[发明专利]用其一个层是多孔的并被覆盖的无机层堆叠体涂覆的透明基材

说明书

本发明涉及用功能层的堆叠体涂覆的透明基材。

这些功能可以具有光学性质，如反射，反射着色，抗反射，或者热性质，如防晒(日光辐射的反射)，低辐射性(来自建筑物内部的热辐射的反射)。可以特别涉及与具有相对高的折光指数的层交替的具有相对低的折光指数的层的堆叠体。

在玻璃上的四分之一波长层(couches quart-d'onde)的堆叠体(其交替地具有低或者高的折光指数)使得可以为玻璃提供高反射率。实际上，如果堆叠的层的数目是高的，该涂层在波长范围内的反射率为100%。当在所述层之间折光指数的差别是高的时，这种波长范围变得更宽的。这种类型的堆叠体通常以名字Bragg镜(英文为“Distributed Bragg Reflector”或者DBR)表示。

这些反射性堆叠体的有利性质为，如果在所述层之间的折光指数的差别为低的时，反射波长的区域可变得比可见光区更窄：在这种情况下，在构成该堆叠体的任何材料都不是着色时，基材呈现着色的。

这种类型的反射性堆叠体用于高科技光学领域中以制备滤光器或者光腔(cavitiés résonnantes)。

可以设想通过该物理途径(英文为“物理的蒸汽沉积”或者PVD)或者通过液体途径、使用溶胶凝胶法沉积所述层。

然而，二氧化硅或等效物的层的磁控管沉积(即，磁控管增强阴极溅射沉积)为昂贵的和漫长的(由于二氧化硅的电绝缘性质)。如此获得的层具有不少于大约1.3的折光指数。

此外，所述通过溶胶-凝胶途径的多层沉积是实施复杂的，这是由于在所述致密层中的高残余拉伸机械应力。这些高残余机械应力意味着存在临界层厚度，高于该临界层厚度时，该层破裂。例如，对于在450℃的致密二氧化硅溶胶-凝胶层，这种厚度具有大约400nm的值。为了解决这种问题，然后实施极其短的高温退火(英文为“Rapid Thermal Annealing”或者RTA)。在层沉积之后直接地每个层在高达大约900℃的温度下进行退火最多数秒。当然，每个层还经受，除了它自己的热处理外，任选覆盖它的一个或多个层的热处理，使得最靠近基材的层经受的热处理的累积持续时间可以达到数分钟，例如四分钟，这种持续时间包括冷却阶段。这些重复的退火阶段是冗长的并且难以工业化。

本发明人因此设法在由玻璃或等效物制成的透明基材上制备层堆叠体，其可以在厚度和折光指数的宽范围内变化。

这种目的可以通过本发明实现，本发明因此涉及用层堆叠体涂覆的透明基材，该堆叠体包括一个或多个基本上无机层，其中该层具有最多74%的30-100nm孔隙的非零相体积分数(une fraction volumique non nulle d'au plus 74% de pores de 30-100nm)和至少为它包含的最大孔隙的尺寸的最小厚度，和必要时，一个或多个具有最多等于400nm的厚度的基本上无机的致密层，条件是两个这种致密层不是相邻的和至少一个多孔层被至少一个其它层覆盖。

在本发明意义内，术语“堆叠体”意味着存在至少两个层。因此，如果存在仅仅一个多孔层，必须也存在至少一个致密层。

术语“致密层”表示基本上无孔隙率的层。

该多孔层的孔隙率容易地进行调节以便为它们提供比它们的致密材料的折光指数更低的折光指数，例如在二氧化硅的情况下低至1.1的值。在本专利申请中，在600nm的波长处给出折光指数。

如上所述，任选地存在的致密层的厚度必要地最多等于400nm，以避免在厚层中来源于拉伸应力的裂纹。

此外，根据本发明，两个这种致密层必要地通过多孔层分开，使得在该整个堆叠体中最佳地接纳该拉伸应力。

另一方面，每个致密层的厚度不具有下限，并且可以小至2nm。

本发明人已经开发了用于制备基材的方法，该基材提供有它的堆叠体，该堆叠体将在下文中更详细地看到，其中在整个堆叠体中在不同温度变化期间经历的拉伸应力通过一个或多个多孔层进行补偿，使得排除裂纹的形成。在该多孔层中残余应力是弱的，使得可以沉积它的厚达1微米，甚至2微米的层而没有观察到裂纹。

根据本发明，至少一个多孔层被至少一个其它层覆盖。这种构造同时对于获得所希望的光学功能是有利的并且通过已知方法是无法实现的。特别地，通过液体溶胶-凝胶途径在已经形成的具有开口孔隙的层上沉积其它层通常不是可能的，因为其它层的液体前体将至少部分地被吸收在下伏层的孔隙中。