有阻挡功能。具有阻挡功能的介电层(以下称为阻挡层)应理解为是指由一种材料制成的层，该材料能够形成对氧气和水在高温下朝着功能层的扩散的阻挡，该氧气和水来自环境大气或透明基材。这些介电层选自以下层：

-基于硅和/或铝的化合物的层，所述硅和/或铝的化合物选自氧化物，例如SiO₂，氮化物，例如氮化硅Si₃N₄和氮化铝AlN，以及氮氧化物SiO_xN_y，任选地使用至少一种其它元素进行掺杂，

-基于氧化锌锡，

-基于氧化钛。

优选地，每个涂层包括至少一个介电层，该介电层由以下构成：

-铝和/或硅的氮化物或氮氧化物，或

-混合氧化锌锡，或

-氧化钛。

这些介电层的厚度按优选提高的顺序为：

-小于或等于40nm，小于或等于30nm，小于或等于25nm，和/或

-大于或等于5nm，大于或等于10nm或大于或等于15nm。

介电层也可以根据其折射率进行选择。

根据一个实施方案，下涂层和/或上涂层包括至少一个基于金属氧化物的高折射率层，该高折射率层具有大于2.20，优选2.3至2.7的折射率，和大于5nm的厚度。

优选地，下涂层包括与基材接触的至少一个高折射率层。

优选地，下涂层包括与吸收层接触的至少一个高折射率层。

在本文件中所示的折射率值是通常在550nm的波长下测量的值。这些高折射率层优选具有10至20nm的物理厚度。该高折射率层允许使堆叠体在可见光区中的高透光率最大化，并且对在透射和反射中的中性色的获得起有利的作用。

这种基于金属氧化物的高折射率层选自例如氧化钛或氧化铌的层或由钛和铌获得的合金层。

根据一个特别有利的实施方案，下涂层至少包括按以下顺序沉积的层序列：

-由具有大于或等于2.20的折射率的材料制成的至少一个高折射率层，高折射率层的物理厚度或高折射率层的物理厚度之和为10到40nm，

-至少一个吸收层，

-至少一个氧化锌层。

根据一个特别有利的实施方案，上涂层至少包括在功能层上方按以下顺序沉积的薄层序列：

-至少一个阻挡层，

-至少一个基于氧化锌的层，

-由具有大于或等于2.20的折射率的材料制成的至少一个高折射率层，该高折射率层的物理厚度或高折射率层的物理厚度之和为10到40nm，

-位于该高折射率层上方的至少一个介电层，其具有小于2.20的折射率和大于5nm的厚度。

薄层堆叠体可任选地包括保护层。保护层优选是堆叠体的最后一层，即，距涂覆有堆叠体的基材最远的层(在热处理之前)。这些层通常具有在0.5至10nm之间，优选在1至5nm之间的厚度。该保护层可以选自钛，锆，铪，硅，锌和/或锡的层，这种或这些金属为金属，氧化物或氮化物形式。

根据一个实施方案，保护层基于锆和/或氧化钛，优选地基于氧化锆，基于氧化钛或基于氧化钛锆。

根据本发明的透明基材优选地由刚性的无机材料制成，例如由玻璃制成，或者是基于聚合物的有机材料制成(或由聚合物制成)。

刚性或挠性的根据本发明的透明有机基材也可以由聚合物制成。根据本发明合适的聚合物的例子尤其包括：

-聚乙烯；

-聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)；

-聚丙烯酸酯，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；

-聚碳酸酯；

-聚氨酯；

-聚酰胺；

-聚酰亚胺；

-含氟聚合物，例如含氟酯，例如乙烯-四氟乙烯(ETFE)，聚偏二氟乙烯(PVDF)，聚氯三氟乙烯(PCTFE)，乙烯-氯三氟乙烯(ECTFE)或氟化乙烯-丙烯共聚物(FEP)；

-可光交联和/或可光聚合的树脂，例如硫醇烯(thiolene)，聚氨酯，聚氨酯-丙烯酸酯或聚酯-丙烯酸酯树脂；和

-聚硫代氨基甲酸酯。

基材优选是玻璃片材或玻璃陶瓷片材。

基材优选是透明的，无色的(其这时是透明或超透明的玻璃)或有色的，例如蓝色，灰色或青铜色。该玻璃优选是钠钙硅类型的，但是它也可以是硼硅酸盐或铝硼硅酸盐类型的玻璃。

根据一个优选的实施方案，所述基材由玻璃，特别地钠钙硅玻璃或聚合有机物质制成。

有利地，基材具有至少一个大于或等于1m，甚至2m甚至3m的尺寸。基材的厚度通常在0.5mm至19mm之间变化，优选在0.7mm至9mm之间变化，特别地在2mm至8mm之间，甚至在4mm至6mm之间。基材可以是平坦的或弯曲的，甚至是柔性的。

本发明还涉及一种制备包含涂覆有薄层堆叠体的透明基材的材料的方法，该薄层堆叠体通过阴极溅射，任选地磁场辅助阴极溅射进行沉积，该方法包括以下步骤的序列：

-在透明基材上沉积至少一个下涂层，该下涂层包括位于两个介电层之间的吸收层，

-沉积银基功能层，然后

-在功能层上方沉积上涂层。

本发明还涉及包含至少一个根据本发明的材料的窗玻璃。窗玻璃可以是单体窗玻璃或单层窗玻璃，层压窗玻璃或多层窗玻璃的形式。

单体窗玻璃包含2个面；面1在建筑物外部，因此构成窗玻璃的外壁，而面2在建筑物内部，因此构成窗玻璃的内壁。

双层窗玻璃包含4个面；面1在建筑物外部，因此构成窗玻璃的外壁，而面4在建筑物内部，因此构成窗玻璃的内壁，面2和3在双层窗玻璃内部。

所述窗玻璃优选地选自多层窗玻璃，特别地双层窗玻璃或三层窗玻璃，其包含至少一个根据本发明的材料和至少一个第二基材，所述材料和第二基材由至少一个中间充气腔隔开，所述窗玻璃实现了在外部空间和内部空间之间的分隔。

这些窗玻璃有利地具有：

-小于24％的在内部和外部侧的光反射，和/或

-小于6的透射中性色b*T，和/或

-反射中的蓝色，具有小于-6的b*Rext和b*Rint，和任选的小于5的a*Rext和a*Rint。

这些窗玻璃被安装在建筑物或交通工具上。

将该堆叠体放置在窗玻璃中，优选位于面2上，以便来自外部的入射光在穿过金属功能层之前先穿过下介电涂层。

下列实施例举例说明了本发明。

实施例

I. 基材的制备：堆叠体，沉积条件

将下面定义的薄层堆叠体沉积在厚度为4毫米的透明钠钙玻璃基材上。

在本发明的实施例中：

-功能层是银(Ag)层，

-吸收层由镍铬合金(NiCr)或氮化钛(TiN)制成，

-阻挡层是由镍铬合金(NiCr)制成的金属层，

-介电层基于掺铝的氮化硅(Si₃N₄：Al)，氧化锌(ZnO)，氧化锌锡(SnZnO)或氧化钛(TiO₂)。

所述层的沉积条件，该层通过溅射(“磁控阴极”溅射)进行沉积，在表1中进行总结。

表1	使用的靶	沉积压力	气体
				Ag	Ag	3×10<sup>-3</sup>mbar	100%Ar
NiCr	Ni(80at.%):Cr(20at.%)	2-3×10<sup>-3</sup>mbar	100%Ar
				TiN	Ti	2.4×10<sup>-3</sup>mbar	82%的Ar/(Ar+N<sub>2</sub>)
Ti	Ti	7×10<sup>-3</sup>mbar	100%Ar
				TiO<sub>2</sub>	TiO<sub>x</sub>	2×10<sup>-3</sup>mbar	90%的Ar/(Ar+O<sub>2</sub>)
Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>	为92:8重量%的Si:Al	3.2×10<sup>-3</sup>mbar	55%的Ar/(Ar+N<sub>2</sub>)
				SnZnO	Sn47.2Zn52.8	4.6×10<sup>-3</sup>mbar	64%的Ar/(Ar+O<sub>2</sub>)
TiO<sub>2</sub>-TiZrO	TiO<sub>x</sub>75.5-ZrO<sub>2</sub>24.3mol%	4.8×10<sup>-3</sup>mbar	96%的Ar/(Ar+O<sub>2</sub>)
				ZnO	为98:2重量%的Zn:Al	1.8×10<sup>-3</sup>mbar	63%的Ar/(Ar+O<sub>2</sub>)

at.=原子。

II. 影响吸收的参数

进行了多个实验以：

-证明吸收层的位置对吸收的影响

-证明所选择的位置允许获得所需的比色性质，即反射中的蓝色外观。

吸收波长的能力与以下成正比：

-在该波长下在堆叠体点处产生的电场强度的平方，

-对光谱的依赖性。

II.1. 光谱依赖性

光谱依赖性与材料(固有性质)和波长相关。从该参数的角度来看，对于确定吸收性材料所选择的标准为如下：

-对与蓝色相对应的波长的弱吸收，

-对其它波长，特别地与黄色相对应的波长的强吸收。

关于该参数，最令人满意的材料是镍和铬金属层以及氮化钛层。

II.2. 确定优选位置：评估电场幅值

电场幅值与吸收层位置之间的相关性如图1所示。该图表示，作为对于典型堆叠体而言离基材的距离(以nm为单位)的函数，在不同波长下的电场幅值(E²，任意单位)，该堆叠体从基材开始的层序列在上横轴中进行描述。

该典型堆叠体从基材开始包括以下层序列：TiO₂/ZnO/Ag/ZnO/TiO₂/SnZnO/SiN/a(空气)。

借助于适当的软件，可以针对每个波长确定电场的平方(作为离基材的距离的函数)。选择的波长分别说明：

-450nm：蓝色的色度场，

-550nm：绿色的色度场，

-700nm：红色的色度场，

-900nm：红外辐射。

发现：

-在下横坐标上：相对于基材的距离(以nm为单位)代表在堆叠体中的位置，其中0nm代表在其上沉积堆叠体的基材的面，

-在上横坐标上，层的性质及其厚度；例如，与基材接触的第一TiO₂层的厚度约为15nm，而在银下方的ZnO层的厚度约为5nm，

-在纵坐标上，为电场平方的幅值(E²，以任意单位表示)。

由于知道吸收与电场幅值成正比，可以进行以下观察。

在银层位置，对于所有波长，电场都是最小的，因为优化了堆叠体以使在银层中的吸收最小化。由此获得高透光率TL。

如果将吸收层放置在靠近银层的位置，吸收(所有混杂的波长)是较低有效的。这意味着，如果将吸收层放置在靠近银层的位置，则将需要更大的厚度，以实现这样的吸收水平：如果将吸收层放置在靠近基材的位置所达到的吸收水平。

在光谱的蓝色部分中的吸收在银层附近是最小的。将吸收体放置在该位置允许防止颜色向黄色偏移。

在基材附近，在光谱的蓝色部分(大约450nm)中的吸收是高的，光谱的红色部分中的吸收相对较低(大约700nm)。

在银层附近并在其下方，对于可见光区的所有波长(450nm，550nm和700nm)，吸收具有相同数量级。因此，通过将吸收层放置在相对于基材的该位置处，选择性地吸收了比蓝色更多的红色。红色相对于蓝色的吸收选择性是更好的。这允许防止颜色向红色偏移。

申请人因此证明，在具有单个银层的堆叠体中，电场强度并因此对对应于蓝色的可见光区的短波长的吸收在基材附近是特别高的，并且在接近于银层时而非常显著降低。这些短波长约为400至450nm。

将吸收层放置在基材附近将不允许获得在反射中的蓝色调。

另一方面，如果使吸收层位于在靠近银层的位置，在可见光的蓝-绿色部分中的吸收是更低的，特别地相对于在红色中的吸收，是相对较低的。

如所要求保护的那样将吸收层放置在靠近银层的位置，允许获得在反射中的蓝色调和非黄色的透射颜色。

III. 结果确认

III.1. 位置对待使用的吸收层厚度的影响

为了确认这些结果，进行了模拟以确定，对于该典型堆叠体，根据吸收层的位置应该增加什么厚度以便将该典型堆叠体的太阳因子从48.5％降低到约44％。

典型的堆叠体包括从基材开始的以下层序列：TiO₂(19.5nm)/ZnO(5nm)/Ag(178nm)/Ti(0.3nm)/ZnO(5nm)/TiO₂(16.5nm))/SnZnO(10.5nm)/Si₃N₄(14nm)/TiO₂(1nm)。

吸收层基于NiCr。

吸收层的位置
		P1：在基材和第一TiO<sub>2</sub>层之间	0.7 nm
P2：在TiO<sub>2</sub>和ZnO层之间	0.9 nm
		P3：在ZnO和Ag层之间	1.1 nm
P4：在Ag和Ti层之间	1.0 nm
		P5：在TiO<sub>2</sub>和SnZnO层之间	0.6 nm

这些结果证实，如果将吸收层放置在靠近Ag层的位置(与靠近基材的位置相比)，则为达到相同吸收水平所需的吸收层的厚度是更大的。

III.2. 位置对颜色在黄-蓝色和红-绿色轴上的变化的影响

吸收层的位置对颜色变化的影响如图2和3所示。图2显示了颜色在黄-蓝色轴上的变化，图3显示了颜色在绿色-红色轴上的变化。

借助于适当的软件，可以根据吸收层在上述典型堆叠体中的位置(II.2)确定在透射或反射中的Lab色。选择吸收层的厚度使得，无论任何所考虑的位置，安装在双层窗玻璃中且在面2上具有堆叠体的材料的太阳因子约为44％。

这些数字分别代表：

-图2：b*T和b*Rext的值作为在典型堆叠体中吸收层位置的函数的变化，

-图3：a*T和a*Rext的值作为在典型堆叠体中吸收层位置的函数的变化。

在图2中，发现：

-在横坐标上：在典型堆叠体中吸收层的不同位置P1至P5(如上定义)，

-在左侧纵坐标上：b*T值，

-在右侧纵坐标上：b*Rext值。

在图3中，发现：

-在纵坐标：a*值。

虚线“b*rext ref”，“b*t ref”，“a*rext ref”和“a*t ref”分别表示不包括吸收层的典型(或参照)堆叠体的b*Rext，b*T，a*Rext和a*T的值。

b*T，b*Rext，a*t和a*Rext曲线分别表示作为吸收层在堆叠体中的位置的函数的b*t，b*Rext，a*t和a*Rext值。

可以进行以下观察。

对于反射中的颜色，无论吸收层的位置如何，其引入都会导致颜色向黄色偏移。

事实上，在图2中，所有b*Rext值都大于典型堆叠体的b*Rext值(b*Rext ref)。但是，当吸收层位于要求保护的位置(P2)时，该偏移不太明显，并且允许将b*Rext值保持在-6以下。

当吸收层与基材直接接触时，向黄色的偏移则显著得多，而当吸收层与银层直接接触时向黄色的转移最小。

图3表明，由a*值体现的反射中颜色受到强烈影响，并且随着吸收层的位置而显著变化。当吸收层置于P1，P2或P3位置时，观察到朝向绿色的有利转变。

将吸收层放置在要求保护的位置则允许很好地获得提供蓝色调的外部反射中的a*和b*值对。

对于投射中的颜色，在要求保护的位置引入吸收层：

-不会引起颜色在黄-蓝色轴上发生明显变化(图2)，

-引起颜色在红-绿轴上向绿色略微偏移(图3)。

从a*T和b*T对中可以看出，在透射中观察到没有向黄色的偏移和向绿色的偏移。将吸收层放置在要求保护的位置则允许很好地获得提供非黄色甚至更中性的色调的在透射中的a*和b*值对。

III.3. 吸收层的位置对内部和外部反射的影响

吸收层的位置对内部和外部光反射变化的影响如图4所示。

在图4中，发现：

-在纵坐标上：光反射值，以％为单位。

虚线“Rext ref”和“Rint ref”分别代表不包括吸收层的典型(或参考)堆叠体的Rext和Rint值。

“Rext”和“Rint”曲线分别表示作为吸收剂在堆叠体中的位置的函数的Rext和Rint值。

将吸收层放置在要求保护的位置同时允许获得小于22％的内部和外部反射。

IV. “日光控制”和比色性能

表2列出了形成堆叠体的每个层或涂层的材料和以纳米为单位的物理厚度(除非另有说明)，作为它们相对于承载该堆叠体的基材的位置(表底部的最后一行)的函数。

下表3列出了当材料形成具有4-16-4(Ar–90％)结构的双层玻璃的一部分时测得的主要光学特征。通常，将堆叠体放置在面2上，窗玻璃的面1是窗玻璃的。

FS：日光因子；S：选择性；-：还没决定。

比较例(对比1)不允许获得所需的蓝色外观。这是因为，如上所解释的，由于靠近基材的吸收层的存在，显著吸收与蓝色相对应的可见光短波长。

根据本发明的实施例允许：

-保留在选择性(S>1.5)和外部和内部反射(<25％)方面所需的性质；以及

-获得期望的美学外观，特别地在透射中的中性色，尤其是在外部和内部反射中的蓝色外观，其体现为明显小于-6的b*Rext值。

Claims

1.一种材料，该材料包括涂覆有薄层堆叠体的透明基材，该薄层堆叠体从基材开始包括：

-下涂层，其包括：

-至少一个介电层，

-至少一个吸收在光谱的可见光部分中的太阳辐射的吸收层，其具有0.2至9nm的厚度，

-至少一个介电层，

-单个银基金属功能层，

-任选的阻挡层，

-包括至少一个介电层的上涂层，

-任选的保护层，

其特征在于：

-吸收层通过一个或多个介电层与基材和功能层分开，

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，当将材料被安装到双层窗玻璃中并且堆叠体被设置在面2上时，双层窗玻璃具有：

-大于1.45的选择性，

-小于25％的内部和外部的光反射率，

-小于-5的外部反射的b*值，

-小于-5的内部反射的b*值。

3.根据权利要求1或2所述的材料，其特征在于，插入在所述吸收层和所述基材之间的所有介电层的厚度大于11nm。

4.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其特征在于，所述吸收层选自：

选自钯，铌，钨，不锈钢，钛，铬，钼，锆，镍，钽或锌的一种或多种元素的：

-基于金属或金属合金的金属层，

-金属氮化物层，和

-金属氮氧化物层。

5.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其特征在于，所述下涂层包括基于氧化锌的介电层，所述介电层与所述银基金属层直接接触。

6.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其特征在于，所述下涂层包括基于金属氧化物的高折射率层，所述高折射率层具有大于2.20的折射率和大于5nm的厚度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其特征在于，所述下涂层至少包括以下列顺序沉积的层序列：

-由具有大于或等于2.20的折射率的材料制成的至少一个高折射率层，高折射率层的物理厚度或高折射率层的物理厚度之和为10-40nm，

-至少一个吸收层，

-至少一个氧化锌层。

8.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其特征在于，所述上涂层包括至少一个基于金属氧化物的高折射率层，所述高折射率层具有大于2.20的折射率和大于5nm的厚度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其特征在于，所述上涂层至少包括在所述功能层上方按以下顺序沉积的薄层序列：

-至少一个阻挡层，

-至少一个基于氧化锌的层，

-至少一个由具有大于或等于2.20的折射率的材料制成的高折射率层，高折射率层的物理厚度或高折射率层的物理厚度之和为10-40nm，

-位于高折射率层上方的至少一个介电层，其具有小于2.20的折射率和大于5nm的厚度。

10.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其特征在于，基于金属氧化物的高折射率层选自氧化钛层或氧化铌层或由钛和铌获得的合金层。

11.根据前述权利要求中任一项所述的材料，其特征在于，所述基材由玻璃，特别地钠钙硅玻璃或聚合有机材料制成。

12.一种多层窗玻璃，其包括至少一种根据前述权利要求中任一项所述的材料和至少一个第二基材，所述材料和第二基材被至少一个中间充气腔分隔开。

13.根据权利要求12所述的多层窗玻璃，其特征在于，所述窗玻璃是双层窗玻璃，其中堆叠体位于面2上，该多层窗玻璃具有：

-大于1.45的选择性，

-小于25％的内部和外部的光反射率，

-小于-5的外部反射中的b*值b*Rext，

-小于-5的内部反射中的b*值b*Rint。

14.根据权利要求12和13中任一项所述的窗玻璃，其特征在于，所述窗玻璃具有小于24％的内部和外部光反射。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的窗玻璃，其特征在于，所述窗玻璃具有：

-透射中的中性色，其中b*T小于6，

-反射中的蓝色，其中b*Rext和bRint小于-6且任选地a*Rext和a*Rint小于5。