具有優(yōu)化的基礎(chǔ)層材料和層堆疊的改進(jìn)的低發(fā)射率涂層的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體設(shè)及提供高透射比和低發(fā)射率的薄膜，并且更具體地設(shè)及沉積在透明 襯底上的該種薄膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 陽(yáng)光控制玻璃常常被用于諸如建筑玻璃窗和交通工具的窗的應(yīng)用中，典型地提供 高可見(jiàn)光透射率和低發(fā)射率。高可見(jiàn)光透射率可W使更多的陽(yáng)光通過(guò)玻璃窗，因此在許多 窗應(yīng)用中是令人渴望的。低發(fā)射率可W阻斷紅外線（IR)照射W減少不需要的內(nèi)部加熱。
[0003] 在低發(fā)射率玻璃中，IR福射主要被反射，具有最小的吸收和發(fā)射，因此減少低發(fā)射 率表面來(lái)回傳遞的熱量。低發(fā)射率（或低福射）板常常通過(guò)將反射層（如，銀）沉積在襯 底（諸如玻璃）上而形成。反射層的總體質(zhì)量（諸如，關(guān)于材質(zhì)和晶體定向）對(duì)于獲得期 望的性能（諸如，高可見(jiàn)光透射率和低發(fā)射率（即，高熱反射））來(lái)說(shuō)是重要的。為了提供 粘附W及保護(hù)，若干其他層通常形成于反射層之下和之上。該些層通常包括介電層，諸如氮 化娃、氧化錫和氧化鋒，W提供堆疊和襯底之間W及堆疊和環(huán)境之間的屏障，W及用作光學(xué) 填料并且起到抗反射涂層的作用W改善板的光學(xué)特性。
[0004] 反射層的總體質(zhì)量（例如，其晶體定向）對(duì)于獲得期望的性能（諸如，高可見(jiàn)光透 射率和低發(fā)射率（即，高熱反射））來(lái)說(shuō)是重要的。一種已知的用于獲得低發(fā)射率的方法是 形成相對(duì)厚的銀層。然而，隨著銀層厚度的增加，反射層的可見(jiàn)光透射率減小，制造吞吐量 按照原樣，而總的制造成本增加。因此，期望形成盡可能薄的銀層，同時(shí)仍然提供適合于低 發(fā)射率應(yīng)用的發(fā)射率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 導(dǎo)電層可展現(xiàn)出紅外反射特性，具有與導(dǎo)電率成比例的反射百分率。材料的導(dǎo)電 率可取決于其晶體定向，例如（111)銀具有最低的導(dǎo)電率。為了促進(jìn)沉積材料的期望的晶 體定向，晶種層（seedlayer)可被用于提供模板。例如，為了促進(jìn)（111)銀層的沉積，具有 (002)晶體定向的氧化鋒可被用作晶種層。晶種層下面的層（被稱(chēng)為基礎(chǔ)層）也可對(duì)銀的 質(zhì)量產(chǎn)生影響，例如，由于對(duì)晶種層的影響而對(duì)銀的質(zhì)量產(chǎn)生影響。
[0006] 在一些實(shí)施方式中，提供用來(lái)形成用于氧化鋒晶種層的基礎(chǔ)層的方法，該方法可 允許形成具有改善質(zhì)量的銀層?；A(chǔ)層可W是無(wú)定形層或納米晶體層，其可促進(jìn)氧化鋒晶 種層的生長(zhǎng)，W及更光滑的表面和改善的熱穩(wěn)定性。無(wú)定形基礎(chǔ)層可包括沒(méi)有任何長(zhǎng)程有 序的材料。納米晶體基礎(chǔ)層可包括微晶大小僅幾納米的多晶材料。納米晶體基礎(chǔ)層的微晶 大小可W在0. 5nm和5nm之間。
[0007] X-射線衍射可被用于測(cè)定基礎(chǔ)層的結(jié)晶度，如，無(wú)定形的、納米結(jié)晶的，或結(jié)晶的。 在無(wú)定形基礎(chǔ)層中，X射線衍射圖樣未顯示出可辨別的結(jié)晶峰（CTystallinitypeak)。在 納米晶體基礎(chǔ)層中，X射線衍射圖樣可表明結(jié)晶峰的存在，但是結(jié)晶峰可能太寬W至不能確 定晶體結(jié)構(gòu)。
[000引在一些實(shí)施方式中，為氧化鋒或滲雜氧化鋒晶種層提供基礎(chǔ)層，該晶種層用于在 低發(fā)射率涂層中使用的銀反射層?；A(chǔ)層可包括滲雜氧化錫，例如，滲雜有Al、Ga、In、Mg、 Ca、Sr、Sb、Bi、Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf、化或其任意組合的氧化錫。滲雜氧化錫基礎(chǔ)層可影響 氧化鋒的（002)晶體定向的生長(zhǎng)，所述氧化鋒又用作用于銀（111)的晶種層模板。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 為了便于理解，在可能的情況下使用同一參考數(shù)字來(lái)指定在各圖中共有的同一要 素。附圖沒(méi)有按比例并且附圖中各個(gè)要素的相對(duì)尺寸被示意地描繪并且不必按比例。
[0010] 結(jié)合附圖考慮W下詳細(xì)描述可容易地理解本發(fā)明的技術(shù)，其附圖中：
[0011] 圖1A闡釋了根據(jù)一些實(shí)施方式的薄膜涂層。
[0012] 圖1B闡釋了根據(jù)一些實(shí)施方式的低發(fā)射率透明板。
[0013] 圖2A-2B闡釋了根據(jù)一些實(shí)施方式的物理氣相沉積（PVD)系統(tǒng)。
[0014] 圖3闡釋了根據(jù)一些實(shí)施方式的在線沉積系統(tǒng)。
[0015] 圖4闡釋了根據(jù)一些實(shí)施方式的用于瓣射涂覆層的流程圖。
[0016] 圖5闡釋了根據(jù)一些實(shí)施方式的用于瓣射涂覆層的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] W下連同附圖一起提供了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的詳細(xì)描述。雖然關(guān)于該些實(shí)施方 式提供了詳細(xì)描述，但是詳細(xì)描述并不限制于任何特定的實(shí)例。范圍僅由權(quán)利要求書(shū)限定， 并且許多可選方案、改良和等效方式被包括。許多具體細(xì)節(jié)在W下說(shuō)明書(shū)中闡述W提供完 全的理解。該些細(xì)節(jié)為了舉例而提供，并且所描述的技術(shù)可在沒(méi)有該些具體細(xì)節(jié)中的一些 或全部的情況下根據(jù)權(quán)利要求書(shū)來(lái)實(shí)踐。為了清楚，與實(shí)施方式相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域中已知的 技術(shù)材料已被詳細(xì)描述W避免不必要地使說(shuō)明書(shū)模糊。
[0018] 在一些實(shí)施方式中，公開(kāi)了用于制造涂覆板的方法和裝置。涂覆板可包括形成于 其上的涂覆層，諸如，具有導(dǎo)電材料（諸如銀）的低電阻率的、薄的紅外反射層。紅外反射 層可包括導(dǎo)電材料，具有與導(dǎo)電率成比例的反射百分率。因此，金屬層（例如銀）可被用作 低發(fā)射率涂層中的紅外反射層。為了改善質(zhì)量，如，紅外反射層（諸如銀層）的導(dǎo)電率，可 配置基礎(chǔ)層來(lái)改善晶種層，該晶種層可用作用于形成銀層的模板。
[0019] 在一些實(shí)施方式中，提供了用于形成具有改善的總體質(zhì)量的紅外反射層（諸如 銀、金或銅）的低發(fā)射率板的方法W及由該些方法制造的涂覆板。方法可包括形成用于氧 化鋒層或滲雜氧化鋒層的基礎(chǔ)層，之后該氧化鋒層或滲雜氧化鋒層可被用作用于紅外反射 層的晶種層。
[0020] 在用于制造低發(fā)射率涂覆板的方法和裝置的一些實(shí)施方式中，包括在沉積晶種層 和后續(xù)的銀層之前沉積具有滲雜氧化錫的無(wú)定形基礎(chǔ)層或納米晶體基礎(chǔ)層?；A(chǔ)層可對(duì)銀 的質(zhì)量提供改善，例如，優(yōu)化銀的電阻率，且從而優(yōu)化涂覆板的發(fā)射率。例如，基礎(chǔ)層可包括 滲雜有A1、Ga、In、Mg、Ca、Sr、訊、Bi、Ti、V、Y、Zr、佩、Hf、化或其任意組合的氧化錫。
[0021] 在一些實(shí)施方式中，提供了用于制造低發(fā)射率板的方法和裝置，包括形成用于銀 紅外反射層的基礎(chǔ)層?；A(chǔ)層可在銀層形成過(guò)程中減少聚集的量，促進(jìn)更好的（111)材質(zhì) (如，光滑度）的更好質(zhì)量的銀的形成。高質(zhì)量的銀層可提供更好的電學(xué)性能，導(dǎo)致更薄厚 度的銀層和更好的可見(jiàn)光透射率。
[0022] 一般來(lái)說(shuō)，優(yōu)選W該樣的方式形成紅外反射層使得可見(jiàn)光透射率高并且發(fā)射率 低。還優(yōu)選使用于形成低發(fā)射率板的制造工藝的批量生產(chǎn)、吞吐量和效率最大化。因此，晶 種層可被用于促進(jìn)銀的優(yōu)選的晶體定向，導(dǎo)致高的銀導(dǎo)電率。
[002引例如，利用銀紅外反射層，可優(yōu)選使銀層具有（111)晶體定向，因?yàn)樵撌沟脤雍穸?薄的銀層具有相對(duì)高的電導(dǎo)率，且因此具有相對(duì)低的薄層電阻巧S)。薄的層厚度是期望的， W提供高的可見(jiàn)光透射率，低的薄層電阻是優(yōu)選的，低的薄層電阻可提供低的紅外發(fā)射率。
[0024] 為了促進(jìn)紅外反射層的晶體定向，可W使用晶種層。一般來(lái)說(shuō)，晶種層是形成于表 面（如，襯底）上的相對(duì)薄的材料層，W促進(jìn)形成于該表面之上（如，晶種層上）的后續(xù)的 層的特定特性。例如，晶種層可被用于改善后續(xù)的層和襯底之間的粘附或者在各自的沉積 工藝過(guò)程中增加后續(xù)的層在襯底上生長(zhǎng)的速率。
[0025] 晶種層也可影響后續(xù)的層的晶體結(jié)構(gòu)（或晶體定向），晶種層有時(shí)也被成為"模 板"。例如，后續(xù)層的材料與晶種層的晶體結(jié)構(gòu)的相互作用使得后續(xù)層的晶體結(jié)構(gòu)W特定的 定向形成。
[0026] 例如，晶種層可被用于促使紅外反射層W特定的晶體定向生長(zhǎng)。例如，晶種層可 包括具有六方晶體結(jié)構(gòu)的材料并且可(002)晶體定向形成（諸如，氧化鋒或滲雜氧化 鋒），其在銀層具有面屯、立方晶體時(shí)促進(jìn)銀層W(111)定向生長(zhǎng)。因此，晶種層可改善被沉 積的銀層的導(dǎo)電率使得銀層的厚度可W減小，同時(shí)仍然提供期望的低發(fā)射率。在一些實(shí)施 方式中，高導(dǎo)電率的且薄的銀層的形成可通過(guò)在沉積銀層之前在襯底上形成例如氧化鋒或 滲雜氧化鋒的相對(duì)薄的（如，多至約5nm)晶種層來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0027] 在一些實(shí)施方式中，提供了一些方法和該些方法形成的涂覆板，該些方法可改善 含有氧化鋒的晶種層，該晶種層又可改善紅外反射層，如，銀層。在一些實(shí)施方式中，提供了 用于形成具有大的晶粒大小和優(yōu)選的晶體定向的氧化鋒層或滲雜氧化鋒層的方法。例如， (002)定向的氧化鋒層或滲雜氧化鋒層可形成于滲雜氧化錫的無(wú)定形基礎(chǔ)層或納米晶體基 礎(chǔ)層上W增強(qiáng)后續(xù)被沉積的銀層的導(dǎo)電率。滲雜物可包括Mg，或其他元素諸如Al、Ga、In、 Ca、Sr、Sb、Bi、Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf或化。在一些實(shí)施方式中，薄的銀層可W比lOnm薄，諸 如7nm或8nm，同時(shí)仍然提供期望的低發(fā)射率。
[002引涂覆的透明板可包括玻璃襯底或任何其他的透明襯底，諸如由有機(jī)聚合物制成的 襯底。涂覆的透明板可被用于窗應(yīng)用，諸如交通工具的窗和建筑物的窗、天窗，或玻璃口，其 W單層玻璃或多層玻璃的形式，具有或不具有塑料夾層或充氣密封空隙。
[0029] 圖1A闡釋了根據(jù)一些實(shí)施方式的薄膜涂層。紅外反射層（諸如銀層115)被沉積 在晶種層（諸如氧化鋒層114或滲雜氧化鋒層114)上，該晶種層被沉積在襯底110之上的 基礎(chǔ)層112上W形成涂覆的透明板100,該涂覆的透明板100具有高可見(jiàn)光透射率和低IR 發(fā)射率。晶種層114可具有（002)晶體定向W促進(jìn)銀層115的（111)晶體定向。基礎(chǔ)層 112可包括多種材料和/或晶體定向W促進(jìn)氧化鋒層114或滲雜氧化鋒層114的（002)晶 體定向。在一些實(shí)施方式中，基礎(chǔ)層可包括滲雜氧化錫，諸如儀滲雜氧化錫?？蒞使用其他 滲雜物，諸如A1、Ga、In、Ca、Sr、訊、Bi、Ti、V、Y、Zr、佩、Hf或化?；A(chǔ)層還可W是無(wú)定形 的或納米晶體的，如，沒(méi)有任何長(zhǎng)程有序的晶體結(jié)構(gòu)。
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