[发明专利]用于快速退火含有铟顶层的薄层堆叠体的方法

说明书

本发明涉及热处理方法，其包括在含有氧气(O₂)的气氛下，用具有500‑2000nm的波长的电磁辐射照射包含玻璃片材的基材，该玻璃片材在其表面之一上涂覆有薄层堆叠体，其中所述电磁辐射由面向所述薄层堆叠体放置的发射装置发出，在所述发射装置和所述基材之间产生相对位移以便在短于1秒，优选短于0.1秒的短暂持续时间期间将所述薄层堆叠体升高到至少等于300℃的温度。所述方法的特征在于所述堆叠体的与气氛接触的被称为顶层的最后层为铟金属层或铟基合金层。本发明还涉及用于实施这种方法的基材和可通过这种方法获得的基材。

本发明涉及沉积在由玻璃制成或由塑料制成的基材上的无机薄层领域。本发明特别涉及一种用于在使用吸收电磁辐射的涂层进行沉积之后对薄层的堆叠体进行表面退火快速退火方法。

许多薄无机层被沉积在透明基材上，特别是由平面或稍微弯曲的玻璃制成的基材上，以便为所获得的物品提供特定的性质：光学性质，例如在给定波长区域中的辐射的反射或吸收，特定的导电性能，甚至与易清洁性或材料自清洁能力有关的性能。

在工业规模上通常用于沉积薄层的方法，特别是在窗玻璃基材上沉积薄层的方法，是被称为“磁控管”方法的磁场辅助阴极溅射方法。在这种方法中，等离子体在高真空下在包含要沉积的化学元素的靶的附近产生。等离子体的活性物质通过轰击靶使所述元素脱离，所述元素沉积在基材上从而形成所需的薄层。当该层由从靶上脱离的元素与包含在等离子体中的气体之间的化学反应产生的材料形成时，该方法被认为是“反应性的”。这种方法的主要优点在于能够通过使基材在各种靶下连续行进而在给定生产线上沉积非常复杂的堆叠体。

在磁控管方法的工业实施期间，基材保持在室温下或经历适度的温度升高(低于80℃)，特别是当基材的行进速度高时，这通常由于经济原因是所寻求的。然而，这种适度的温度看起来可能是一个优点，然而在上述层的情况下构成缺点，因为低沉积温度通常不允许获得足够低的电阻率。这时需要热处理来获得所需的电阻率。

已知对沉积在平坦基材上的薄涂层进行快速局部激光退火(激光快速加热)。为此，使基材与待要退火的涂层一起在激光线下行进，或者实际上激光线在承载涂层的基材上行进(参见例如WO2008/096089和WO2013/156721)。

激光退火允许在几分之一秒期间将薄涂层加热到约几百度的高温，同时保存下方的基材。

还提出，在这种表面快速退火方法中，用强脉冲光(IPL)灯(也称为闪光灯)代替激光源(如激光二极管)。在国际专利申请WO2013/026817中因此提出了一种用于制备低发射率涂层的方法，该方法包括沉积薄银基层的步骤，然后是为了降低其发射率以及增大其导电性而对所述层进行表面快速退火的步骤。对于该退火步骤，使涂覆有银层的基材在该层的沉积工作台下游的一组闪光灯下方行进。

为了使快速退火是有效的，待退火的薄层或堆叠体必须吸收至少一部分所使用的电磁辐射。为了克服不足的吸收，已经提出在要退火的堆叠体上沉积薄的“临时”层，其强烈吸收所使用的辐射。薄吸收层可以在处理之后例如通过洗涤被除去，或者它可以进行选择以在热处理之后变得足够透明。

因此，特别是从WO2010/142926中已知，使用由金属Ti制成的顶层，其有效地吸收红外辐射并且在与气氛接触并且在热的影响下氧化成TiO₂。然而，二氧化钛具有许多缺点：其折射率特别高(在550nm波长下约2.6)，并且存在薄的TiO₂层作为绝缘窗玻璃的低辐射堆叠体的最后层可能减少或相反地不希望地增大窗玻璃的太阳因子g。此外，用作光伏电池或电光器件的电极的透明导电氧化物(TCO)(例如ITO(氧化铟锡))上的TiO₂层的存在可降低电接触的质量并使通过激光磨蚀或化学蚀刻对TCO的结构化(patterning)变得复杂化。