DE102005038139B4

DE102005038139B4 - Thermisch hoch belastbares Low-E-Schichtsystem und dessen Verwendung

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Publication number: DE102005038139B4
Application number: DE200510038139
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr. Schicht; Lars Dr. Ihlo; Uwe Schmidt; Matthias Kühne
Original assignee: Saint Gobain Glass Deutschland GmbH
Current assignee: Saint Gobain Glass Deutschland GmbH
Priority date: 2005-08-12
Filing date: 2005-08-12
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2025-08-13
Also published as: DE102005038139A1; WO2007042687A1

Abstract

Thermisch hoch belastbares Low-E-Schichtsystem für transparente Substrate, insbesondere für Glasscheiben, mit einer unteren oxidischen Entspiegelungsschicht, einer ZnO-Schicht, einer daran anschließenden Funktionsschicht aus Silber, einer Blockerschicht aus einer Titanlegierung oberhalb der Silberschicht, einer oberen Entspiegelungsschicht und einer Deckschicht, wobei die Schichten durch Sputtern im Vakuum aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die oberhalb der Funktionsschicht angeordnete Blockerschicht eine Schicht aus einer Titanlegierung mit 50–97 Gew.-% Ti und 3–50 Gew.-% eines oder mehrerer der Metalle Cr, Fe, Zr und Hf ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein thermisch hoch belastbares Low-E-Schichtsystem für transparente Substrate, insbesondere für Glasscheiben, mit einer unteren oxidischen Entspiegelungsschicht, einer ZnO-Schicht, einer daran anschließenden Funktionsschicht aus Silber, einer Blockerschicht (Opfermetallschicht) aus einer Titanlegierung oberhalb der Silberschicht, einer oberen Entspiegelungsschicht und einer Deckschicht, wobei die Schichten durch Sputtern im Vakuum aufgebracht sind. Die untere oxidische Entspiegelungsschicht, die obere Entspiegelungsschicht und die Deckschicht können jeweils aus mehreren Teilschichten bestehen.
Unter thermisch hoch belastbaren Schichtsystemen werden solche Schichtsysteme verstanden, die den für einen Biege- oder Vorspannprozess von Glas erforderlichen Temperaturen von etwa 700–750 °C widerstehen, ohne dass sie zerstört werden oder ihre wesentlichen Eigenschaften, nämlich eine hohe Transmission im sichtbaren Spektralbereich, eine hohe Reflexion im Bereich der Wärmestrahlung, eine geringe Streuung, eine hohe Farbneutralität und eine hohe mechanische und chemische Beständigkeit, einbüßen.
Thermisch hoch belastbare Schichtsysteme sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Bei einer ersten Gruppe von thermisch hoch belastbaren Schichtsystemen bestehen die Entspiegelungsschichten jeweils aus Si₃N₄, die von der Funktionsschicht aus Silber durch dünne Opfermetallschichten aus CrNi getrennt sind. Schichtsysteme mit diesem Aufbau sind beispielsweise in den Dokumenten EP 0567735 61 , EP 0717014 B1 , EP 0771766 B1 , EP 0646551 B1 und EP 0796825 B1 beschrieben. Derartige Schichtsysteme sind zwar thermisch sehr stabil, sind aber in der Herstellung wegen der bekannten Probleme beim Sputtern sehr aufwendig.
Da sich oxidische Schichten meist mit weniger Problemen sputtern lassen und ihre Herstellung wirtschaftlicher ist, sind solche Schichtsysteme vorteilhaft, die zumindest teilweise aus oxidischen Schichten bestehen. Unter den Schichtsystemen dieser Art sind verschiedene Schichtsysteme bekannt, bei denen zumindest eine Entspiegelungsschicht oder eine Teilschicht einer Entspiegelungsschicht aus den Mischoxiden einer Titanlegierung besteht. Diese oxidische Entspiegelungsschicht wird im allgemeinen reaktiv aus einem aus einer Titanlegierung bestehenden Target gesputtert.
Aus der EP 0718250 B1 sind vorspannbare Schichtsysteme mit oxidischen, nitridischen oder karbidischen Entspiegelungsschichten bekannt, bei denen auf der Funktionsschicht aus Silber eine metallische Blockerschicht angeordnet ist, die aus Nb, Ta, Ti, Cr oder Ni, oder aus einer Legierung aus wenigstens zwei dieser Metalle bestehen kann. Bevorzugt soll die Blockerschicht in diesem Fall jedoch aus NbTa, NbCr, TaCr oder NiCr bestehen.
Ein thermisch hoch belastbares Schichtsystem der eingangs genannten Art mit einer Blockerschicht auf der Basis einer Titanlegierung ist auch aus der DE 10235154 B4 bekannt. Bei diesem Schichtsystem enthält die Blockerschicht oberhalb der Silberschicht chemisch gebundenen Wasserstoff und besteht aus Ti oder einer Legierung aus Ti und Zn und/oder Al. Die Deckschicht besteht bei diesem System aus ZnO:Al/TiO₂, ZnO:Al/Ti, Zn_xSn_yO_z/TiO₂, Zn_xSn_yO_z/Ti, Zn_xTi_yAl_zO_r, Ti_xAl_yO_z, Ti_xAl_y, Ti_xAl_y,N_z, Ti_xAl_yO_zN_r, TiN, Ti, Zn_xSn_ySb_zO_r/TiO₂, Zn_xSn_ySb_zO_r/Ti oder Zn_xSn_yAl_zO_r/TiO₂.
Ein thermisch hoch belastbares Schichtsystem ist auch in der EP 1060140 B1 beschrieben. Bei diesem Schichtsystem ist die Funktionsschicht eine Silberlegierung, die als Legierungskomponente Al, Ti, W, Ta, Zr, Hf, Ce, V, Ni, Cr, Zn oder Nb, oder eine Mischung dieser Metalle enthält. Oberhalb dieser Funktionsschicht ist eine Blockerschicht aus Nb oder einer Legierung oder Mischung aus Ni und Cr angeordnet.
In der DE 196 40 800 A1 (= EP 0834483 ) ist ein thermisch belastbares wärmedämmendes Schichtsystem beschrieben, bei dem auf der Funktionsschicht eine metallische Blockerschicht beispielsweise aus Al, CrNi, Ti oder Ta, und auf dieser Blockerschicht eine dielektrische Zwischenschicht aus einem Oxid, Nitrid oder Oxinitrid eines anderen Metalls als das der Blockerschicht, insbesondere von Ti, Ta, Zr, Al oder Si oder einem Gemisch von diesen Metallen angeordnet ist.
Aus der DE 101 05199 C1 ist ein thermisch hoch belastbarer Schichtaufbau bekannt, bei dem zwischen der Funktionsschicht aus Silber und der metallischen Blockerschicht aus Cr, Ni, Al, Ti, Mg, Mn, Si, Zn oder Cu oder aus einer Legierung dieser Metalle eine Schicht aus Metallnitrid wie Si₃N₄ oder AlN angeordnet ist.
Auch bei Schichtsystemen, die nicht thermisch hoch belastbar, das heißt nicht für Glassubstrate geeignet sind, die samt der Beschichtung bei hohen Temperaturen gebogen und/oder thermisch vorgespannt werden sollen, sind solche bekannt, die eine oder mehrere Einzelschichten aus einer oxidischen Titanlegierung aufweisen. Beispielsweise ist in der DE 101 52 211 C1 ein Schichtaufbau beschrieben, der eine Mischoxidschicht enthält, die aus einem metallischen Legierungstarget aus 10–60 Gew.-% Ti, 90–40 Gew.-% Zn und 0,5–8 Gew.-% eines oder mehrerer der Metalle Al, Ga und Sb durch reaktive Kato denzerstäubung hergestellt ist. Diese Mischoxidschicht kann eine untere und/oder eine obere Entspiegelungsschicht oder eine Teilschicht einer solchen Entspiegelungsschicht oder die eigentliche Deckschicht sein.
Aus der EP 0304234 B1 ist ein thermisch nicht hoch belastbarer Schichtaufbau für eine Glasscheibe bekannt, bei dem die Blockerschicht aus Titan besteht und bei dem oberhalb der metallischen Blockerschicht eine Mehrzahl von Metalloxidschichten angeordnet ist, wobei eine Schicht aus einem Oxid von Ti, Zr, Hf oder einem Gemisch hiervon zwischen zwei Schichten eines Oxids von Zn, Sn, In oder Bi, oder einem Gemisch hiervon angeordnet ist.
Aus der DE 195 20 843 A1 ist ein ebenfalls nicht vorspannbares Schichtsystem bekannt, bei dem auf der Silberschicht eine Titanlegierung als Blockerschicht angeordnet sein kann. In diesem Fall handelt es sich bei der Blockerschicht um eine metallische oder unterstöchiometrische Oxidschicht einer Mischung von Ti, Cr und Nb.
Auch das in der DE 103 33 619 B3 beschriebene Schichtsystem zählt zu den nicht vorspannbaren Schichtsystemen. Bei diesem bekannten Schichtsystem ist die Deckschicht eine Mischoxidschicht aus TiZrHfO_x. Die Mischoxidschicht wird reaktiv in einer Ar/O₂-Arbeitsgasatmosphäre gesputtert. Als Blockerschichten dienen dabei CrNi-Schichten.
Die Erfindung geht aus von einem thermisch hoch belastbaren Schichtsystem mit dem eingangs genannten grundsätzlichen Aufbau. Es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, die Eigenschaften eines solchen Schichtsystems weiter zu verbessern, insbesondere die Transmission im sichtbaren Bereich weiter zu erhöhen, den Flächenwiderstand und damit die Emissionswerte weiter zu verringern und möglichst hohe Reflexionswerte im Bereich der Wärmestrahlung zu erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Blockerschicht zu einer bemerkenswerten Verbesserung der Eigenschaften, insbesondere der Transmissionswerte im sichtbaren Spektralbereich bei gleichzeitig hohen Reflexionswerten im Wärmestrahlenbereich führt. Offenbar bildet sich beim Aufoxidieren während der Wärmebehandlung eine besonders gleichmäßige Mischoxidschicht aus. Das liegt wahrscheinlich darin begründet, dass Titan als Hauptbestandteil der Legierung und die Legierungszusätze Cr, Fe, Zr, Al und Hf vergleichbare Bildungsenthalpien bei der Oxidation und ebenfalls vergleichbare Ionenradien der vorliegenden Oxidationsstufen aufweisen. So liegen zum Beispiel die Bildungsenthalpien auf Basis der Hauptwertigkeiten dieser Legierungsbestandteile bei –940 bis –1145 KJ/mol, und die entsprechenden Ionenradien der verschiedenen Oxide bei 0,63 bis 0,75 Å.
Vorzugsweise kommen für die Herstellung der Blockerschicht Titanlegierungen zur Anwendung, die aus 55–60 Gew.-% Ti, 35–45 Gew.-% Zr und 1–5 Gew.-% Hf bestehen.
Die erfindungsgemäße Blockerschicht hat vorzugsweise eine Dicke von 1 bis 5 nm.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass auf der metallischen oder schwach nitridischen Blockerschicht eine 1 bis 3 nm dicke suboxidische Barriereschicht angeordnet ist, die aus derselben Titanlegierung gesputtert wird wie die Blockerschicht.
Die für die Blockerschicht verwendete Titanlegierung lässt sich mit besonderem Vorteil auch für die oberste Teilschicht der Deckschicht des Schichtsystems verwenden, und zwar in nitridischer oder oxinitridischer Verbindung. Als weiteres Legierungsmetall kann in diesem Fall auch Al verwendet werden. Beim Vorspann- oder Temperprozess wandelt sich die stark absorbierende nitridische Schicht in eine nur schwach absorbierende und damit optisch unauffällige Schicht um. Der Hauptbestandteil aus TiN wird nämlich vollständig zu TiO₂ aufoxidiert, und auch die anderen nitridischen Bestandteile wie CrN, ZrN oder AlN wandeln sich in schwach absorbierende Oxinitridstrukturen um. Diese nitridische Deckschicht wirkt daher beim Wärmebehandlungsprozess als Sauerstofffänger, so dass weniger Sauerstoff in das Schichtsystem diffundiert und die eigentliche Blockerschicht auf diese Weise dünner ausgeführt werden kann. Auch andere Schichteigenschaften wie Härte und Spannungen in dem Schichtsystem können durch diese Maßnahme verbessert werden.
Bevorzugte Zusammensetzungen des Schichtsystems sowie die bevorzugten Dickenbereiche der einzelnen Schichten ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen.
Die Erfindung wird anhand dreier Ausführungsbeispiele näher beschrieben, die zwei Vergleichsbeispielen nach dem Stand der Technik gegenüber gestellt werden. Da durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen insbesondere die optischen und energetischen Eigenschaften optimiert werden sollen, liegt der Schwerpunkt der qualitativen Schichtbeurteilung auf den Messungen des Flächenwiderstandes und der Emissivität. Deshalb werden zur Bewertung der Schichteigenschaften an den beschichteten Glasscheiben die folgenden Messungen und Tests durchgeführt:

A. Messung der Schichtdicke (d) der Silberschicht mit Hilfe der Röntgenfluoreszenzanalyse
B. Messung des Streulichts (H) in % mit dem Streulichtmessgerät der Fa. Gardner
C. Messung der Transmission (T) in % mit dem Messgerät der Fa. Gardner
D. Messung des elektrischen Flächenwiderstandes Ω/☐ (R) mit dem Gerät FPP 5000 Veeco Instr. und dem Handmessgerät SQOHM-1
E. Messung der Emissivität (E_n) in % mit dem Messgerät MK2 der Fa. Sten Löfring

Neben der Messung der Emissivität werden die Emissivitätswerte anhand der gemessenen Flächenwiderstandswerte nach der Formel E^* _n = 0,0106 × R berechnet (siehe H.-J. Gläser: „Dünnfilmtechnologie auf Flachglas", Verlag Karl Hofmann 1999, Seite 144), und die Messwerte E_n werden mit den berechneten Werten E^* _n verglichen. Je kleiner die Differenz zwischen den Messwerten E_n und den berechneten Werten E^* _n ist, umso besser ist die thermische Stabilität des Schichtsystems.
Für die Messungen wurden jeweils Proben mit den Abmessungen 40 × 50 cm aus dem mittleren Bereich von 4 mm dicken großen beschichteten Glasscheiben heraus geschnitten. Die Proben wurden in einem Vorspannofen der Fa. EFKO Typ 47067 auf eine Temperatur von 720–730 °C erhitzt und anschließend durch schroffe Abkühlung mit Luft thermisch vorgespannt. Alle Proben wurden auf diese Weise der gleichen Temperaturbelastung unterworfen.
Es sei allerdings klargestellt, dass das erfindungsgemäße Schichtsystem seine besten Werte hinsichtlich Wärmedämmung/Infrarot-Reflexion und Lichttransmission auf Glasscheiben zwar erst nach der Wärmebehandlung (Vorspannen) der Glasscheiben erreicht. Dennoch ist das Schichtsystem mit geringfügigen Einbußen in Wärmedämmung und Lichttransmission auch ohne Wärmebehandlung kommerziell verwendbar, also insbesondere auf nicht vorgespannten Glasscheiben, auf Kunststoffscheiben und auch auf Folien. Die Ausführungsbeispiele beziehen sich allerdings sämtlich auf den Einsatz des Schichtsystems auf thermisch vorgespannten Glasscheiben.
So weit in den folgenden Angaben zur Zusammensetzung von Einzelschichten Anteile von Sauerstoff mit O_x und von Stickstoff mit N_x bezeichnet sind, handelt es sich um Verbindungen, bei denen der Oxidations- oder Nitrierungsgrad nicht eindeutig definiert ist, da die entsprechenden Schichten nicht vollständig aufoxidiert bzw. -nitriert sind. Diese Antei le werden in an sich bekannter Weise bei der Produktion in Vakuum-Beschichtungsanlagen über das Verhältnis von Argon zu Sauerstoff bzw. von Argon zu Stickstoff eingestellt.
Z. B. wird eine Schicht volloxidisch oder vollnitridisch bei einem Anteil von ≥ 50 % O₂ oder N₂ im Arbeitsgas (mit Ar), teiloxidisch oder teilnitridisch bei 30 % O₂ bzw. N₂ im Arbeitsgas. Eine Schicht wird schwach oxidiert oder nitriert bei ca. 5 % O₂ oder N₂ im Arbeitsgas.
Vergleichsbeispiel 1
Auf einer industriellen Durchlauf-Beschichtungsanlage wurde mit Hilfe des Verfahrens der magnetfeldunterstützten reaktiven Katodenzerstäubung auf 4 mm dicken Floatglasscheiben folgendes, dem Stand der Technik ( DE 102 35 154 B4 ) entsprechende Low-E-Schichtsystem aufgebracht, wobei die Zahlen vor den chemischen Symbolen jeweils die Dicke der einzelnen Schichten in nm angeben: Glas/25 SnO₂/9 ZnO:Al/1,5 Zn/11,5 Ag/2 TiAl(TiH_x)/5 ZnO:Al/30 Si₃N₄/3 ZnSnSbO_x/2 Zn₂TiO₄
Die ZnO:Al-Schichten werden aus einem metallischen ZnAl-Target mit 2 Gew.-% Al gesputtert. Die dünne metallische Zn-Schicht wird aus demselben Targetmaterial nicht reaktiv abgeschieden. Die auf der Silberschicht angeordnete Blockerschicht wird mit einem Ar/H₂-Arbeitsgasgemisch (90/10 Vol.-%) aus einem metallischen Target gesputtert, das 64 Gew.-% Ti und 36 Gew.-% Al enthält. Die Overcoatschicht wird aus einem metallischen Target einer ZnSnSb-Legierung mit 68 Gew.-% Zn, 30 Gew.-% Sn und 2 Gew.-% Sb mit einem Ar/O₂ Arbeitsgas hergestellt, und die oberste Deckschicht (Topcoatschicht) wird aus einem metallischen Target einer ZnTi-Legierung mit 73 Gew.-% Zn und 27 Gew.-% Ti ebenfalls reaktiv gesputtert. In TiH_x kann x zwischen 1 und 2 einschließlich der genannten Grenzen liegen.

Nach dem Vorspannen waren die Proben visuell klar, an den Rändern dagegen war ein leichter weißer Saum erkennbar. An den vorgespannten beschichteten Proben dieses Vergleichsbeispiels wurden folgende Werte gemessen ermittelt:

Dicke d der Silberschicht:	11,6 nm
Streulicht H:	0,30 %
Transmission T:	88,3 %
Flächenwiderstand R:	4,28 Ω/☐
Emissivität En gemessen:	5,5 %
Emissivität E^* _n berechnet:	4,5 %
E_n–E^* _n:	1,0 %

Vergleichsbeipiel 2
Zum weiteren Vergleich wurde eine im Handel erhältliche, ebenfalls thermisch vorgespannte Glasscheibe untersucht, deren Schichtsystem folgenden Schichtaufbau hat: Glas/12 TiO₂/12 SnO₂/8 Zn:Al/2 CrNiO_x/2 CrNiN_x/11 Ag/2 CrNiN_x/2 CrNiO_x/10 S_nO₂/24 Si₃N₄/2 SiON_x

Die an den unter denselben Bedingungen wie beim Vergleichsbeispiel 1 thermisch vorgespannten Proben durchgeführten Messungen ergaben folgende Werte:

Dicke d der Silberschicht:	11,5 nm
Streulicht H:	0,25 %
Transmission T:	87,2 %
Flächenwiderstand R:	4,3 Ω/☐
Emissivität E_n gemessen:	5,5 %
Emissivität E^* _n berechnet:	4,6 %
E_n–E^* _n:	0,9 %

Die vorgespannten Proben waren visuell klar, doch hatten auch diese Proben an den Rändern einen weißen Saum. Ebenso wie beim Vergleichsbeispiel 1 ist die Differenz zwischen gemessener und berechneter Emissivität mit 0,9 % verhältnismäßig hoch.
Ausführungsbeispiel 1
Auf derselben Beschichtungsanlage wie beim Vergleichsbeispiel 1 wurde ein entsprechend der Erfindung modifiziertes Schichtsystem mit folgendem Schichtaufbau hergestellt: Glas/25 S_nO₂/9 ZnO:Al/1,5 Zn/11,7 Ag/2,5 TiZrHf:N_x/5 ZnO:Al/30 Si₃N₄/3 ZnSnSbO_x/2 Zn₂TiO₄.
Die Modifizierung gegenüber dem Vergleichsbeispiel 1 besteht darin, dass anstelle der Wasserstoff enthaltenden Blockerschicht die erfindungsgemäße nitridische Blockerschicht eingesetzt wurde. Das metallische Target für die Blockerschicht bestand aus einer Legierung aus 57,6 Gew.-% Ti, 41,4 Gew.-% Zr und 1,0 Gew.-% Hf. Die Blockerschicht wurde mit einem Ar/N₂-Arbeitsgas mit einem N₂-Zusatz von nur 5 Vol.-% gesputtert, woraus auf eine schwache Nitrierung zu schließen ist.

Die Proben wurden auf die gleiche Weise vorgespannt wie die Proben der Vergleichsbeispiele. Die an den vorgespannten beschichteten Proben durchgeführten Messungen ergaben folgende Werte:

Dicke d der Silberschicht:	11,7 nm
Streulicht H:	0,17 %
Transmission T:	89,0 %
Flächenwiderstand R:	3,23 Ω/☐
Emissivität E_n gemessen:	3,6 % (3,2 bis 3,8)
Emissivität E^* _n berechnet:	3,4 %
E_n–E^* _n:	0,2 %

Die Proben waren auf ihrer ganzen Fläche visuell klar, und auch im Randbereich ohne Fehler. Dem guten visuellen Aussehen entspricht der gemessene Streulichtanteil von nur 0,17 %. Die Emissivität verringerte sich bei gleicher Ag-Schichtdicke von 5,5 % bei beiden Vergleichsbeispielen auf 3,6 %. Die Differenz E_n–E^* _n als ein Maß für die thermische Stabilität des Schichtsystems wurde deutlich kleiner. In der durch den Erwärmungsprozess oxidierten Blockerschicht konnte mit der Methode SIMS Stickstoff (N) nachgewiesen werden.
Ausführungsbeispiel 2
Auf derselben Beschichtungsanlage wie beim Vergleichsbeispiel 1 wurde ein entsprechend der Erfindung modifiziertes Schichtsystem mit folgendem Schichtaufbau hergestellt: Glas/25 SnO₂/9 ZnO:Al/1,5 Zn/11,7 Ag/2,5 TiZrHfN_x/7 ZnO:Al/30 Si₃N₄/2 TiZrHfN_x.
Gegenüber dem Ausführungsbeispiel 1 wurde die aus der Overcoatschicht 3ZnSnSbO_x und der Topcoat-Schicht 2Zn₂TiO₄ bestehende Deckschicht durch eine erfindungsgemäße TiZrHfN_x-Mischnitrid-Deckschicht ersetzt. Dieses Mischnitrid wurde mit einer Ar/N₂-Arbeitsgasmischung von 50/50 gesputtert, woraus auf einen hohen Nitrierungsgrad zu schließen ist.

Nach der Wärme- und Vorspannbehandlung, die unter denselben Bedingungen stattfand wie bei den bisherigen Beispielen, wurden an den Proben folgende Werte ermittelt:

Dicke d der Silberschicht:	11,7 nm
Streulicht H:	0,30
Transmission T:	88,3 %
Flächenwiderstand R:	3,6 Ω/☐
Emissivität E_n gemessen:	4,3 % (4,0 bis 4,6)
Emissivität E^* _n berechnet:	3,8 %
E_n–E^* _n:	0,5 %

Die Proben waren wieder auf ihrer ganzen Fläche visuell klar, und auch im Randbereich ohne Fehler. Die Differenz E_n–E^* _n als Maß für die thermische Stabilität des Schichtsystems wurde verglichen mit den Werten der Vergleichsbeispiele deutlich kleiner. Die leichte Verringerung der Transmission ist auf Reste von absorbierenden ZrN- und HfN-Bestandteilen in der Deckschicht zurückzuführen.
Ausführungsbeispiel 3
Dieses Schichtsystem entspricht dem Schichtsystem des Ausführungsbeispiels 1, jedoch ist in diesem Fall unmittelbar auf der metallischen Blockerschicht eine Barriereschicht angeordnet, die teiloxidisch aus einer Titanlegierung abgeschieden wird. Hierfür hat sich besonders ein Target aus einer Titanlegierung mit 10 Gew.-% Cr bewährt. Das Schichtsystem hat also folgenden Schichtaufbau: Glas/25 SnO₂/9 ZnO:Al/1,5 Zn/11,5 Ag/2,5 TiZrHfN_x/2 TiCrO_x/5 ZnO:Al/30 Si₃N₄/3 ZnSnSbO_x/2 Zn₂TiO₄
Die Messungen an den vorgespannten Proben ergaben die gleichen Werte wie beim Ausführungsbeispiel 1. Bemerkenswert verbessert war die Streuung der Emissivitätswerte; während beim Ausführungsbeispiel 1 Werte zwischen 3,2 % und 3,8 % gemessen wurden, lagen die gemessenen Werte bei diesem Ausführungsbeispiel 3 bei 3,5 % und 3,6 %.

Claims

Thermisch hoch belastbares Low-E-Schichtsystem für transparente Substrate, insbesondere für Glasscheiben, mit einer unteren oxidischen Entspiegelungsschicht, einer ZnO-Schicht, einer daran anschließenden Funktionsschicht aus Silber, einer Blockerschicht aus einer Titanlegierung oberhalb der Silberschicht, einer oberen Entspiegelungsschicht und einer Deckschicht, wobei die Schichten durch Sputtern im Vakuum aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die oberhalb der Funktionsschicht angeordnete Blockerschicht eine Schicht aus einer Titanlegierung mit 50–97 Gew.-% Ti und 3–50 Gew.-% eines oder mehrerer der Metalle Cr, Fe, Zr und Hf ist.
Schichtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockerschicht eine Schicht aus einer Legierung aus 55–60 Gew.-% Ti, 35–45 Gew.-% Zr und 1–5 Gew.-% Hf ist.
Schichtsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockerschicht aus der Titanlegierung schwach nitridisch ist.
Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Blockerschicht eine 1 bis 3 nm dicke suboxidische Schicht derselben Titanlegierung angeordnet ist.
Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die untere oxidische Entspiegelungsschicht aus mehreren Teilschichten besteht.
Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Entspiegelungsschicht aus mehreren Teilschichten besteht.
Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ZnO-Schicht aus einem ZnAl-Target mit 2 Gew.-% Al gesputtert ist.
Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht aus mehreren Teilschichten besteht.
Schichtsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Teilschicht der Deckschicht eine nitridische oder oxinitridische Schicht einer Titanlegierung aus 50–97 Gew.-% Ti und 3–50 Gew.-% eines oder mehrerer der Metalle Cr, Fe, Zr, Al und Hf ist.
Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgenden Schichtaufbau: Glas/SnO₂/ZnO:Al/Zn/Ag/TiZrHfN_x/ZnO:Al/Si₃N₄/ZnSnSbO_x/Zn₂TiO₄.
Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgenden Schichtaufbau: Glas/SnO₂/ZnO:Al/Zn/Ag/TiZrHfN_x/ZnO:Al/Si₃N₄/TiZrHfN_x.
Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gekennzeichnet durch folgenden Schichtaufbau: Glas/SnO₂/ZnO:Al/Zn/Ag/TiZrHfN_x/TiCrO_x/ZnO:Al/Si₃N₄/ZnSnSbO_x/Zn₂TiO₄.
Verwendung des Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Beschichten eines transparenten flächigen Substrats.
Verwendung des Schichtsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Beschichten einer für die anschließende thermische Vorspannung vorgesehenen Glasscheibe.