[发明专利]反射IR的层系统的保护层，反射IR的层系统和其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于反射红外线辐射（IR）的透明的层系统的保护层，该保护层向上封闭该层系统以及尤其用于机械地保护反射IR的层系统。本发明同样涉及一种使用这种保护层的反射IR的层系统以及制造该保护层和整个反射IR的层系统的方法。

背景技术

就功能而言，接下来也仅称为层系统的反射IR的层系统的特征在于它很低的辐射率和与之关联的在光谱的IR范围内（波长>>3μm）的高反射率以及很小的透射率。同时应当经常达到在可见光范围内的高透射率。因此该层系统在从可见光到近红外线的过渡中具有透射的急剧下降以及反射的强烈上升。基于它们很低的辐射特性，这些层系统也被称为低辐射层系统。

这类层系统大多具有复杂的单层系统，这些单层在它们的彼此结合中与层系统上的被要求的物理和化学要求相协调。

通常反射IR的层系统从基底向上观察首先包括一种基层布置、一种或多种功能层布置和一种覆盖层系统。

“基层布置、功能层布置或覆盖层布置”的概念通常情况下包括多于一个的层，但同样包含仅由本身实现相应的功能的单层构成的层布置。各单层与基层布置、功能层布置、覆盖层布置或其他层布置的配属不是在任何情况下都能被明确地实行，这是因为每一层既对相邻的层又对整个系统都有影响。通常，层的配属借助它的功能进行。

基层布置尤其用于系统在玻璃上的粘附、化学和/或机械的耐久性和/或调整系统的光学特性，例如调整颜色或抗反射。

在基层布置上的是功能层布置，该功能层布置包括一个（单层低辐射）或多个（双层低辐射、多层低辐射）IR反射层以及可选地包括其他的能够支持这种功能的以及影响它们的光学、化学、机械和电特性的层。IR反射层通常由贵金属或其合金（通常是银）构成。这种材料在很小的层厚下尤其在红外线范围内具有很高的反射率，与之关联的是在可见光谱范围内的很小的吸收率。

作为备选，也使用其他的材料，例如铜或铜的合金。这些材料又要求其他属于层系统的层的匹配。尤其是阻隔层作为功能层布置的补充性的层，这些阻隔层阻止或至少明显减少了功能层中的扩散过程和迁移过程。

反射IR的层系统通过覆盖层布置向上封闭。该覆盖层布置既用于抗反射又用于机械和化学地保护该层系统。抗反射通常通过相消干涉产生，其中，这样来设定单个或一系列抗反射层的光学厚度（层厚和层的折射率的乘积），使得入射光的在各边界面上反射的那部分通过干涉消除。结果是，可能时也结合抗反射的基层成功地提高了整个系统的透射率。

在有多于一层带有变换的折射率的层的情况下，为此使用的层通常由金属的或半导体的氧化物、氮化物或氮氧化物构成。后者作为高-低覆盖层布置而公知，其中，高折射和低折射的材料的变换被称为“高-低”。在透明的层系统中，通常透明的材料被称为是高折射的，它的折射率在1.8至2.7的范围内，大多甚至在1.9至2.7的范围内，优选在2.0至2.6的范围内。在此比较地，基底，大多是浮法玻璃，相反地具有约1.52的低折射率。与之对应地，具有在如下范围内的折射率的材料被视为是低折射的，该范围接着高折射范围朝向更低的值并且达到1.5或其下十分之几。透明的介电材料被认为是无吸收的材料，这使其适合所述的光学功能。

将反射IR的层系统向上封闭的覆盖层应当也保护层系统不会发生机械地或化学地引起的改变。出于这个原因，这样进行覆盖层布置的抗反射的层的材料选择，即，使用带有较高的机械和/或化学强度的材料作为最上方的层。但基于所期望的抗反射的效果，材料选择依赖于覆盖层的其余层且尤其依赖于相邻的层。这明显限制了材料选择。

因此，为了提高机械的和化学的耐久性以及伴随层系统的光学性能的最小损失，在DE69825398T2中，最上方的抗反射层由两个子层制成。下方的子层使用公知的材料，并且上方的子层使用具有尖晶石结构，例如ZnAl₂O₄的材料。最上方的子层在此具有更高的耐刮性。两个子层的层厚在此一起被这样设定，使得它们共同起到抗反射层的作用。在DE10235154A1中最上方的层也使用混氧化物或具有尖晶石结构的氮氧化物。但这些层的耐刮性业已证实不足以用于大规模工业加工。

各种层系统的沉积经常借助溅射进行，这也能够实现产生有仅很小的层厚的合适的单层，这些单层的组成和特性公知地可以借助靶材料、溅射的类型和溅射参数十分良好地以及可再生产地进行调整。