CN1209489C - 锌锡合金溅射靶 - Google Patents
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Abstract
把锡加入到锌阴极靶中,以提高靶的溅射效率。与没有氧化锡的氧化锌涂层叠层相比,使用例如含有大于0但小于10重量%锡和大于90但小于100重量%的锌的阴极沉积的薄膜改善了高透光率、低辐射系数涂层叠层的化学耐用性。加热高透光率、低辐射系数的涂层叠层,通过选择在红外反射膜(如银膜)和介电膜(如52-48锡酸锌薄膜;氧化锌、氧化锡薄膜或者氧化锌薄膜)之间的金属基层的厚度,加热的涂层降低了浊度。同时提出了降低其上沉积的银膜电阻率并改善所述涂层叠层化学耐用性的增强膜。
Description
本申请要求于1998年5月8日和1998年5月12日分别提出的美国临时申请系列Nos.60/084,720和60/085,129的优先权。
本发明一般涉及一种含有低重量百分比锡的锌阴极溅射靶;涉及一种可运输的、可以热处理的、低辐射系数涂层,该涂层用所述靶制造;涉及涂层的制品以及制造所述涂层制品的方法。
美国专利No.4,610,771(“U.S.P.N.’771”)公开了一种用锌/锡合金靶沉积的防反射溅射氧化物薄膜。U.S.P.N.‘771在第3栏第26行到第4栏第12行讨论了使用所述合金靶沉积锡酸锌薄膜,一般来说,锌和锡的氧化物的比例优选为10-90%锌和90-10%锡。
虽然在U.S.P.N.‘771中公开的沉积锡酸锌薄膜的锌/锡合金靶是可以接受的,但是存在一定局限性。更特别地,在低E涂层如U.S.P.N.‘771所述的类型(一种红外反射金属膜或层)中,例如,在所述锡酸锌薄膜上沉积银。在溅射的锡酸锌薄膜上沉积的银膜,比在溅射氧化锌薄膜上沉积的银膜电阻率更大、辐射系数更高。更特别地,美国专利No.5,821,001(“U.S.P.N.‘001”)公开了一种在氧化锌薄膜上沉积的银膜;所述银膜的原子以一种形式沉积,特征在于提供低电阻率及低辐射系数的银膜。在沉积所述氧化锌薄膜过程中,选择工艺参数,沉积具有合适结晶度或优先晶体生长的氧化锌层,来有利地影响所述银膜的银原子的沉积。
在反应性气氛(如氧气)中溅射锌来提供氧化锌薄膜,并在其上沉积低电阻率的银膜有一些缺点。例如,由于下面详细讨论的原因,在反应性气氛(如氧)中难以反应性地溅射纯锌靶,即约100%锌金属的靶。
U.S.P.N.‘001还公开了一种可以热处理的低辐射系数薄膜。可以增大基质层(如钛薄膜)的厚度来提供提高的机械耐用性,即改进抗剪力。抗剪力试验包括对着玻璃的涂敷表面用去离子水润湿的布施加20次持续的冲击,然后目测试验区域。根据试验区域的外观,对所述涂层确定D-、D、D+、...A、A+的字母级别;然后,对于用数字表示的分析,指定5对应D-,10对应D,55对应A,60对应A+。如果涂层表现出没有剪切的迹象,甚至没有肉眼可见的划痕,那么它获得60的最大值。在实验区域的多层涂层的任何界面上,表现出均匀剪切和分层的涂层得到零的失效值。其它级别的性能得到中间分。已经发现这种涂层耐用性表征方法与所述涂层的区域性能很好地相关。使用厚基质层的缺点是,加热(如玻璃的钢化或玻璃弯曲操作)后的涂层叠层在使用暗室、强光照射浊度试验观察时,可能有混浊的外观。在暗室、强光照射浊度试验中,为了发现产生最大光散射的几何位置,在暗室中以相对于聚光灯的各种观察角在反射中观察试样,或者换句话说,观察来自所述涂层可能的混浊。如果不存在可以观察到混浊的几何位置,对所述试样指定为A+。非常差的试样得到D-。为了用数字表示分析,所述字母级别给出5-60的值。如所述剪切试验所述。越低的混浊对应于越高的数字值。
熟悉制造溅射涂层的技术人员可以理解,有利的是,提供可以在反应性气氛中溅射的锌靶,而没有目前的锌靶的缺点,并且提供具有机械耐用性的低辐射系数涂层制品,使得所述涂层制品可以进行运输和随后的加热而没有浊度的加热涂层。
U.S.P.N.‘771和’001的内容在本文中引作参考。
本发明涉及一种溅射阴极靶,在所述靶材的总重量中,锡含量优选大于零,小于10重量%,锌含量优选小于100重量%,大于90重量%。下文中,除非另外说明,术语”重量百分数“是指所述靶材总重量的重量百分数。
如本文所用的,“锡酸锌薄膜”,例如,在U.S.P.N.‘771中所讨论的种类,是一种锌和锡的合金的氧化物。“氧化锌、氧化锡薄膜”是含有锡和锌的氧化物的薄膜。如下面详细讨论的,用于溅射所述氧化锌、氧化锡薄膜的阴极用加入锡的锌制造。
在本发明的一个实施方案中,涂层叠层有沉积在玻璃基板上的锡酸锌薄膜;沉积在所述锡酸锌薄膜上的氧化锌、氧化锡薄膜;沉积在所述氧化锌、氧化锡薄膜上的红外反射膜,如银;沉积在所述红外反射膜上的基层,如钛金属膜;沉积在所述基层上的氧化锌、氧化锡薄膜;沉积在所述氧化锌、氧化锡薄膜上的锡酸锌薄膜;沉积在所述锡酸锌薄膜上的红外反射膜;沉积在所述红外反射膜上的基层;沉积在所述基层上的氧化锌、氧化锡薄膜;沉积在所述氧化锌、氧化锡薄膜上的锡酸锌薄膜;和在所述锡酸锌薄膜上沉积的防护层,如钛金属膜或氧化钛薄膜。在本发明的另一个实施方案中,用锡酸锌薄膜代替所述氧化锌、氧化锡薄膜。在用锡酸锌薄膜代替氧化锌、氧化锡薄膜时,所述锡酸锌薄膜组成至少变化5重量%。例如,当所述锡酸锌薄膜之一为约50重量%的锌和50重量%的锡时,另一种锡酸锌薄膜为约10-45或55-90重量%的锌和55-90或45-10重量%的锡。在本发明的另一个实施方案中,第一次沉积的锡酸锌薄膜为50±10重量%的锌和50±10重量%的锡。第二次沉积或上层的锡酸锌薄膜含有等于或大于10重量%、小于40重量%且优选为20重量%的锡,等于或小于90重量%、大于60重量%且优选为80重量%的锌。已经使用了含有90重量%的锌和10重量%的锡的上层锡酸锌薄膜。
上述涂层叠层具有机械和化学耐用性。除了具有使其可以运输的机械和化学耐用性以外,本发明的涂层可以热处理,热处理的涂层降低了浊度。通过选择下面讨论的金属基层厚度,实现加热后浊度的降低。上面讨论了确定浊度的过程。正如本文所用的,浊度的降低是约为10的数字的增大。本发明的涂层的优点是本发明的涂层可以在基质上沉积,所涂敷的基质运输到制造设备处,在其中热处理所涂敷的基质,例如,加热到最高约1350°F(732℃)。本发明的涂层在制造阳光控制汽车挡风玻璃方面有特殊用途。本发明的具有低辐射系数涂层的玻璃板在一个设备中涂敷,然后运输到另一个设备中,在其中把所述涂敷玻璃板加工,例如成为汽车挡风玻璃。
为了充分理解本发明的各种实施方案,所述实施方案将单独讨论,然后结合讨论。将讨论的本发明的第一个实施方案是使用低含量锡的锌阴极来改善氧化锌薄膜的沉积,并讨论具有低含量锡的氧化锌薄膜的优点。
下面将讨论本发明的实施方案,涉及低含量锡的锌溅射靶、涉及溅射氧化锌、氧化锡薄膜的反应溅射(如锌靶)的方法。将会理解的是,本发明期望使用本发明的靶在红外反射薄膜如金、银或铝薄膜,其它金属薄膜,如钛金属等基层膜、或陶瓷薄膜、或其它介电薄膜之上或之下沉积氧化锌、氧化锡薄膜。
在本发明的一个实施方案中的溅射阴极靶含有大于0、小于10重量%的锡,小于100重量%、大于90重量%的锌,来改善沉积在所述氧化锌、氧化锡薄膜上的红外反射膜,如银膜的辐射系数,并改善具有低含量锡的锌阴极靶的溅射。本发明的阴极靶也可以定义为含有大于0、小于10重量%的锡,其余主要为锌,或者含有小于100重量%、大于90重量%的锌,其余主要为锡。在讨论本发明的该实施方案之前,为了更好地理解本发明,讨论反应溅射没有锡的锌阴极靶的缺点和/或局限性,以及用这样的阴极沉积氧化锌薄膜的局限性。
典型地,在氧气、氧气与其它气体(如氮气、氩气或氦气)的混合气体等气体中反应溅射金属靶。在气体混合物中的溅射将导致更高的稳定过程的溅射速度,但是要求更多的控制,来保持工艺稳定性,例如,要求控制两种气体的流量。因为所述更高的溅射速度,优选的是在气体混合物中溅射而不是在单独的氧气中溅射。在这两种情况下,所得涂层是一种金属氧化物,例如,使用锌靶时是氧化锌。
氧化锌是常见的介电材料,在具有低辐射系数的涂层叠层的涂层中,用作高折射率薄膜。在平板玻璃工业中,这些涂层通常通过水平真空涂敷机涂敷,使用从直流电源供给的高能量为阴极提供能量,把涂层溅射到玻璃基板上。涂敷机产量越高,要求供给到阴极靶上的能量密度越高。这又增大所述靶产生电弧的趋势,尤其是在反应溅射过程中。
在反应溅射过程中,锌阴极靶产生电弧的频率随时间增大,在靶表面和邻近区域产生粉末和薄片形式的碎屑。粉末、薄片和溅末形式的碎屑最后落在涂敷的基板表面上,导致不合格的涂层产品。此外,产生电弧的程度增大到使所述过程不稳定的程度。此外,所述靶表面区域具有随着时间的推移而变黑的趋势。这些变黑的区域是不导电的,因此,限制了溅射速度并导致涂层的不均匀性。
如熟悉溅射涂敷的技术人员熟知的,可以通过周期性溅射清洗,在某种程度上降低所述电弧产生和碎屑的积累。用于溅射清洗的一种技术是在惰性气体如氩或氦中周期性溅射所述靶一段时间,这把所述靶以金属的形式溅射。溅射清洗在一定程度上清除了在靶表面上导致电弧产生的积聚的氧化物。在靶上的黑色区域不能通过溅射清洗减小。然而,所述碎屑和电弧持续地使所述靶退化,在一段时间之后,所述涂敷机停工检修时间增多,因此,涂敷机的生产时间减少。锌靶由于其在溅射过程中常常产生电弧的趋势,难以溅射清洗,并要求更长更频繁的清洗。
在本发明的实践中,向锌靶中加入锡,来减少(如果不能消除)上述缺点,例如,减少薄片碎屑量,减少所述靶上的粉末积聚,减少电弧产生,并且减小(如果不能消除)所述靶表面的变黑。本发明的锌靶的碎屑量和退化随时间的增加明显小于纯锌靶。结果,需要较少的周期性靶清洗,并且在惰性气体中的清洗时间较短。
如前面所讨论的,U.S.P.N.‘771公开了一种锌锡合金靶,用来沉积锡酸锌薄膜,即锌锡合金的氧化物,含有10-90重量%的锌和90-10重量%的锡。U.S.P.N.‘771的锌锡合金阴极靶提供一种锡酸锌薄膜,具有比氧化锌薄膜更好的化学耐用性。此外,所述锌锡合金阴极靶有较少的电弧和最小的碎屑积聚,例如,没有可以测量到的粉末积聚。如在溅射涂敷技术中熟知的,氧化锌薄膜容易溶解在酸和碱溶液中;锡酸锌薄膜已经降低了在酸或碱中的溶解度。
虽然本发明的氧化锌、氧化锌薄膜的性质还没有详细研究,但是认为会发生下列情况。当锡的重量百分数接近零时,所沉积的薄膜化学耐用性降低,在反应气氛中溅射锌靶伴随的问题增大。当锡的重量百分数接近10时,所述氧化锌的耐用性提高,在反应气氛中溅射锌靶伴随的问题减少。预期在所述氧化锌、氧化锡薄膜上沉积的银膜的电阻率类似于在氧化锌薄膜上沉积的银膜。在本发明的该实施方案的实践中,含有大于0、小于10重量%锡的锌靶是可用的范围;0.5-9.5重量%的锡是实用范围;4-8.5重量%的锡是优选的范围;5-9.5重量%的锡是更优选的范围。预期在氧化锌、氧化锡薄膜中锌和锡的重量百分数类似于在所述靶中锌和锡的重量百分数。
现在可以理解,当锌阴极中锡的重量百分数增大时,预计所沉积的薄膜的化学耐用性提高。此外,锡的重量百分数大于0、小于10的氧化锌薄膜的晶体结构类似于(如果不一致)含有零重量百分数锡的氧化锌的晶体结构。此外,含有60-90重量%锌和10-40重量%锡的锡酸锌薄膜具有与氧化锌类似的晶体结构。所以,预计沉积在氧化锌薄膜上的银膜的辐射系数,类似于在含有60-90重量%锌和10-40重量%锡的锡酸锌薄膜上沉积的银膜。在小于60重量%的锌时,晶体结构开始变化,辐射系数和电阻率开始增大。对于含有66重量%锌和34重量%锡的锡酸锌薄膜,透射电子显微镜已经表现出弱的氧化锌电子衍射谱,对于含有47重量%锌和53重量%锡的锡酸锌薄膜,表现出无定形结构。
在U.S.P.N.‘001和以Mehran Arbab,Russell C.Criss,Gary J.Marietti和Paul A.Medwick的名义在1998年2月13日提出的美国专利申请系列No.09/023,746“涂层制品”中公开的涂层制品可以进行本发明的该实施方案,包括但不局限于,在含有75%以上的氧、其余为氩的气氛中,溅射含有92重量%锌和8重量%锡的阴极靶。此外,预计,即使不能消除,也可以减小溅射锌靶伴随的上述问题。
现在将讨论改善所述涂层叠层的化学耐用性、所述涂层叠层浊度的降低、以及红外反射金属(如银)的辐射系数降低。“化学耐用性”是指所述涂层不容易被酸或碱溶液腐蚀。对于化学耐用性的讨论,可以参考U.S.P.N.‘001和‘771。上面讨论了用于浊度的试验。
从上述的讨论可知,通过在氧化锌薄膜;氧化锌、氧化锡薄膜或含有60-90重量%范围内的锌和10-40重量%范围内的锡的锡酸锌薄膜上沉积银层,可以降低银膜的辐射系数。此外,从上述讨论可知,通过向锌靶中加入锡来提供氧化锌、氧化锡薄膜或锡酸锌薄膜,可以提高在银膜下面、锡酸锌薄膜上面含有氧化锌薄膜的层的化学耐用性。如本文所用的,“化学和电增强薄膜”是一种含有60-90重量%范围内的锌和10-40重量%范围内的锡的氧化锌、氧化锡薄膜和/或锡酸锌薄膜。本发明的化学和电增强薄膜可以用于代替氧化锌薄膜,来提高所述涂层叠层的耐用性,同时获得具有低辐射系数的银膜。通过说明,具有玻璃基板/锡酸锌薄膜/氧化锌薄膜/银膜/钛金属基层膜/氧化锌薄膜/锡酸锌薄膜/氧化锌薄膜/锡酸锌薄膜/氧化钛防护外层的涂层制品,可以使用本发明的化学和电增强薄膜,对上述涂层叠层的一个或多个或所有的氧化锌薄膜进行化学增强。
另一种涂层制品包括玻璃基质/锡酸锌薄膜/氧化锌薄膜/银膜/钛金属基层膜/氧化锌薄膜/锡酸锌薄膜/氧化钛防护外层。现在可以理解,本发明的化学和电增强薄膜可以代替上述涂层的一个或多个或全部氧化锌薄膜。
在本发明的实践中,介电层可以包括一个锡酸锌薄膜,和一个化学和电增强薄膜。当所述化学和电增强薄膜是锡酸锌时,在所述锡酸锌薄膜与所述化学和电增强薄膜的锡酸锌薄膜的组成之间的差别至少为5重量%。例如(但不限制本发明),含有58重量%锌和42重量%锡的锡酸锌薄膜可以使用含有63-90重量%锌和10-37重量%锡的锡酸锌薄膜(化学和电增强薄膜)。
现在将讨论本发明的实施方案,提供化学和机械耐用的涂层叠层和已经降低了所述涂层叠层经过高温(例如,但是不限制本发明,室温以上和低于约1350°F(732℃))后的浊度的涂层叠层。正如熟悉该领域的技术人员所理解的,本发明不限制于下面讨论的涂层,这些涂层只用于说明的目的。下表1提供可以用于本发明实践中的涂层叠层的几个实施方案;然而,可以理解,本发明并不限于此。
表1
涂层试样 | 基板 | 薄膜 | |||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||
1 | × | × | × | × | × | × | × | ||||||
2 | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | |||
3 | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | |||
4 | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | |||
5 | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | ||
6 | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | ||
7 | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | ||
8 | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | |
9 | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × |
A | B | C | D | E | F | G | H | ||||||
层 |
左面第二栏题目为“基板”。所述基板的材料不限制本发明,可以用任何材料制成,如玻璃、纤维玻璃、塑料、金属、木材或陶瓷。在本发明优选的实践中制造的制品种类是用于住宅和商用建筑、陆地、空中、空间、水上方、水上和水下交通工具的透明体。所述基板优选是透明的且用玻璃、以及柔性和刚性塑料制造。玻璃在使用时可以是透明的或者着色的,玻璃的种类不限制本发明。预计所述涂层制品将经过高温;所以,选择的基板应该能耐高温。在我们的讨论中(但是不限制本发明),所述基板是玻璃板或片。
标号1-12的栏是表现本发明特征的涂层叠层的薄膜,标号A-H是表现本发明特征的涂层叠层的层。所述层(见表1底部)包括至少一层薄膜,如表1所示,最多三层薄膜。层A、D和G是介电层。层A、D和G的介电薄膜的折射率优选大于所述透明基板的折射率,以防止红外反射层的反射。本发明不限于可以与本发明的化学和电增强薄膜结合使用的介电薄膜的种类。可以用于本发明实践中的介电薄膜包括但不限于氧化锌、氧化锡、氧化硅、氮化硅、和氧氮化硅。优选的是,层A、D和G的薄膜1、6和11分别是含有52重量%锌和48重量%锡的锡酸锌薄膜。层A、D和G的薄膜2、5、7和10分别可以是氧化锌薄膜,或者本发明的化学和电增强薄膜。在下面的讨论中,所述基板是钠钙硅酸盐透明玻璃,折射率约为1.5。正如该技术所熟知的,改变所述薄膜和涂层的厚度改变涂层制品的颜色,或者可以提供非彩色的涂层。预计在本发明的实践中,所述介电层和/或薄膜的厚度在600±500埃范围内。所述氧化锌薄膜或所述化学和电增强薄膜的厚度应该足以影响在其上沉积的银膜的晶体结构。
层B和E的薄膜3和8分别是红外反射膜,并且可以是反射红外能量的任何材料,例如(但不局限于)金、银和铝。在本发明的实践中,银是优选的。银的厚度不限制本发明,并且可以选择,以提供低辐射系数的透明涂层。在本发明的实践中,可以使用厚度为200±150埃的银膜,优选100±25埃。
层C和F的薄膜4和9分别是基层膜,其作用为:(1)在所述介电薄膜的溅射过程中,防止红外金属层氧化,(2)在高温加工过程中防护所述红外反射层,(3)在加热过程中,减少所述涂层叠层中的浊度形成,和/或(4)提供具有运输所述涂层制品的机械耐用性的涂层叠层。基层膜可以是在该技术中已知类型的任何薄膜,例如,在1998年12月8日提出的美国专利申请系列No.09/215,560公开的种类的金属如钛或陶瓷,其公开的内容本文引作参考。在本发明的实践中,所述底层优选为钛。
层H的薄膜12是防护薄膜,在运输和储存过程中提供附加的化学和机械耐用性。本发明不限制防护膜的种类,可以使用该技术中已知的任何种类,例如,钛、二氧化钛、氧化硅、二氧化硅、氮化硅铝。此外,可以使用多于一个的防护薄膜。例如(但不限制本发明),可以使用在二氧化钛薄膜上的氧化锌薄膜。层H的厚度不限制本发明;然而,所述厚度应该足够厚,来提供防护。
在详细讨论表1的试样之前,为了更好理解本发明,提供下列背景信息。
如上所述,使用氧化锌薄膜,提供一种银层,其电阻率和辐射系数低于在锡酸锌层上沉积的银层,所述锡酸锌层含有小于约60重量%锌和大于约40重量%锡。
U.S.P.N.‘001讨论增大所述基层的厚度,来增大所述涂层制品的机械耐用性,使所述涂层制品可以运输。更特别地,U.S.P.N.‘001提出,已经发现,当所述涂层制品在其生产过程中暴露于热处理中时,有一个可以使所述基层太薄或者太厚的点。太薄的基层导致缺少在高温下对所述反射金属膜氧化的防护,因此致使所述涂层制品不能热处理,并导致较差的抗剪力,使得所述制品不适合于为了以后的热加工进行的长距离运输。太厚的基层导致热处理后的涂层制品形成不希望的浊度,也使其不能进行热处理。然而,局限性是这些薄膜在加热后有浊度。
已经确定,通过选择介电薄膜和底层,可以制造降低加热后的浊度的涂层叠层。对于运输但不加热的涂层制品,所述基层应该足够厚,以便在沉积上层介电薄膜或所述银膜上的涂层过程中防护所述银膜。在约8-12埃范围内的基层厚度是足够的。当所述基层在所涂敷的制品加热过程中防护所述银膜时,基层的厚度增大。约20±5埃的厚度是可以接受的。
对于可运输、可加热且降低了浊度的涂层制品,调节所述基层膜的厚度来配合所述介电层或薄膜的布置。根据本发明的说明,为了提供具有加热后降低了浊度的涂层叠层,18-32埃,优选的是18-40埃范围内的基层厚度使可以接受的。下面的实施例说明了本发明。
在下面的讨论中,所述金属基层的厚度是所沉积的厚度,可以理解的是,在加热后,一部分钛金属基层膜变成氧化钛,所以厚度增大。在U.S.P.N.‘001中讨论了一种称为“XRF法”的方法。一般来说,XRF法用于测定金属层的厚度。XRF法使用校准的X射线荧光仪,测量单位面积涂层的重量(即用μg/cm2)。XRF法假设所述金属薄膜与其块体形式一样致密。根据这个假设,使用其体积密度,测得的单位面积金属薄膜重量,可以转变成用埃表示的厚度。为了完整,应该注意,溅射的金属膜通常没有其相应的整体金属致密,因此,上述假设总是不精确的,由于这种密度的变化,在某些情况下,XRF法可能低估金属膜的厚度。因此,对于薄金属膜,单位面积重量(μg/cm2)的原始测量比相应的基于体积密度的厚度转换更精确。但是,XRF法提供了比较涂层中各层厚度的有用的近似方法。
在下面的讨论中,在范围内给出了介电层和/或薄膜的厚度。该领域内熟练的技术人员可以理解,所述范围不限制本发明,可以选择厚度来提供要求颜色的涂层叠层。
实施例1
该实施例1是表1的试样1。试样1是一种可运输、可加热的涂层制品。所述涂层是高透明性、低辐射系数的涂层制品,具有单一的红外反射层。制造了具有实施例1的涂层叠层的产品,所述涂层叠层包括:
一种透明玻璃基板;一种沉积在所述基板上的介电、防反射层,所述层包括(1)含有52重量%锌和48重量%锡的锡酸锌薄膜(下文称为52-48锡酸锌薄膜),厚度为260±40埃,和(2)含有90重量%锌和10重量%锡的锡酸锌薄膜(下文称为90-10锡酸锌薄膜),厚度为约80±45埃;
一种在所述90-10锡酸锌薄膜上沉积的银膜,厚度约115±15埃;
一种在所述金属反射膜上沉积的钛基层膜,厚度为24-28埃;
一种在所述钛基层膜上沉积的介电、防反射上层,所述介电、防反射上层包括一个在所述底层金属氧化物上沉积的52-48锡酸锌薄膜,厚度约230±60埃,以及
一种在所述52-48锡酸锌层或膜上沉积的氧化钛层,厚度为37±7埃。
实施例2
该实施例2是表1的试样2。已经制造了所述涂层制品,所述涂层制品可以运输、可以加热、且具有降低的浊度。所述涂层制品包括玻璃基板/厚度约230±40埃的52-48锡酸锌薄膜和厚度约80±40埃的氧化锌薄膜的层;厚度为110±10埃的银膜;厚度约18-23埃,优选的是19.5埃的钛金属基层膜;厚度约820±40埃的52-48锡酸锌薄膜;厚度约110±10埃的银膜;厚度约18-31埃,优选的是25埃的金属基层膜;厚度约200±20埃的52-48锡酸锌薄膜,和厚度约29±3埃的钛膜。
实施例3
该实施例3是表1的试样3。没有制造所述涂层制品,但是,预计下列涂层制品是可以运输、可以加热且降低了浊度的。实施例3包括透明玻璃基板;在所述基板上沉积的介电、防反射底层包括,在所述玻璃基板上沉积的、厚度约310±20埃的52-48锡酸锌薄膜;在所述52-48锡酸锌薄膜上沉积的、厚度约110±10埃的第一种银膜;在所述第一种银膜上沉积的厚度为18-29埃的第一种钛基层膜;在第一种钛基层膜上沉积的介电、防反射中间层,所述中间层包括在第一种底膜上沉积的厚度为80±40埃的氧化锌薄膜,在所述氧化锌薄膜上沉积的厚度为740±40埃的52-48锡酸锌薄膜;在中间层的52-48锡酸锌薄膜上沉积的厚度约110±10埃的第二种银膜;在第二种银膜上沉积的厚度约18-31埃的第二种钛底膜;在第二种钛底膜上沉积的介电、防反射上层,所述介电上层是厚度约200±20埃的52-48锡酸锌薄膜;以及在所述介电上层的52-48锡酸锌薄膜上沉积的厚度约29±3埃的钛金属保护膜。
实施例4
该实施例4是表1的试样4。制造了实施例4的涂层制品,所述涂层制品是可运输、可加热的,并且降低了浊度。本实施例4包括透明玻璃基板;在所述玻璃基板上沉积的厚度为310±20埃的52-48锡酸锌薄膜;在所述52-48锡酸锌薄膜上沉积的厚度为110±10埃的第一种银膜;在第一种银膜上沉积的厚度为18-29埃,优选的是22.5埃的第一种钛基层膜;在所述第一种钛膜上沉积的厚度约820±40埃的52-48锡酸锌薄膜;在所述52-48锡酸锌薄膜上沉积的厚度约110±10埃的第二种银膜;在第二种银膜上沉积的厚度约18-32埃,优选的是21.5埃的第二种钛膜;在第二种钛基层膜上沉积的厚度为80±40埃的氧化锌薄膜;在所述氧化锌薄膜上沉积的厚度约120±40埃的52-48锡酸锌薄膜;以及在所述52-48锡酸锌薄膜上沉积的厚度约29±3埃的钛外层薄膜。
实施例5
该实施例5是表1的试样5。没有制造所述涂层制品,但是,预计所述涂层制品适用于运输和热处理,热处理的涂层制品降低了浊度。本实施例5的涂层制品包括类似于实施例3的薄膜和涂层,但是实施例5有一个沉积在所述基板上的厚度约230±40埃的52-48锡酸锌薄膜,和在所述52-48锡酸锌薄膜上沉积的厚度为80±10埃的氧化锌薄膜。在第一种银层上沉积的第一种钛基层膜的厚度约18-29埃;在第二种银膜上沉积的第二种钛基层膜厚度约18-31埃。试样5的其它层如表所示,并且与实施例3所述的相同薄膜有相同的组成和厚度。
实施例6
该实施例6是表1的试样6。制造了所述涂层制品,所述涂层制品是可运输、可加热的,并且热处理的涂层制品降低了浊度。所述涂层叠层类似于实施例2的涂层叠层,但是在所述第二种钛基层膜上沉积了厚度约80±40埃的氧化锌薄膜,并在所述氧化锌薄膜上沉积了厚度为120±40埃的52-48锡酸锌薄膜。第一种钛基层膜的厚度约19-26埃,优选的是19.5埃,第二个钛基层膜厚度约21.5-31埃,优选的是25埃。实施例6的其它膜/层的组成和厚度如实施例2表中的试样6所述。
实施例7
该实施例7是表1的试样7。制造了所述涂层制品,所述涂层制品是可运输、可加热的,并且热处理的涂层制品降低了浊度。试样7的涂层叠层类似于实施例3的涂层叠层,但是在所述第二种钛膜上沉积了厚度约80±40埃的氧化锌薄膜并在所述氧化锌薄膜上沉积了52-48锡酸锌薄膜。第一种钛基层膜的厚度约22-26埃,优选的是22.5埃,第二种钛基层膜厚度约18-25埃,优选的是21.5埃。实施例7的其它膜/层的组成和厚度如实施例2表2的试样7中所述。
实施例8
实施例8是表中的的试样8。制造了所述涂层制品,所述涂层制品是一种适合于运输和热处理,并且热处理的涂层制品降低了浊度的涂层制品。实施例8的涂层制品试沉积在透明玻璃基板上的涂层叠层。所述薄膜的涂层厚度和顺序如下,薄膜1沉积在所述玻璃基板上。
表2
薄膜编号/从表中 | 薄膜的组成 | 薄膜的厚度 |
1 | 52-48锡酸锌 | 230±40埃 |
2 | 氧化锌 | 80±40埃 |
3 | 第一种银膜 | 110±30埃 |
4 | 第一种钛底膜 | 17-26埃,优选的是19.5埃 |
5 | 氧化锌 | 80±40埃 |
6 | 52-48锡酸锌 | 740±40埃 |
8 | 第二种银膜 | 110±30埃 |
9 | 第二种钛底膜 | 18-31埃,优选的是28埃 |
10 | 氧化锌 | 80±40埃 |
11 | 52-48锡酸锌 | 120±40埃 |
12 | 钛金属外层 | 29±3埃 |
具有上述涂层的涂层玻璃用于制造汽车挡风玻璃。把涂层玻璃切割到尺寸,加热成型所述涂层玻璃,然后叠层到另一个成型的玻璃上,得到汽车挡风玻璃。所述叠层的透光率大于70%,并反射红外能量。如该领域熟知的那样制造所述挡风玻璃。还用90-10锡酸锌代替所述氧化锌薄膜,制造了用于汽车挡风玻璃的涂层玻璃。涂层制品的薄膜厚度在表2所述的范围内。
可以理解,表2中给出的基层厚度可以根据阴极和溅射设备而改变。例如,制造一种降低了浊度的、可运输、可加热的涂层叠层,其第一种钛基层薄膜厚度为18±0.5埃,第二种钛基层薄膜厚度为22±1埃。
实施例9
实施例9是表中的试样9并且是已经制造的涂层制品,所述涂层制品是一种可运输、可加热的并且加热的涂层制品降低了浊度的涂层制品。实施例9的涂层制品是沉积在透明玻璃基板上的涂层叠层。所述薄膜的涂层厚度和顺序如下,薄膜1沉积在所述玻璃基板上。
表2
薄膜编号/从表中 | 薄膜的组成 | 薄膜的厚度 |
1 | 52-48锡酸锌 | 230±40埃 |
2 | 90-10锡酸锌 | 80±40埃 |
3 | 第一种银膜 | 107±30埃 |
4 | 第一种钛基层 | 17-24埃,优选的是21.5埃 |
5 | 90-10锡酸锌 | 80±40埃 |
6 | 52-48锡酸锌 | 600±100埃 |
7 | 90-10锡酸锌 | 80±30埃 |
8 | 第二种银膜 | 127±30埃 |
9 | 第二种钛基层 | 20-26埃,优选的是22.5埃 |
10 | 90-10锡酸锌 | 80±40埃 |
11 | 52-48锡酸锌 | 160±60埃 |
12 | 钛金属外层 | 45±15埃 |
可以理解,90-10锡酸锌薄膜,氧化锌薄膜以及氧化锌、氧化锡薄膜可以相互变化、相互替换,以便获得可运输、可加热且具有降低的浊度的涂层制品。但是,在本发明的实践中,9-10锡酸锌薄膜是优选的。
可以理解,所述薄膜的厚度不限制本发明,并且可以选择,来提供要求颜色的涂层制品,如该领域内熟知的那样。此外,本发明的所有实施例的薄膜可以互换,以获得本发明的特征。没有给出加热所述涂层玻璃板成为汽车挡风玻璃、住宅和工业窗以及其它透明体的详细讨论,因为这样的工艺在该领域中是熟知的,用于本发明的实践中是可以理解的。
本发明不限于上面给出的实施例,可以进行各种变化和替换而不离开本发明的精神和广义的方面,如下面提出的权利要求和法律允许的等价的范围所确定的。
Claims (17)
1.一种涂层制品,包括:
A)基板;
B)在所述基板上溅射沉积的一种或多种介电层,包括:
i)第一介电膜,包括氧化锌、氧化硅、氧化锡、氮化硅、氧氮化硅或锌和锡合金或混合物的氧化物中的至少一种膜,其中,锌锡合金或混合物的氧化物中,锌的重量百分比范围等于或大于10且等于或小于90,锡的重量百分比范围等于或小于90且等于或大于10,以及
ii)沉积在所述第一介电膜上的第二介电膜,所述第二介电膜至少包括:氧化锌、氧化锡膜,其中,所述氧化锌、氧化锡膜具有重量百分比范围大于0且小于10的锡和大部分的余量锌,以及
C)沉积在所述至少一种介电层上的一种或多种红外反射层。
2.根据权利要求1所述的涂层制品,其中,所述红外反射层是银,并且所述第二介电膜是作为电增强膜的氧化锌、氧化锡膜。
3.根据权利要求1所述的涂层制品,其中,存在第一红外反射层以及第一和第二介电层,并且还包括:
金属基层,其中,所述涂层制品的特征在于,所述第一介电层在所述基板之上,所述金属基层在所述第一红外反射层之上,并且所述第二介电层在所述基层之上。
4.根据权利要求3所述的涂层制品,其中,所述金属基层是第一金属基层,还包括:
在所述第二介电层之上的第二红外反射层;
在所述第二红外反射层之上的第二金属基层;以及
在所述第二金属基层之上的第三介电层。
5.根据权利要求4所述的涂层制品,还包括:
在所述基板上的作为最后层的防护层。
6.根据权利要求3所述的涂层制品,其中,所述第二介电层的所述第一介电膜具有重量百分比等于或大于60且等于或小于90的锌,以及重量百分比等于或大于10且等于或小于40的锡。
7.根据权利要求4所述的涂层制品,其中,所述第三介电层包括第一介电膜,该第一介电膜的锌的重量百分比等于或大于60且等于或小于90,并且锡的重量百分比等于或大于10且等于或小于40。
8.根据权利要求3所述的涂层制品,其中,所述第二介电层还包括在所述第二介电膜之上的第三介电膜。
9.根据权利要求8所述的涂层制品,其中,所述第二介电层的第三介电膜选自氧化锌、氧化锡以及锌和锡合金或混合物的氧化物的薄膜。
10.根据权利要求4所述的涂层制品,其中,所述基板是玻璃板,并且所述第一介电层的第一介电膜在所述玻璃板上,厚度在230±40埃范围内;所述第一介电层的所述第二介电膜在所述第一介电层的第一介电膜上,且厚度在80±40埃范围内;所述第一红外反射金属层是沉积在所述第一介电层的第二介电膜上的第一银膜,厚度在110±30埃范围内,所述第一金属基层是沉积在所述第一银层上的含钛膜,厚度在17-26埃范围内;所述第二介电层的第一介电膜沉积在所述含钛膜上,厚度在80±40埃范围内;所述第二介电层的第二介电膜沉积在所述第二介电层的第一介电膜上,厚度在740±40埃范围内;所述第二红外反射金属层是沉积在所述第二介电层的所述第二介电膜上的第二银膜,厚度在110±38埃范围内;第二金属基层是沉积在所述第二银层上的含钛膜,厚度在18-31埃范围内;所述第三介电层的第一介电膜沉积在所述第二含钛膜上,厚度在80±40埃范围内;所述第三介电层的第二介电膜沉积在所述第三介电层的第一介电膜上,厚度在120±40埃范围内,并且还包括沉积在所述第三介电层上的含钛膜的防护层,厚度在29±3埃范围内。
11.根据权利要求1所述的涂层制品,其中,所述涂层制品是透明体。
12.根据权利要求11所述的涂层制品,其中,所述涂层制品是汽车用透明体。
13.根据权利要求12所述的涂层制品,其中,所述汽车用透明体是将一对玻璃板层叠在一起的汽车挡风玻璃,所述板之一是具有所述涂层的基板。
14.根据权利要求1所述的涂层制品,其中,存在一个红外反射层,一个介电层,并且还包括:
金属基层;
在所述基层之上的含有10-90重量百分比的锌和90-10重量百分比的锡的锌和锡合金或混合物的氧化物膜,所述涂层制品的特征在于,所述介电层在所述基板之上,所述红外反射层在所述介电层之上,所述金属基层在所述红外反射层之上,所述氧化物薄膜在所述金属基层之上。
15.根据权利要求1所述的涂层制品,其中,存在第一和第二红外反射层,第一、第二和第三介电层,并且还包括:
第一和第二金属基层;以及
含有10-90重量百分比的锌和90-10重量百分比的锡的锌和锡合金或混合物的氧化物膜,所述涂层制品的特征在于,所述第一介电层在所述基板之上,所述第一红外反射层在所述第一介电层之上,所述第一金属基层在所述第一红外反射层之上,所述氧化物薄膜在所述第一金属基层之上,所述第二介电层在所述氧化物膜之上,所述第二银层在所述第二介电层之上,所述第二基层在所述第二银层之上,所述第三介电层在所述第二基层之上。
16.根据权利要求1所述的涂层制品,其中,存在第一和第二红外反射层,第一和第二介电层,并且还包括:
第一和第二金属基层;以及
含有10-90重量百分比的锌和90-10重量百分比的锡的锌和锡合金或混合物的氧化物膜,所述涂层制品的特征在于,所述第一介电层在所述基板之上,所述第一红外反射层在所述第一介电层之上,所述第一金属基层在所述第一红外反射层之上,所述第二介电层在所述第一基层之上,所述第二银层在所述第二介电层之上,所述第二基层在所述第二银层之上,所述锌和锡合金或混合物的氧化物的膜在所述第二基层之上。
17.根据权利要求1所述的涂层制品,其中,存在第一和第二红外反射层,第一和第二介电层,并且还包括:
第一和第二金属基层;以及
在所述基层之上的合有10-90重量百分比的锌和90-10重量百分比的锡的锌和锡合金或混合物的氧化物膜,所述涂层制品的特征在于,所述第一介电层在所述基板之上,所述第一红外反射层在所述第一介电层之上,所述第一金属基层在所述第一红外反射层之上,所述锌和锡合金或混合物的氧化物的膜在所述第一基层之上,所述第二银层在所述第二介电层之上,第二基层在所述第二银层之上,所述第二介电层在所述第二基层之上。
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