反射IR的层系统的保护层，反射IR的层系统和其制造方法技术方案

本发明专利技术涉及一种反射IR的层系统的保护层，反射IR的层系统和其制造方法，尤其是一种用于布置在基底上的反射IR的层系统的保护层、使用这种保护层的反射IR的层系统和其制造方法，该保护层向上封闭反射IR的层系统，该层系统从基底向上包括至少具有基层的基层布置、至少具有功能层的功能层布置和具有至少一个抗反射覆盖层的覆盖层布置。为了改善各种公知的层系统的机械耐久性，在保持可以用该层系统达到的辐射率和透射率的情况下，在该层系统上沉积有一种由借助反应性阴极溅射而沉积的氮氧化钛作为主要组成部分构成的保护层，该保护层在几纳米的层厚范围内具有非晶态的结构。

【技术实现步骤摘要】
反射IR的层系统的保护层，反射IR的层系统和其制造方法
本专利技术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。本专利技术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。
技术介绍
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》3 μ m)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福射层系统。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。层系统经常经受各种热处理，例如用于使经涂层的基底硬化和/或变形的退火过程。在这种情况下，这些层系统具有带有这样的层特性的层序，这些层特性允许了将层系统在热处理时出现的光学、机械和化学的特性的变化保持在限定的较窄的界限内。根据经涂层的基底的应用的不同，基底的层系统在退火过程中，在不同的时间区内遭受不同的气候条件。作为备选，退火过程有时也用于金属层的事后的氧化，以便建立其透明度以及同时保护功能层在退火期间不受不期望的、辐射率和反射率改变的影响。但在此必需的是，这样调整层系统，使得可能时达到牺牲层的有针对性的氧化以及另一方面避免对功能层的损害。
技术实现思路
因此本专利技术的任务是，说明一种用于反射IR的层系统的保护层和其制造方法，该保护层改善各种公知的层系统的机械耐久性，并保持能用该层系统达到的辐射率和透射率。为了解决该任务，建议一种根据权利要求1所述的保护层和一种根据权利要求6所述的使用该保护层的反射IR的层系统以及根据权利要求7所述的制造该保护层以及根据权利要求11所述的制造该反射IR的层系统的方法。各从属权利要求描述有利的设计方案。根据本专利技术的保护层基于其组成和其结构而相比于公知的覆盖层具有更高的机械强度和更小的表面粗糙度。两者皆提高保护层的耐磨强度。基于通过阴极溅射的反应性过程控制而被作为组成部分置入保护层的氮强度相比作为光学有效的覆盖层而公知的纯粹的氧化钛层有明显的提高。结合与特别光滑的表面相关的保护层的非晶态的结构，提供了一种保护层，其相比公知的覆盖层具有改善的机械以及化学耐久性。非晶态的结构与其他常见的晶态的柱状结构有所区别，在该晶态的柱状结构内，氧化钛或氮氧化钛在阴极溅射期间在经涂层的或未经涂层的基底上生长。原则上非晶态的结构被定义为材料中的分子的近程有序以及长程无序上。区分非晶态的和晶态的相根据实验在显微镜下是可能的或借助X射线衍射是可能的。显微镜下在非晶态的材料中可以确定分子的无定形排列。例如用XRD接收的X射线光谱也允许确定结晶度，也就是说在数量上确定晶态的和非晶态的份额。X射线光谱显示在去除未考虑到的不相干的份额的情况下，在纯粹的非晶态的层材料中没有尖锐的、作为尖峰呈现的干涉。更确切地说，在很小的衍射角下仅确定少量的扩散干涉。具有这种X射线衍射图的材料被称为是X射线非晶态的。氮氧化钛的首先非晶态地沉积的层随着增长的层厚形成公知的柱状结构。反应性阴极溅射的根据本专利技术的方法的特征在于，该方法在如下时间点上被中断，在该时间点中，氮氧化钛层还具有非晶态的结构，其中，即使在X射线光谱内出现单个不那么明显的尖峰时还存在一种决定性的非晶态的结构，该结构具有期望的很小的表面粗糙度以及与之相关的耐刮度。这个时间点根据分别使用的过程条件通过对所达到的层结构的试验和研究来确定。层厚通常处在几纳米的范围内，也就是说，小于10nm。根据一种优选的设计方案，层厚处在2nm至5nm范围内，这是因为在此利用反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射IR的层系统的保护层，所述反射IR的层系统布置在基底上，所述保护层向上封闭所述反射IR的层系统，其特征在于，所述保护层由氮氧化钛作为主要成分构成并且所述保护层具有在几纳米范围内的层厚以及具有非晶态的结构。

【技术特征摘要】
2012.08.24 DE 102012215059.51.一种反射IR的层系统的保护层，所述反射IR的层系统布置在基底上，所述保护层向上封闭所述反射IR的层系统，其特征在于，所述保护层由氮氧化钛作为主要成分构成并且所述保护层具有在几纳米范围内的层厚以及具有非晶态的结构。2.根据权利要求1所述的保护层，其特征在于，所述保护层的层厚在几纳米范围内，优选在2nm至7nm范围内。3.根据权利要求1或2所述的保护层，其特征在于，所述保护层的表面具有在小于Inm范围内的RMS粗糙度。4.按前述权利要求任一项所述的保护层，其特征在于，所述保护层具有如下这样的耐磨强度:用泰伯磨耗试验机测试得出小于1%范围内的由于保护层磨损的透射率提高。5.根据权利要求1至3任一项所述的保护层，其特征在于，所述保护层具有小于50%范围内的铝的份额。6.一种反射IR的层系统，其布置在基底上并且从基底向上包括至少具有基层的基层布置、至少具有功能层的功能层布置和具有至少一个抗反射覆盖层的覆盖层布置，其特征在于，在所述层系统上布置有根据前...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多佛·科克尔特，
申请(专利权)人：冯·阿德纳设备有限公司，
类型：发明
国别省市：