[发明专利]反射红外线的透明的层系统及其制造方法

说明书

技术领域

本发明一般性地涉及一种能热处理的、反射红外线(IR)的透明层系统，其在透明的介电基材上含有至少两个金属的红外反射层，并且涉及一种制造这种层系统的方法。

背景技术

反射红外线的层系统(以下也被仅称为层系统)在功能上的突出之处在于其在红外光谱范围(波长>>3μm)中的低发射率以及与之相关的高反射率以及微小的透射率。同时，应当在可见光范围中得到高的透射率(低辐射层系统；Low-E-Schichtsysteme)或者有针对性地降低的透射率(阳光低辐射层系统；Low-E-Sun-Schichtsysteme)。因此，其在由可见光到近红外的过渡部中具有透射的急剧下降和反射的强烈上升。由于其透射性能，这种层系统通常被称为低辐射层系统。

针对建筑玻璃，阳光低辐射层系统作为防晒玻璃用在以下地点：在那里，透过玻璃的能量输入占优势，并且所使用的玻璃的较小的能量透射率以及与之相关的高选择性是有利的。相反，上述低辐射层系统用于在通过玻璃的能量损失占主导的气候区域中的玻璃。除了不同的反射红外线的层系统的结构和材料之外，其在建筑玻璃中的安装位置也是不同的。以下，将反射红外线的层系统的两种类型简称为层系统，并且只要没有另加说明，就应当包括低辐射层系统和阳光低辐射层系统。

为了得到所描述的性能，层系统具有透明和局部吸收的、能在功能上加以区别的层布置体系。

术语“层布置体系”如所描述的那样通常情况下包括多于一个的层，但同样包含仅由本身实现各自功能的单层构成的层布置体系。单层与层布置体系的配属关系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，层的配属参照它的功能进行。

从基材向上观察，层系统通常首先包括基底层布置体系，其主要用于在基材与其他层序列之间的中介物，特别是为了把系统粘附在玻璃上。基底层布置体系的层还可以影响作为整体的层系统的性能(例如化学和/或力学耐受性)和/或调整光学性能。

在基底层布置体系上跟着是功能层布置体系，该功能层布置体系包括：红外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、力学和电学性能的层或者用于粘附的层。这种补充性的层例如为阻隔层、胚层或界面层，其用于沉积和/或用于调整相邻层的电学和光学性能。在适当的材料选择的情况下，可以通过一个层实现多种功能。因此，下方的阻隔层系统可以导致：省略位于其下的胚层。

针对所提及的层系统，在红外范围的高反射通常通过一种或多种金属的红外反射层得到。通常，上面述及在光谱的透射特性曲线和反射特性曲线中的陡边随着红外反射层的数量升高而更加陡峭，也就是说，选择性提升，因此越来越多地使用带有两个或更多的反射层的层系统。

为了制造针对建筑玻璃应用的低放射的层系统，通常使用用于红外反射层的纯银或银合金。这种材料是在微小的层厚下就已经特别是在红外区域中具有高反射率，其与可见光光谱范围中的微小的吸收相关联。但是，银的非常高并且不断上升的价格是不利的。单层的低辐射层系统通常含有约10-15nm厚的银层。在带有改善的热学性能(譬如更低的发射率、更小的g值或者更高的选择性)的多层低辐射层中，总的银厚度大约要乘以银层的数量，并且因此还乘以材料成本。在此，银成本构成了在制造这些层系统时的材料成本的主要部分。

因此在层系统的制造进程中，在已经施布的层序列中出现不同的温度负荷，其归因于与沉积相关的能量输入或对沉积的层的不同处理步骤。

除此之外，反射红外线的层系统经常经受退火过程来硬化和/或变形基材。在这种情况下，反射红外线的层具有带有以下的层性能的层序列，即，其可以使得承载层系统的基材经受热处理，并且在此出现的层系统的光学、力学和化学性能的改变保持在限定的范围之内。取决于经覆层的基材的应用，在退火过程中，基材的层系统在不同的时间区内遭受不同的气候条件。

由于这种温度负荷，导致了不同的、改变红外反射层的反射能力以及层系统的透射率的过程，特别是用于在红外反射层中的基材或抗反射层的成分扩散的过程，以及反过来的过程，并且由此导致了在红外反射层中的氧化过程。