CN105431392A - 用于低辐射涂层的钛镍铌合金阻挡层 - Google Patents

Abstract

一种用于形成低辐射涂层的方法，包括：控制薄导电银层上所形成的阻挡层的成分。该阻挡层结构包含钛、镍、铌的三元合金，与二元合金阻挡层相比，整个性能被提高。其中，钛的重量百分比可以是5－15wt％，镍的重量百分比可以是30－50wt％，铌的重量百分比可以是40－60wt％。

Description

用于低辐射涂层的钛镍铌合金阻挡层

技术领域

本发明涉及一种薄膜，提供高透射率，和低辐射率，特别是，该薄膜被形成在透明基板上。

发明背景

阳光控制玻璃通常在类似建筑玻璃窗和车辆窗口的应用中被使用，通常提供高可见光透射率和低辐射率。高可见光透射率可使更多的阳光穿过玻璃窗，从而在许多窗应用中是可取的。低辐射率可以阻挡红外(IR)辐射，以减少不理想的内部升温。

在低辐射率的玻璃，红外辐射主要反映在最少吸收和辐射，从而减少传输至低辐射表面以及从低辐射表面传输的热。低辐射率，或low-e面板通常是在类似玻璃的基板上沉积反射层(例如，银)被形成。为了实现所需的性能反射层的整体质量，对于纹理和晶体取向是非常重要的，例如高可见光透射率和低辐射率(即，高热反射)。为了提供粘附性，以及保护性，通常在反射层下面和上面形成其他一些层。该多种层通常包括介电层，如氮化硅、氧化锡、氧化锌等，在堆栈和基板之间以及堆栈和环境之间都配置阻挡层，作为光学填充物和抗反射涂层的功能，来提高面板的光学特性。

已知的实现低辐射率的方法是形成相对厚的银层。然而，随着银层的厚度增加，反射层的可见光透射率减少，同时由于整体制造成本增加，制造吞吐量减少。因此，需要一种方法尽可能较薄地来形成银层，同时仍可提供适合低辐射应用的辐射率。

发明内容

在一些实施例中，提供一种阻挡层结构以及制备该阻挡层结构的方法，用来将红外反射层配置在低辐射涂层中。阻挡层结构可包括钛、镍、铌的三元合金。其中，所述钛的重量百分比可为5－15wt％。所述镍的重量百分比可为30－50wt％。所述铌的重量百分比可为40－60wt％。

在一些实施例中，红外反射层被形成在底层上，类似抗反射层或种子层。底层可包括金属氧化物材料，类似氧化锌、掺杂质的氧化锌、氧化锡、掺杂质的氧化锡，或是锌和锡的氧化物合金。

在一些实施例中，阻挡层结构可被优化来用于光学特性和机械特性，包括较低的可见光吸收率，较高的可见光透射率，较高的红外反射率，以及较高的机械耐用性和粘附性能。例如，镍和铌的高含量可提高涂层的耐用性，例如通过加固与银层的界面。与二元镍合金以及其他成分范围的三元镍合金相比，所述三元合金具有更好的整体性能。

附图简要说明

为了便于理解，在可能的情况下，在附图中使用了相同的参照符号来表示相同的部件。附图没有被尺寸化，且附图中各种部件的相对尺寸仅为示意图，且不一定成比例。

以下参照附图进行更详细地说明，本发明的技术将变得更容易理解，其中：

图1A示出根据本发明的一些实施例的示例性薄膜涂层。

图1B示出根据本发明的一些实施例的低辐射透明面板105。

图2A－2B示出根据本发明的一些实施例的物理气相沉积(PVD)系统。

图3示出根据本发明的一些实施例的示例性内联沉积系统。

图4示出根据本发明的一些实施例的溅射涂层的流程图。

图5示出根据本发明的一些实施例的溅射涂层的流程图。

发明的具体说明

以下参照附图对一个或多个实施例进行详细说明。虽然所提供的详细描述与该实施例相关，但并不局限于任何特定的示例。该范围仅由权利要求被限定，并包括多种选择、修改和等价物。下述说明中提出的许多具体细节被用来提供完整的了解。该具体说明出于实施例的目的被提供，且描述的技术可按照权利要求被实施而无须一些或所有这些具体细节。为了明确起见，与实施例相关的本技术领域中已知的技术材料没有被详细说明，来避免使说明模糊不清。

在一些实施例中，公开了一种制备涂层面板的方法和装置。涂层面板可包括形成在其上的涂层，例如低电阻的薄红外反射层，具有类似银的导电材料。红外反射层可包括导电材料，反射率与电导率成正比。因此，金属层，例如银，可用作低辐射涂层中的红外反射层。为了保持红外反射层的电导率，例如银层，可在银层上形成阻挡层，防止后续层沉积或后续高温退火中的氧化。

在一些实施例中，公开了一种用于制备低辐射涂层面板的方法和装置，其中包括在类似银的导电层上沉积阻挡层，在该条件下，银的电阻率以及涂层面板的辐射率为最佳。例如，可通过使用含有钛、铌和镍合金的阻挡层来进行保护，从而实现低电阻的银层或低辐射面板。

钛可作为低辐射涂层中银的阻挡层，部分原因是由于其较高的氧亲和力，例如，吸引氧，来防止银层的氧化。利用钛阻挡层的低辐射涂层可具有较好的可见光透射率，以及最小的红外反射率。然而，利用钛阻挡层的低辐射涂层，由于与银层的粘附性差，可能会表现出较差的机械耐久性。

镍可以添加到钛阻挡层，来修改阻挡特性。在一般情况下，钛镍合金可以提高对于酸性或碱性溶液的耐腐蚀性，在高温氧化过程中提供保护。含镍合金对于红外反射层具有足够的粘合性，可改善整体化学性和机械耐久性。

在一些实施方案中，对各种镍合金进行了评估，包括二元镍合金(例如，镍、铬、镍钛)和三元镍合金(例如，镍钛铌)。在一般情况下，不同的二元镍合金在不同的要求下可表现出不同的性能。例如，镍钛可至少改善光投射，以及至少改善机械耐久性。钛镍合金中镍含量越多，越可提高银的粘附力。例如，具有80wt％镍的钛镍合金与具有50wt％镍的钛镍合金相比，表现出更好的粘附性。相比之下，镍铬可提供明显改善的机械耐久性，但在光学性能方面表现较差。

在一些实施例中，镍，钛和铌的三元合金可表现出更好的整体性能，例如，与钛相比具有更好的机械耐久性，且对于银层的粘附性被提高。镍，钛和铌的三元合金还可以在光学性能方面提供类似或略微的改善，例如，降低辐射率和吸收率，以及增加光透射率。例如，电阻测量数据表明，三元合金与类似NiTi或NiCr的钛和二元合金相比，可提供更好的屏障保护。

一些文献中建议将钛合金中的铌与界面分离，从而有助于提高银粘附。然而，并不是所有钛，镍和铌的三元合金可显示出良好的光学性，电性和机械性。

在一些实施方案中，公开了钛、镍、铌三元合金的组合物，其具有最佳的整体性能，包括良好的光学性能，以及具有良好的机械性能。例如，约40-60wt％的高比例的铌，可用来提高机械耐久性而不影响光学或电性能。同样，镍的比例相对较高，例如，高于钛但低于铌，可以是约30-50wt％，来用于改善机械耐久性而不影响光学或电气性能。钛的百分比可较低，例如约为5-15wt％，可用来提供所需的光学特性。作为一个例子，与钛和钛镍合金相比，具有50wt％铌，40wt％镍，和10wt％钛的三元合金可表现出更好的整体性能。

在一些实施例中，阻挡层可包括钛、镍和铌三元氧化物合金。氧化物合金阻挡层可以是一种化学计量的氧化物，例如，含有足够的氧气来氧化三元合金。氧化物合金阻挡层可以是次氧化物合金，例如，氧化物合金中的氧原子量小于化学计量比。

阻挡层可改善低辐射涂层面板，例如，通过减少可见光范围内的吸收率，例如，允许高传透射的可见光，最大限度地减少或消除与银的反应，可防止涂层系统的颜色衰退，导致颜色中性的面板，以及可改善银和顶部阻挡层之间的粘附性。

在一些实施例中，提供一种用于制备低辐射面板的方法和装置，包括低电阻的薄红外反射层，含有类似银、金或铜的导电材料。薄银层可以是小于15纳米，例如7或8纳米。银层可具有低粗糙度，并且优选是沉积在具低粗糙度的种子层上。低辐射面板可针对导电性提高红外反射层的整体质量，物理粗糙度和厚度。例如，该方法可提高反射层的导电性，从而反射层的厚度可被减少，同时还可提供理想的低辐射。

在一般情况下，由于低片电阻与低辐射相关，优选是反射层具有低片电阻。此外，优选是反射层较薄，来提供较高的可见光透射率。因此，在一些实施例中，提供一种方法和装置，沉积薄且高导电的反射层，来提供一种具高可见光透射率和低红外线辐射率的涂层。该方法还可在用于形成低辐射面板的制造过程中最大限度地提高生产性、吞吐量和效率。

在一些实施例中，公开了一种被改进的涂层透明面板，如涂层玻璃，具有可接受的可见光透射率和红外反射率。还公开了一种用于制备改进的、涂层的、透明面板的方法，其包括涂层堆栈中的特定层。

涂层的透明面板可包括玻璃基板或其他透明基板，如有机聚合物制成的基板。涂层的透明面板可以在窗应用中被使用，如车辆和建筑物的窗户，天窗，或玻璃门，单片玻璃或多片玻璃，可具有塑料夹层或不具有塑料夹层，或是填有气体的密封空间。

图1A示出根据一些实施例的示例性薄膜涂层。阻挡层115被配置在红外线反射层113上，例如银层，其配置在基板110上，形成涂层的透明面板100，具有较高的可见光透射率，低红外发射率。

该层115可通过不同的制程和设备被溅射沉积，例如，靶可在直流(DC)、脉冲直流、交流(AC)、射频(RF)或任何其他合适的条件下被溅射。在一些实施例中，公开了一种在红外反射层113上沉积具最小影响的的层115的物理气相沉积方法。

红外反射层可包括导电材料，其比例与电导率成正比。金属通常被用作红外反射层，在红外区域银提供95-99％的反射率和金提供98-99％的反射率。因此，金属层，例如银，可作为低辐射涂层中的红外反射层。银层的沉积可被优化，以获得高导电性，例如，通过将银层中的杂质减少到最少。

银层尽可能纯净的，银层顶部的层(例如，阻挡层)对于防止银的氧化是非常重要的，例如随后层的沉积中的氧气反应性溅射过程期间。此外，该阻挡层可以防止银层在玻璃回火过程中与氧扩散反应，或防止玻璃片被长期暴露在潮湿或环境中。

为了保持红外反射层的导电性，例如银层，可在银层上形成阻挡层，防止后续层沉积或后续高温退火中的氧化。阻挡层可以是氧扩散阻挡层，来保护银层，防止氧气扩散穿过阻挡层与银层反应。

除了氧扩散阻挡特性之外，还有其他用于阻挡层的理想特性。例如，由于阻挡层被直接配置在银层上，因此优选是阻挡层材料在银中的溶解性较低或不溶解，来尽量减少界面中阻挡层和银之间的反应。阻挡层和银之间的反应可能会将杂质引入至银层，从而潜在地降低导电性。

此外，在低辐射涂层面板的制造中，可以使用高温处理，例如，将沉积的薄膜退火或是将玻璃基板回火。高温处理可能会对低辐射涂层产生负面影响，例如改变结构或光学性质，如涂层薄膜的折射率或吸收系数。因此，需要针对光学性质的热稳定性，例如，不管是金属形式还是氧化物形式，阻挡层材料应具有较低的消光系数，例如，较低的可见光吸收率。

在一些实施例中，公开一种阻挡层结构和用于形成其的方法，使红外反射层被用于低辐射涂层中。可将阻挡层结构形成在红外反射层上，以保护红外反射层防止杂质扩散，并表现出良好的粘附性和良好的光学性能，例如，在制造过程中。

阻挡层结构可包括钛、镍、铌的三元合金。高比例的铌和低比例的镍，例如，镍低于铌，可用于改善机械耐久性，而不影响光学特性。低比例的镍，例如，镍低于铌，可用来向银底层提供氧扩散阻挡。

在一些实施例中，公开了一种在高透射率、低辐射涂层制品上形成层115的方法，其中该涂层制品具有基板和含有银、金或铜中一个的平滑金属反射薄膜。在一些实施例中，还可包括其他层，例如氧化层、种子层、导电层、抗反射层、或保护层。

在一些实施例中，公开了一种含有多个层的涂层堆栈，用于不同的功能目的。例如，涂层堆栈可包括：种子层，来便于反射层的沉积；和氧扩散层，配置在反射层上来防止反射层的氧化；保护层，配置在基板上来防止物理或化学磨损；或抗反射层，来减少可见光反射。该涂层堆栈可以包括反射层的多个层，来提高红外发射率。

图1B示出根据一些实施例的低辐射透明面板105。低辐射透明面板可包括玻璃基板120和形成在玻璃基板120上的低辐射(low-e)堆栈190。在一些实施例中，玻璃基板120由玻璃制成，如硼硅酸盐玻璃，并具有厚度，例如，1-10毫米(mm)。该基板120可以是正方形或长方形，约0.5-2米(m)宽度。在一些实施例中，可使用塑料或聚碳酸酯来制成基板120。

低辐射堆栈190包括下保护层130，下氧化层140，种子层150，反射层154，阻挡层156，上氧化层160，光学填充物层170，和上保护层180。一些层可以是选择性的，并可添加其他层，例如界面层或粘合层。以下将针对各层130-180所提供的功能进行详细说明。

低辐射堆栈190中的各层可按顺序被形成(即，从底部到顶部)在玻璃基板120上，采用物理气相沉积(PVD)和/或反应(或等离子增强)溅射处理工具。在一些实施例中，将低辐射堆栈190形成在整个玻璃基板120上。然而，在其他实施例中，低辐射堆栈190仅形成在玻璃基板120的独立部分上。

下保护层130被形成在玻璃基板120的上表面。下保护层130可包括氮化硅、氮化硅、或类似SiZrN的其他材料，例如，来防止堆栈190中的其他层从基板120中扩散，或是提高去雾霾属性。在一些实施例中，下保护层130由氮化硅制成，并且具有厚度，例如，约10纳米至50纳米之间，如25纳米。

下氧化物层140被形成在下保护层130上并位于玻璃基板120之上。优选是，下氧化层为金属或金属合金氧化物层，被用作为抗反射层。下金属氧化物层140可提高反射层154的结晶度，例如，通过增强种子层的结晶度来用于反射层，以下将进行更详细地说明。

层150可用来向红外反射薄膜提供种子层，例如，银反射层沉积之前所沉积的氧化锌层可提供具低电阻率的银层，改善其反射特性。种子层可包括金属，如钛，锆，和/或铪；或是金属合金，如氧化锌，氧化镍，氧化镍铬，镍合金氧化物，氧化铬，或铬合金氧化物。

在一些实施例中，种子层150可由类似钛，锆，和/或铪的金属制成，并具有厚度，例如或更少。一般，种子层是形成在表面(例如，基板)上的相对较薄的材料层，来促使形成在该表面之上(例如，位于种子层上)的后续层的特定特征。例如，种子层可用来影响后续层的结晶结构(或取向)，有时也被称为“模板”。特别是，后续层的材料与种子层的结晶结构的相互作用，导致后续层的结晶结构以特别的方向被形成。

例如，金属种子层被用来促使反射层以特定的晶体取向生长。在一些实施例中，该金属种子层为具有六边形晶体结构的材料，以(002)晶体取向被形成，当反射层具有面心的立方晶体结构(例如，银)时可促使反射层以(111)方向生长，其有利于低辐射面板的应用。

在一些实施例中，晶体取向可通过X射线衍射(XRD)技术被特征化，其取决于观察的击中类似银层或种子层的X-射线束的散射强度，例如，取决于X射线特性，如入射角和散射角。例如，氧化锌种子层在θ-2θ衍射图中示出明显的(002)峰值和高阶。其表明，氧化锌微晶各自的平面与基板表面相平行。

在一些实施例中，“具有(111)晶体取向的银层”，或“具有(002)晶体取向的氧化锌层”，分别表示(111)晶体取向用于银层或(002)晶体取向用于氧化锌层。例如，晶体取向可通过观察X射线衍射特征中的明显晶体峰值被确定。

在一些实施例中，种子层150可连续并覆盖整个基板。另外，种子层150可能不是以完全连续的方式被形成。种子层可分布在整个基板表面，从而使各种子层区域与穿越基板表面的其他种子层横向地隔开，并且不完全覆盖在基板表面上。例如，种子层150的厚度可以是单层或更少，如和层段之间的分离可能会导致形成薄的种子层(即，该薄层不形成连续层)。

反射层150被形成在种子层154上。红外反射层可以是金属的、反射薄膜，如银、金或铜。在一般情况下，红外反射膜具有良好的导电性，阻断热能的通路。在一些实施例中，反射层154由银制成并具有厚度，例如，由于反射层150被形成在种子层154上，例如，由于种子层150的(002)晶体取向，促使银反射层154以(111)晶体取向生长，其提供较低的片电阻，产生低辐射率。

由于经种子层150使反射层154的(111)晶体取向被促进，从而反射层154的导电率和辐射率被提高。作为结果，更薄的反射层154可被形成且仍旧可提供足够的反射特性和可见光透射率。此外，反射层154厚度的减少可允许所制造的各面板中使用较少的材料，从而提高制造的吞吐量和效率，增加用于形成反射层154的靶(例如，银)的使用寿命，并降低整个制造成本。

此外，种子层150可在金属氧化物层140和反射层154之间提供阻挡，以减少反射层154的材料和下金属氧化物层140中的氧气的任何反应的可能性，特别是在后续的加热过程中。结果是，可减小反射层154的电阻率，从而通过减低辐射率来提高反射层154的性能。

反射层154上形成有阻挡层156，可防止反射层154不被氧化。例如，阻挡可以是扩散阻挡，阻止氧气从上氧化物层160扩散到银层中。阻挡层156可包括钛，镍，和铌。在一些实施例中，阻挡层156可包括钛、镍、铌和氧气。

阻挡层156上形成有上氧化层，其可作为抗反射膜堆栈，包括单个层或多个层来用于不同的功能目的。抗反射层160可用来减少对可见光的反射，基于透射率、折射率、粘性、化学稳定性、和热稳定被选择。在一些实施例中，抗反射层160包括氧化锡，提供较高的热稳定性。抗反射层160还可包括二氧化钛，二氧化硅，氮化硅，氮氧化硅，氧化铌，SiZrN，氧化锡，氧化锌，或任何其他合适的介电材料。

光学填充物层170可用来向低辐射堆栈提供适当的厚度，例如，提供一种抗反射性能。该光学填充物层具有较高的可见光透射率。在一些实施例中，光学填充物层170由氧化锡被制成，并具有厚度，例如，光学填充物层可以用来调整低辐射面板105的光学性质。例如，光学填充物层的厚度和折射率可以被用来针对多个入射光波长增加层厚度，有效地减少光反射率并改善光透射率。

上保护层180可用于保护整个膜堆栈，例如，防止面板受到物理或化学磨损。上保护层180可以是外部的保护层，如氮化硅，氮化硅，氧化钛，氧化锡，氧化锌，氧化铌，或SiZrN。

在一些实施例中，粘合层可被用来在层间提供粘附性。粘合层可以由金属合金制成，类似镍钛，并具有厚度，例如，

根据所使用的材料，低辐射堆栈190的一些层可具有一些共同的元素。示例性堆栈，可在氧化物介电层140和160中使用基于锌的材料。因此，相对较少数量的不同靶被用来形成低辐射堆栈190。

在一些实施例中，该涂层可包括双层或三层，具有多个红外反射层。在一些实施方案中，可以使用等离子体增强，或反应性溅射来形成层，其中载气(例如，氩气)被用来将离子从靶中排出，然后在沉积之前穿过载气和反应气体(例如，氧)或等离子的混合物。

在一些实施例中，公开了在银导电层上沉积层的沉积过程对于银导电层质量的影响。由于银导电层较薄，例如，不超过20nm，来提供较高的可见光透射率，因此银导电层的质量可能会受到随后沉积的层的影响，例如阻挡层和反射层。

在一些实施例中，公开了用于在导电层上沉积阻挡层的溅射沉积过程。例如，阻挡层可防止红外反射层被氧化。氧化层可以作为抗反射层。阻挡层的材料可以减少导电底层的氧化反应，防止电阻率及辐射率下降。

在一些实施例中，沉积过程，以及通过该过程制备的涂层制品，在溅射沉积期间使用具有高氧亲和材料和低氧亲合材料的合金的层，例如，实现在此所述的更高质量的涂层和涂层面板。

在一些实施例中，合金阻挡层可以从合金的靶中被溅射，或是从不同的靶中被共溅到相同的基板上。该过程可在纯氩气(将沉积纯金属阻挡层)，或可包括氧气来使薄膜轻微氧化。

图2A-2B示出根据一些实施例的物理气相沉积(PVD)系统。在图2A中，PVD系统，通常也叫做溅射系统或溅射沉积系统200包括壳体，定义或封闭处理室240，基板230，靶组件210，和从外部源220被传递的活性反应物。在沉积过程中，靶经氩离子被击中，向基板230释放出溅射粒子。溅射系统200可以在基板230上进行覆盖沉积，形成覆盖整个基板的沉积层，例如，靶组件210中产生的溅射粒子到达基板的区域。

靶210中使用的材料可包括：例如锡、锌、镁、铝、镧、钇、钛、锑、锶、铋、铌、硅、银、镍、铬、铜、金或任何组合(即单一靶可由若干金属合金制成)。此外，用于靶的材料可包括氧，氮，或是氧和氮的结合以形成在此所述的金属的氧化物，氮化物，和氮氧化物。此外，虽然仅示出一个靶组件210，但也可使用附加的靶组件。因此，可以使用不同的靶组合，例如，如上所述的介电层。例如，在一些实施例中，介电材料为钛镍铌、该钛、镍和铌可通过将钛、镍、铌靶分离被提供，或是由单一的锌锡钛合金靶被提供。例如，靶组件210可包括银靶，并与氩离子一起将银层230溅射沉积在基板上。靶组件210可包括金属或金属合金靶，如锡、锌或锡锌合金，并与活性反应物一起来溅射沉积金属或金属氧化物层。

溅射沉积系统200可包括其他组件，例如用于支持基板的基板支撑。该基板支撑可包括真空吸盘、静电吸盘或其他已知的机制。该基板支撑可围绕垂直于基板表面的轴旋转。此外，该基板支撑能够以垂直方向或平面方向移动。应理解，垂直方向或平面方向的旋转和移动可通过已知的驱动机制被实现，包括磁力驱动器，线性驱动器，蜗杆螺钉，导螺杆，差分泵送旋转配料驱动器。

在一些实施例中，所提供的基板支撑包括与电源连接的电极，例如，向基板提供射频或直流偏压，或在处理实240中提供等离子体环境。靶组件210可包括与电源连接的电极，在处理室中产生等离子体。靶组件210优选是面向基板230。

溅射沉积系统200还可包括与靶电极耦合的电源。电源向电极提供电，从而至少在一些实施例中使材料从靶中被溅射。在溅射过程中，惰性气体，如氩气或氪气，可通过进气口220被引入至处理室240。在实施例中，使用反应溅射时，反应气体也可被引入，如氧气或氮气，颗粒从靶中被喷出，在基板上形成氧化物，氮化物，和/或氮氧化物。

溅射沉积系统200还包括控制系统(未显示)，具有处理器和存储器，可与其他组件操作性地连通，并配置用来控制操作，来执行在此所述的方法。

在一些实施例中，用于在薄的低电阻银层上制备层的方法和装置，包括控制基板上的离子能量，从而以低离子能量来执行沉积，从而减少银底层的损伤。

图2B示出根据一些实施例的具有共溅靶的溅射系统。溅射沉积室205可包括2个靶212和214，配置在等离子体环境245中，含有来自外部源225的活性反应物。靶212和214可包括合金阻挡层的第一元素，例如，Ta,Nb,Zr,Hf,Mn,Y,Si,Ti，且合金阻挡层的第二元素，例如，Pd,Ru,Ni,Co,Mo,W，与选择性的活性反应物一起将阻挡层合金沉积在基片230上。此配置为一个示例，且也可使用其他溅射系统配置，例如具有合金材料的单一的靶。

在一些实施例中，用于制备低辐射率板的方法和装置，包括形成红外反射层，配置在含有钛、镍和铌三元合金的阻挡层结构的下面或上面。该面板可以表现出最佳的红外反射率，热稳定性和耐久性，例如，由于阻挡层保护红外反射层，从而不会减少低辐射涂层的特性。

在一些实施例中，公开了以大面积涂料器制备低辐射面板的方法。可提供传输机制来移动一个或多个溅射靶下的基板，在沉积阻挡层、抗反射层、以及类似表面保护层的其他层之前沉积导电底层。

在一些实施例中，公开一种内联沉积系统，包括在沉积站之间移动基板的传输机制。

图3示出根据一些实施例的示例性内联沉积系统。传输机制370，如输送带或多个滚轴，可在不同的溅射沉积站之间传输基板330。例如，可以将基板放置在站#1，具有靶组件310A，然后转移到站#2，具有靶组件310B，然后转移到具有靶组件310C的站#3。具有靶310A的站#1可以是银沉积台，溅射具有银的红外反射层。具有靶310B的站#2可以是阻挡层沉积站，溅射具钛，镍，铌材料的金属合金。如图所示，站#2包括单靶310B。然而，也可使用其他配置，例如，利用两种不同靶的共溅射系统。具有靶310C的站#3可以用来沉积层，如抗反射层或保护层。

在一些实施例中，提供钛、镍和铌的特定组合物的百分比，以获得所有性能，包括光学性和机械性的性能。高比例的铌可用于改善机械性能，包括粘附力，热稳定性，和面板的耐久性。例如，大于40wt％的铌可以用来获得所需的机械耐久性，例如，比NiCr合金具优势并比钛阻挡层更好。低于60wt％的铌可用来使光学性能不下降，例如，保持相似或更好的具低反射或吸收率的可见光透射率。例如，可使用较低比例的钛，来提供氧扩散阻挡性能。例如，高于5wt％的钛可以用来提供良好的氧阻挡。低于15wt％的钛可被使用并可提供良好的阻挡保护。中等比例的镍，例如，低于铌但高于钛，可用来进一步改善机械性能并保持氧阻挡性能。例如，30-50wt％的镍可以增加钛和铌的性能没有任何降解。在一些实施例中，阻挡层厚度可为0.3-8纳米，例如0.5-5纳米。

图4示出根据一些实施例的响应具不同阻挡材料的低辐射堆栈的片电阻。片电阻可提供光学特性的评估，具有较低的片电阻值，用于相同的银层厚度，与较高的透射率和较低的反射率相关。片电阻测量上使用的低辐射堆栈包括阻挡层，位于10纳米氧化锌种子层上的8nm银层上。阻挡层材料包括钛；钛镍合金，具有20wt％的钛和80wt％的镍；钛镍铌合金，具有10wt％的钛，40wt％的镍和50wt％的铌。阻挡层的厚度范围为0.3-7纳米，例如厚度为1.5-4.5纳米。

如所示出的，钛，镍，铌的三元合金具有较低的片电阻，例如，与钛和钛镍二元合金相比，具有更好的光学性能，来用于所有的厚度。在该特定示例中，最佳的阻挡性能可约为2纳米，例如，1.5-2.7纳米。

图5是示出根据一些实施例的溅射涂层的流程图。在基板上形成类似银层的导电层之后，可将阻挡层溅射沉积在导电层上。阻挡层可以包括钛，镍，铌的三元合金，包括三元金属合金，例如，由钛，镍，铌的金属成分构成，以及三元氧化物合金，例如包括钛，镍，铌，和氧气。

在操作500中，提供基板。该基板可以是透明基板，例如玻璃基板或聚合物基板。也可使用其他基材。在操作510中，在基板上形成第一层。第一层可用作为红外反射层。第一层可包括导电材料或金属材料，例如银。第一层的厚度可约小于或等于20纳米，或是约小于或等于约10纳米。

在操作520中，第二层被溅射沉积在第一层上。第二层可用作为阻挡层。第二层可包括钛、镍、铌的合金。钛的重量百分比可为5-15wt％，镍的重量百分比可为30-50wt％(或是35-45wt％)，且铌的重量百分比可为40-60wt％(或是45-45wt％)。

在一些实施例中，第二层还可包括氧气来形成氧化物合金。第二层可被沉积为三元金属合金或三元氧化物合金。三元金属合金可以被氧化，例如，通过随后的层沉积，来成为三元氧化物层。三元氧化物合金还可进一步被氧化。在完整的堆栈沉积和/或热处理之后，第二层可保持三元金属合金，或可成为三元氧化物或三元次氧化物，具更好的辐射性能。

在一些实施例中，底层可形成在第一层下面，例如用于银层的氧化锌种子层。种子层可增强银的晶体取向，从而具更好的导电性。在一些实施例中，也可在第二层上形成其他层。

图6是示出根据一些实施例的溅射涂层的流程图。在基板上形成导电层，例如银层，可将阻挡层溅射沉积在导电层上。阻挡层可包括钛、镍、铌的三元合金。

在操600中，提供基板。该基板可以是透明基板，例如玻璃基板或聚合物基板。也可使用其他基材。在操作610中，在基板上形成金属氧化物层。金属氧化物层可用作为后续层的种子层。例如，金属氧化物层可具有一晶体取向，促进将被沉积的第一层的晶体取向。

在一些实施例中，金属氧化物层可包括具有晶体取向的种子层，以促进银层的(111)晶体取向。例如，金属氧化物层可包括具(002)晶体取向的氧化锌，可用作为生长(111)银层的模板。金属氧化物层的厚度可约小于或等于约20纳米，或是约小于或等于10纳米。

在操作620中，在金属氧化物层上形成第一层。第一层可用作为红外反射层。第一层可包括导电材料或金属材料，例如银。第一层的厚度可约小于或等于约20纳米，或是约小于或等于10纳米。

在操作630中，第二层被溅射沉积在第一层。第二层可用作为阻挡层。第二层可包括钛、镍、铌的合金。钛的重量百分比可为5-15wt％，镍的重量百分比可为30-50wt％(或是35-45wt％)，且铌的重量百分比可为40-60wt％(或45和45wt％)。

在一些实施例中，第二层还可包括氧气来形成氧化物合金。第二层可被沉积为三元金属合金或三元氧化物合金。三元金属合金可以被氧化，例如，通过随后的层沉积，来成为三元氧化物层。三元氧化物合金还可进一步被氧化。在完整的堆栈沉积和/或热处理之后，第二层可保持三元金属合金，或可成为三元氧化物或三元次氧化物，具更好的辐射性能。在一些实施例中，还可包括其他层。

如上所述，虽然参照示例性实施例对本发明进行了说明，但是应理解，本发明并不局限于所述实施例，本领域的普通技术人员可进行各种修改和变形，修改将由后附的权利要求范围定义。

Claims (20)

1.一种用于形成低辐射涂层的方法，包括：

提供透明基板；

在所述透明基板上形成第一层，其中，所述第一层含有银，其中，所述第一层被用作为红外反射层；

在所述第一层上形成第二层，其中，所述第二层被用作为阻挡层，

其中，所述第二层包含钛、镍、铌，

其中，所述钛的重量百分比为5－15wt％，

其中，所述镍的重量百分比为30－50wt％，

其中，所述铌的重量百分比为40－60wt％。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二层的厚度为0.3－7nm。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述钛的重量百分比为10wt％。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述镍的重量百分比为35－45wt％。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述镍的重量百分比为45－55wt％。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二层进一步包含氧气。

7.一种用于形成低辐射涂层的方法，包括：

提供透明基板；

在所述透明基板上形成金属氧化物层；

在所述金属氧化物层上形成第一层，

其中，所述第一层含有银，其中，所述第一层被用作为红外反射层；

在所述第一层上形成第二层，

其中，所述第二层被用作为所述第一层的阻挡层，

其中，所述第二层包含钛、镍、铌，

其中，所述钛的重量百分比为5－15wt％，

其中，所述镍的重量百分比为30－50wt％，

其中，所述铌的重量百分比为40－60wt％。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一层的厚度为8－15nm。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述第二层的厚度为0.3－7nm。

10.如权利要求7所述的方法，其中，所述钛的重量百分比为10wt％，所述镍的重量百分比为35－45wt％，且所述镍的重量百分比为45－55wt％。

11.如权利要求7所述的方法，其中，所述第二层被配置为金属合金或氧化物合金层。

12.如权利要求7所述的方法，其中，进一步包括：

氧化所述第二层。

13.如权利要求7所述的方法，其中，所述金属氧化物层包含氧化锌、掺杂质的氧化锌、氧化锡、或掺杂质的氧化锡。

14.如权利要求7所述的方法，其中，所述金属氧化物层包含种子层，其中，所述种子层包含晶体取向，来促进所述第一层的(111)晶体取向。

15.一种低辐射面板，包括：

透明基板；

金属氧化物层，配置在所述透明基板上；

配置在所述金属氧化物层上的第一层，其中，所述第一层含有银，

其中，所述第一层被用作为红外反射层；

配置在所述第一层上的第二层，其中，所述第二层被用作为阻挡层，

其中，所述第二层包含钛、镍、铌，

其中，所述钛的重量百分比为5－15wt％，

其中，所述镍的重量百分比为30－50wt％，

其中，所述铌的重量百分比为40－60wt％。

16.如权利要求15所述的面板，其中，所述第一层的厚度为15nm以下。

17.如权利要求15所述的面板，其中，所述第二层的厚度为0.3－7nm。

18.如权利要求15所述的方法，其中，所述钛的重量百分比为10wt％，所述镍的重量百分比为35－45wt％，且所述镍的重量百分比为45－55wt％。

19.如权利要求15所述的面板，其中，所述金属氧化物层包含氧化锌、掺杂质的氧化锌、氧化锡、或掺杂质的氧化锡。

20.如权利要求15所述的面板，其中，所述第二层进一步包含氧气。