DE10246840A1 - Production of a transparent cover for a vehicle windscreen comprises applying an electrode layer on the surface of a substrate, applying an aluminum intermediate layer, oxidizing the aluminum and forming a transparent oxide layer - Google Patents

Production of a transparent cover for a vehicle windscreen comprises applying an electrode layer on the surface of a substrate, applying an aluminum intermediate layer, oxidizing the aluminum and forming a transparent oxide layer

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DE10246840A1 DE2002146840 DE10246840A DE10246840A1 DE 10246840 A1 DE10246840 A1 DE 10246840A1 DE 2002146840 DE2002146840 DE 2002146840 DE 10246840 A DE10246840 A DE 10246840A DE 10246840 A1 DE10246840 A1 DE 10246840A1
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Abstract

Production of a transparent cover comprises applying an optically transparent electrically conducting electrode layer (2) on the surface of a transparent substrate (1), applying an aluminum intermediate layer (3) on the electrode layer, oxidizing the aluminum in the intermediate layer forming recesses (5) and forming a transparent oxide layer by applying an electrical voltage to the electrode layer. The recesses have an average opening width which is smaller than the smallest light wavelength of the visible spectrum. A functional layer (4) is formed by introducing functional material (6, 7) into the recesses. An Independent claim is also included for a transparent cover produced by the above process.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer transparenten Abdeckung, insbesondere einer Fensterscheibe, mit einer Funktionsschicht gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende transparente Abdeckung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10, wie beides aus der gattungsbildend zugrundegelegten The invention relates to a process for producing a transparent cover, in particular a window pane, with a functional layer according to the preamble of claim 1 and a corresponding transparent cover according to the preamble of claim 10 as both class-forming underlying from the DE 24 11 619 A1 DE 24 11 619 A1 als bekannt hervorgehen. emerge as known.
  • Aus der From the DE 24 11 619 A1 DE 24 11 619 A1 ist ein Verfahren zum Beschichten von Gläsern mit einem Antibewuchsmittel bekannt. discloses a method of coating glass with a marine antifouling agents. Bei diesem Verfahren wird eine Flachseite des Glassubstrats insbesondere durch Sandstrahlen oder Ätzen aufgeraut. In this method, a flat side of the glass substrate in particular roughened by sand blasting or etching. Anschließend wird auf diese Flachseite des Glassubstrats eine Folie gelegt und in mehreren Arbeitsschritten als Funktionsschicht ein mehrschichtiges netzartiges Metallgitter aufgebracht. The mixture is then placed on this flat side of the glass substrate and a film applied in several steps as a function layer is a multilayer net-like metal mesh. Die Aufbringung der Metallschichten kann insbesondere durch Aufschleudern, Aufdampfen und/oder durch eine galvanische Abscheidung erfolgen. The application of the metal layers can be done in particular by spin coating, vapor deposition and / or by electrodeposition.
  • Aus der From the DE 33 34 628 A1 DE 33 34 628 A1 ist ein Verfahren zur farbgebenden Oberflächenbehandlung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen bekannt. discloses a process for coloring surface treatment of aluminum or aluminum alloys. Hierzu wird in einem ersten Arbeitsschritt die Oberfläche mittels eines anodischen Oxidations-Verfahrens (Eloxal-Verfahren) mit Poren versehen. For this purpose, in a first working step the surface by means of an anodic oxidation process (anodizing process) is provided with pores. In diese Poren werden nacheinander zwei verschieden Salz eingebracht, deren Reakti onsprodukt die Oberfläche färbt. In these pores two different salt are introduced sequentially, the Reakti onsprodukt stains the surface. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur weißen und/oder grauweißen Einfärbung von Aluminiumoberflächen von Baumaterialien, Namensschildern, Fahrzeugen, dekorativen Materialien usw.. The process is particularly suitable for white and / or gray-white coloring of aluminum surfaces of building materials, badges, vehicles, decorative materials, etc ..
  • Aus der From the DE 198 60 137 A1 DE 198 60 137 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer hydrophoben Oberfläche auf einem strukturierten Aluminiumsubstrat bekannt. discloses a method for producing a hydrophobic surface on a textured aluminum substrate. Bei diesem Verfahren wird die Oberfläche mit einer periodischen Mikrostruktur versehen und die Oberfläche anschließend eloxiert. In this method the surface is provided with a periodic microstructure, and the surface then anodized. Anschließend wird die derartige vorbehandelte Oberfläche flächendeckend mit einer hydrophobe Beschichtung als Funktionsschicht versehen. Subsequently, the pretreated surface is such coverage provided with a hydrophobic coating as a functional layer.
  • Aus der WO 01/74739 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines an seiner Oberfläche selbstreinigenden Substrats bekannt, bei dem auf eine Klarscheibe eine partikelhaltige glasflussbildende Lösung aufgebracht und mit der Klarscheibe verbunden wird. From WO 01/74739 A1 a method for producing a self-cleaning surface on its substrate is known, which comprises applying to a clear glass, a particle-containing glass-flux-forming solution and connected to the clear glass. Nach zumindest teilweiser Entfernung des glasbildenden Materials sind die Partikel zumindest teilweise freigelegt, wodurch sie im μm-Bereich eine Feinstruktur bilden. After at least partial removal of the glass forming material, the particles are at least partially exposed, thereby forming a fine structure in the micrometer range. Die derart hergestellt Oberfläche weist einen selbstreinigenden Effekt auf, so dass sie eine Funktionsschicht darstellt. The prepared such surface has a self-cleaning effect, so that it constitutes a functional layer. Die derartige Oberfläche kann ferner noch mit weiteren Substanzen beschich The surface of this type can further with further substances beschich
    • – hydrophile Beschichtungen zur Reduzierung der Verschmutzungsneigung, - hydrophilic coatings to reduce the tendency to contamination,
    • – titandioxidhaltige Beschichtungen zur Reduzierung der Verschmutzungsneigung und/oder zur Verbesserung der Schmutzentfernung, oder - titanium dioxide-containing coatings to reduce the tendency to soiling and / or to improve soil removal, or
    • – enzymhaltige Beschichtungen zur Verbesserung der Schmutzentfernung - enzyme-containing coatings to improve soil removal
    tet werden. be tet. Bei diesen Werkstoffen kann es sich bspw. These materials may be, for example.
  • oder dgl. handeln. or the like. act. Dadurch kann eine Funktionsschicht unterschiedliche Funktionen aufweisen. Thereby, a functional layer having different functions.
  • Aus der WO 01/36342 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung von mikrostrukturierten Gläsern oder Kunststoffen für Präzisionsanwendungen, wie sie bspw. bei Displays, in Beleuchtungssysteme oder in der Sensortechnik Verwendung finden, bekannt. From WO 01/36342 A2 a method for the production of microstructured glasses or plastics for precision applications, as for example, in displays, in lighting systems or in sensor technology are used, are known. Bei diesem Verfahren wird mittels lithographischer Methoden eine Matrize gewonnen, die anschließend die gewünschte Negativform der im μm-Bereich angeordnete Feinstruktur der Gläser aufweist. In this method, a template is obtained by means of lithographic methods, which then has the desired negative shape of the disposed in the micron range fine structure of the glass. Auf diese Matrizen wird dann bspw. der Werkstoff, aus dem das jeweilige Glas oder der Formkunststoff herzustellen ist, aufgetragen und die Matrize mit ihrer Negativstruktur abgeformt. for example, is then deposited on these matrices., the material from which the respective glass or molded plastic is to be manufactured, coated and molded with the die its negative structure. Insbesondere werden derartige Gläser monolithisch mit sehr dünnen Stegen versehen, die als Abstandshalter dienen. In particular, such glasses are monolithically provided with very thin webs, which serve as spacers.
  • Werden Funktionsschichten z. Be functional layers such. B. auf die Windschutzscheibe eines Automobils aufgebracht, dann reicht in allen oben genannten Fällen der normale Scheibenwischerbetrieb aus, um die Funktionsschicht nach für die technische Anwendung zu kurzer Zeit zu entfernen. in all the above cases as applied to the windshield of an automobile, then enough of the normal wiper operation to remove for the technical application for a short time, the functional layer after. Das gleiche gilt sinngemäß auch für nicht direkt mit dem Wischsystem beaufschlagten Scheiben, so bald diese in irgendeiner Form mechanisch (ab und zu) gereinigt werden, z. The same applies mutatis mutandis to non-impacted directly to the wiper system disks, as soon these mechanically in any way (now and then) be cleaned such. B. in einer Waschstraße durch rotierende Bürsten oder im Winter durch die Anwendung eines Eiskratzers. B. in a wash tunnel by rotating brushes or in winter by the application of an ice scraper.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsbildend zugrundegelegte Verfahren bzw. die gattungsbildend zugrundegelegte Fensterscheibe dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Funktionsschichten und hierbei insbesondere die oben genannten Beschichtungen, haltbarer auf dem transparenten Substrat fixiert sind. The object of the invention is to further develop the generic underlying forming method and the class-forming underlying window pane in that the functional layers and here in particular the above-mentioned coatings are more durable fixed on the transparent substrate.
  • Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit einer transparenten Abdeckung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. The object is achieved with a method having the features of claim 1 and with a transparent cover having the features of claim 10. Durch die Einbringung der Funktionsmaterialien in die mittels eines anodischen Oxidation erzeugten Vertiefungen einer nanostrukturierten Oberfläche einer oxidischen Funktionsschicht ist die Haftung derselben verbesserrt. By the introduction of the functional materials in the generated by means of an anodic oxidation wells of a nano-structured surface of an oxide layer, the adhesion function is verbesserrt thereof. Die typische Periodizität der nanostrukturierten Oberfläche liegt vorzugsweise soweit unterhalb der Wellenlängen des sichtbaren Lichtes, dass die Strukturen mit bloßem Auge nicht wahrnehmbar sind. The typical schedule for the nanostructured surface is preferably as far below the wavelength of visible light, that the structures with the naked eye are not perceptible. Es ist sinnvoll, dass die Oberfläche der Abdeckung als solche bereits eine hohe mechanische Stabilität – zB gegen den Scheibenwischvorgang oder sonstige mechanische Belastung – aufweist. It is useful that the surface of the cover as such already has a high mechanical stability - for example, against the windshield wiper operation, or other mechanical load - comprising.
  • Unter einer transparenten Abdeckung sind nicht nur Fensterscheiben, sondern auch transparente Abdeckungen wie Scheinwerfergläser, Displayscheiben, Armaturenscheiben usw. zu verstehen. Under a transparent cover, etc., to understand not only windows, but also transparent covers as headlight lenses, display windows, dashboards slices. Im weiteren wird eine entsprechende Abdeckung vereinfachend als Fensterscheibe bezeichnet. Furthermore, a corresponding cover is simply referred as a window pane.
  • Die auf die vorherige Oberfläche der Fensterscheibe aufgetragene oxidische Funktionsschicht weist vorzugsweise Schichtdicken im μm-Bereich insbesondere zwischen 1 und 25 μm auf. The ink applied to the surface of the window pane prior oxidic functional layer preferably has layer thicknesses in the micron range preferably between 1 and 25 microns. ind, erfolgen. ind, done.
  • In günstiger Weise kann eine derartige Oberfläche aus einer zusätzlichen, auf die Unterlage aufgebrachten, optisch transparenten Folie aufgebaut sein. Conveniently, such a surface of an additional, applied to the substrate, optically transparent film can be constructed. Diese Zwischenschicht muss nicht aus dem Material der Unterlage bestehen. This intermediate layer must not be made of the material of the pad. Die nach außen geöffnete nanostrukturierte Oberfläche kann nach dem Aufbringen der Zwischenschicht insbesondere durch ein anodisches Oxidationsverfahren (Eloxal-Verfahren) erzeugt werden. The outwardly open nano-structured surface can be produced after the application of the intermediate layer, in particular by an anodic oxidation process (anodizing process). In bevorzugter Weise erfolgt bei einer Folie die Einbringung der Vertiefungen der nanostrukturierten Oberfläche und die Befüllung der Vertiefungen mit Funktionsmaterial vor der Aufbringung der Folie auf das Substrat. Preferably, the introduction of the depressions of the nanostructured surface and the filling of the depressions with functional material prior to application of the film to the substrate is carried out at a film.
  • Das Füllen der Nanostruktur mit den Funktionsmaterialien erfolgt vorzugsweise durch Aufrakeln und/oder Imprägnieren, beides insbesondere bei der Anwesenheit eines Vakuums, und/oder Aufdampfen und/oder Sputtern und/oder durch andere Vakuumprozesse mit einer chemischen und/oder elektrochemischen Abscheidung. The filling of the nanostructure with the functional materials is preferably by knife-coating and / or impregnation, both in particular in the presence of a vacuum, and / or evaporation and / or sputtering and / or by other vacuum processes with a chemical and / or electrochemical deposition.
  • Das Füllen erfolgt insbesondere direkt mit der Funktionssubstanz oder mit mehreren Ausgangssubstanzen, wobei die eigentliche Funktionssubstanz dann in einem weiteren Schritt, zB chemisch erzeugt wird. The filling takes place in particular directly to the functional substance or with a plurality of starting materials, wherein the actual function substance is then generated chemically in a further step, for example.
  • In bevorzugter Weise wird als Ausgangsmaterial für die Zwischenschicht Aluminium und/oder eine Aluminium-Legierung gewählt, die durch das Eloxal-Verfahren, bei dem die Vertiefungen erzeugt werden, in Al 2 O 3 umgewandelt wird. Preferably, is selected as the starting material for the intermediate layer of aluminum and / or an aluminum alloy which is converted by the anodizing method in which the wells are produced in Al 2 O 3. Bei dieser Umwandlung nimmt die Schichtdicke der ehemaligen Zwischenschicht zu. In this conversion, the layer thickness of the former intermediate layer increases. Um diese Aluminium-Oxidschichten auch auf einem elektrisch nichtleitenden und optisch transparenten Substrat, z. To this aluminum oxide films on an electrically nonconductive and optically transparent substrate such. B. Glas, Kunststoffe, realisieren zu können, und außerdem die optische Transparenz des Gesamtsystems erhalten zu können, ist das nachfolgend beschriebene Verfahren günstig. For example, glass, plastics, to realize and also to be able to receive the optical transparency of the overall system is the method described below low.
  • Auf eine Flachseite des optisch transparenten und vorzugsweise elektrisch nichtleitenden Substrats wird zunächst eine optisch transparente sowie elektrisch leitende Elektrodenschicht durch geeignete Verfahren (z. B. CVD, PVD, Sol-Gel) aufgebracht. On one flat side of the optically transparent and preferably electrically non-conductive substrate, an optically transparent and electrically conductive electrode layer by a suitable method (for. Example, CVD, PVD, sol-gel) is first applied. Diese aufgebrachte Elektrodenschicht kann dotiertes ZnO, Indium-Zinn-Oxid (ITO), SnO 2 (mit Dotierung), oder sehr dünnes Silber aufweisen. This electrode layer may be deposited doped ZnO, indium tin oxide (ITO), SnO 2 (doped), or have very thin silver. Auf diese erste Elektrodenschicht wird dann zur späteren Ausbildung einer Funktionsschicht, eine Zwischenschicht bestehend entweder aus reinem Aluminium oder bestehend aus mit weiteren Substanzen versetztem Aluminium (wobei Aluminium den Hauptbestandteil darstellt), bspw. durch z. an intermediate layer is formed on this first electrode layer then for subsequent formation of a functional layer consisting of either consisting of pure aluminum or of other substances-added aluminum (wherein aluminum is the major component), for example. by z. B. Sputtern oder Verdampfen (PVD) aufgebracht. As sputtering or evaporation (PVD). Die typischen Schichtdicke für die unten beschriebenen Anwendungen liegt im Bereich von 5 – 25 um. The typical thickness for applications described below is in the range 5-25 at.
  • Die Zwischenschicht wird mit dem Verfahren der anodischen Oxidation in eine aluminiumoxidhaltige Oxidschicht umgewandelt. The intermediate layer is converted by the method of anodic oxidation in an alumina-containing oxide layer. Diese Umwandlung erfolgt bevorzugterweise vollständig, dh ohne Zurücklassung von metallischem Aluminium. This conversion is preferably completely, ie without leaving behind metallic aluminum. Dies ist technisch durchführbar, da die unter der aluminiumhaltigen Zwischenschicht liegende Elektrodenschicht den zur Oxidation des Aluminiums erforderlichen Strom leiten kann. This is technically feasible, since the electrode layer underlying the aluminum-containing intermediate layer may take the necessary for the oxidation of the aluminum current.
  • Durch diese anodische Oxidation resultiert eine optisch transparente und Aluminiumoxid enthaltende Oxidschicht, die, wie von anodisch erzeugtem Aluminiumoxid her bekannt, eine typische Porenstruktur aufweist, nämlich dicht gepackte Kanäle senkrecht zur Oberfläche. By this anodic oxidation, an optically transparent and containing aluminum oxide layer, as known from anodically produced aluminum oxide forth, has a typical pore structure results, namely densely packed channels perpendicular to the surface. Die typische Porenverteilung liegt bei 10 10 bis 10 11 Poren pro cm 2 Durch das eben beschriebene Verfahren wird eine optisch transparente Oxidschicht mit einer durch die Oxidationsbedingungen bestimmten und steuerbaren Feinstruktur von Vertiefungen (Poren) erzeugt. The typical pore size distribution is at 10 10 to 10 11 pores per cm 2 by the method just described, an optically transparent oxide layer with a frequency determined by the oxidation conditions and controllable fine structure of pits is generated (pores). Das Gesamtsystem, bestehend aus Substrat, elektrisch leitender Elektrodenschicht und strukturierter aluminiumoxidhaltiger Funktionsschicht ist ebenfalls optisch transparent. The whole system consisting of the substrate, electrically conductive electrode layer and structured alumina-functional layer is also optically transparent.
  • In die Vertiefungen der Oxidschicht werden zur Ausbildung der Funktionsschicht je nach technischer Zielsetzung verschiedenartige Funktionsmaterialien eingelagert; In the recesses of the oxide layer various functional materials are incorporated to form the functional layer depending on the technical objectives; zB Farbstoffe, wenn die Schicht gefärbt sein soll (A) und/oder reinigungsfördernde Wertstoffe, wenn die Schicht leicht zu reinigen und wenig verschmutzbar (B) sein soll. for example, dyes, if the layer is to be colored (A) and / or cleaning-promoting substances value when the layer easy to clean and little verschmutzbar (B) should be.
  • Durch das Einbringen der Farbstoffe in die Vertiefungen wird ein mechanischer Schutz des Farbstoffes erreicht. By the introduction of the dyes into the wells of a mechanical protection of the dye is achieved. Dadurch können auch thermisch nicht oder wenig belastbare Farbstoffe auf das Substrat aufgebracht werden, bei denen bisher die Aufbringung an einer notwendigen thermischen Fixierung scheiterte. This not thermally or little resilient dyes are applied to the substrate, in which so far failed, the application of a necessary thermal fixation. Ferner kann die mechanische Haltbarkeit einer thermisch fixierten Farbstoffschicht gesteigert werden. Further, the mechanical durability of a thermally fixed dye layer can be increased.
  • Zweckmäßiger Weise können in die Vertiefungen der eine Nanostruktur aufweisenden Feinstruktur der Oxidschicht auch reinigungsfördernden und/oder verschmutzungsreduzierenden Substanzen eingebracht werden. Expediently, cleaning-promoting and / or pollution-reducing substances can be introduced into the depressions of a nano-structure having fine structure of the oxide layer. Dadurch befinden sich derarti ge Funktionsmaterialien bereits vor der Verschmutzung auf der Oberfläche. This derarti ge functional materials are already in front of the contamination on the surface.
  • Im Falle einer Verschmutzung müssen diese Funktionsmaterialien daher nicht erst durch einen zeitraubenden Prozess unter die Verschmutzung migrieren, um wirken zu können. In case of contamination, these functional materials do not have to migrate only through a time-consuming process with the pollution, therefore, in order to be effective. Ihre Wirkung kann sich statt dessen sofort entfalten. Their effect can instead develop immediately.
  • In einer weiteren sinnvollen Ausgestaltung können in die Vertiefungen Tenside eingelagert werden, die nach und nach (zB durch die Abnutzung der Schicht, aber auch durch Diffusion) an die Oberfläche kommen und ihre Wirkung entfalten können. In a further practical embodiment, surfactants can be incorporated into the recesses, which gradually join and after (for example by the abrasion of the layer, but also by diffusion) to the surface can be effective. Nach Verbrauch können diese Tenside wieder in die Vertiefungen eingelagert werden. After consumption, these surfactants can be incorporated back into the pits.
  • Des weiteren ist es sinnvoll in die Vertiefungen ein Funktionsmaterial mit photooxidierender Wirkung wie TiO 2 einzulagern. Furthermore, it makes sense in the recesses a functional material with photooxidierender effect as TiO 2 store. Diese Einlagerung kann insbesondere durch ein CVD und/oder PVD-Verfahren erfolgen. This incorporation can take place in particular by a CVD and / or PVD processes.
  • Bei einer Funktionsschicht kann das photooxidierende TiO 2 insbesondere so erzeugt worden sein, dass dem metallischen Aluminium ein Anteil von Titan beigemengt wird, bspw. durch Co-Verdampfung und/oder simultane Verdampfung. In a functional layer which may have been photooxidierende TiO 2 produces in particular so that the metallic aluminum, a portion of titanium is added, for example. By co-evaporation and / or simultaneous evaporation. Bei der anodischen Oxidation entsteht dann ein Gemisch von TiO 2 und Al 2 O 3 . In the anodic oxidation then a mixture of TiO 2 and Al 2 O 3 is formed. Ferner kann das TiO 2 dem Al der Zwischenschicht als Oxid beigemengt werden. Further, the TiO 2 may be incorporated into the Al of the intermediate layer as oxide. Dadurch kann man also eine feindisperse Verteilung von TiO 2 -Nanopartikeln in Al 2 O 3 erzeugen. Thereby it is capable of producing a finely dispersed distribution of TiO 2 nanoparticles in Al 2 O 3. Ein zusätzlicher Vorteil ist hierbei ua eine besonders große Oberfläche. An additional advantage of this is, inter alia, a particularly large surface.
  • Des weiteren können in die Vertiefungen auch Enzyme eingelagert werden, die Teile der Verschmutzungen tierischen Ursprungs abbauen können. Furthermore, also enzymes are incorporated into the wells can break down the parts of the contamination of animal origin.
  • Weitere sinnvolle Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar. More practical embodiments of the invention are found in the dependent claims. Im übrigen wird die Erfindung an hand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Furthermore, the invention at hand of the figures illustrated in exemplary embodiments will be explained. Dabei zeigt: In which:
  • 1 1 ein mit einer Elektrodenschicht und einer Aluminiumschicht versehenes Substrat, A provided with an electrode layer and an aluminum layer substrate,
  • 2 2 das Substrat nach the substrate by 1 1 mit einer Vertiefungen aufweisenden Oxidschicht, with a dimpled oxide layer,
  • 3 3 die Anordnung nach the arrangement according to 2 2 mit gefüllten Vertiefungen der Funktionsschicht und with filled wells of the functional layer and
  • 4 4 ein Substrat mit einer darauf angeordneter Funktionsschicht. a substrate having disposed thereon functional layer.
  • In In 1 1 ist ein Substrat is a substrate 1 1 dargestellt, das vorzugsweise aus transparentem Glas und/oder einem entsprechenden Kunststoff gefertigt ist. shown, which is preferably made of transparent glass and / or suitable plastic. Gleichermaßen kann es sich auch um ein mehrlagiges Substrat Similarly, it may also be a multilayer substrate 1 1 handeln. act. Auf der einen Flachseite des Substrats On one flat side of the substrate 1 1 ist zuerst eine Elektrodenschicht is first an electrode layer 2 2 angeordnet, auf welcher wiederum eine metallisches Aluminium aufweisende Zwischenschicht disposed on which in turn a metallic aluminum-containing intermediate layer 3 3 aufgebracht ist. is applied.
  • Wie in As in 2 2 dargestellt wird die vorherige Zwischenschicht represented the previous intermediate layer 3 3 aus metallischem Aluminium durch ein Eloxal-Verfahren in Al 2 O 3 -haltige Oxidschicht of metallic aluminum -containing by an anodizing process in Al 2 O 3 oxide layer 9 9 umgewandelt. converted. Hierbei nimmt die Schichtdicke der vormaligen Zwischenschicht Here, taking the thickness of the former intermediate layer 3 3 zu. to. Gleichzeitig werden Vertiefungen At the same wells are 5 5 gebildet, die in diesem Fall nicht die gesamte Oxidschicht formed in this case, not the entire oxide layer 9 9 durchdringen, wie anhand der Schicht penetrate, as indicated by the layer 8 8th zwischen der Oxidschicht between the oxide layer 9 9 und der Elektrodenschicht and the electrode layer 2 2 erkennbar ist. is recognizable. Die Vertiefungen the wells 5 5 bilden in ihrer Gesamtheit eine Feinstruktur mit der erfindungsgemäßen Nanostruktur aus. form a fine structure with the inventive nanostructure in its entirety.
  • Die mittlere Öffnungsweite der Vertiefungen The mean opening width of the depressions 5 5 ist, wie vorzugsweise auch deren Tiefe, kleiner als die kleinste Lichtwellenlänge des sichtbaren Spektrums. is as preferably also the depth of which is smaller than the smallest wavelength of light in the visible spectrum. Der mittlere Abstand der Vertiefungen The average distance of the recesses 5 5 ist ebenfalls kleiner als die kleinste Lichtwellenlänge des sichtbaren Spektrums. is also smaller than the smallest wavelength of light in the visible spectrum. Der mit den Vertiefungen The wells with the 5 5 versehene Bereich bildet einen Teil einer späteren Funktionsschicht provided area forms part of a subsequent functional layer 4 4 aus, die für verschiedene Funktionen wie die Selbstreinigung der Fensterscheibe usw. auszubilden ist. , which is to be formed for different functions such as self-cleaning window glass and so on.
  • Durch diese Ausbildung der Feinstruktur haben die Vertiefungen This design of the fine structure of the wells have 5 5 allenfalls einen geringen Einfluss auf einfallendes Licht des sichtbaren Spektrums. at most a minor effect on incident light of the visible spectrum. Daher ist sowohl die Streuung von Licht innerhalb der Funktionsschicht Therefore, both the scattering of light is within the functional layer 4 4 ebenso wie die Transparenz der Fensterscheibe im sichtbaren Spektrum also allenfalls geringfügig vermindert. as well as the transparency of the window pane in the visible spectrum so only minimally reduced.
  • Zur Ausbildung der Funktionsschicht To form the functional layer 4 4 sind, wie in , as in 3 3 dargestellt, die Vertiefungen illustrated, the recesses 5 5 bevorzugt vollständig mit Funktionsmaterial preferably completely with functional material 6 6 , . 7 7 gefüllt. filled. Gegebenenfalls kann hierbei noch Gas oder andere Materialien in den Vertiefungen eingeschlossen sein, das ia aber keinen störenden Einfluss ausübt. If appropriate, gas or other materials may in this case be included in the wells, but in general has no interfering influence. Da das Funktionsmaterial Since the functional material 6 6 , . 7 7 ausschließlich in den Vertiefungen exclusively in the recesses 5 5 angeordnet ist, ist die verbleibenden Oberfläche der Funktionsschicht is disposed is the remaining surface of the functional layer 5 5 in hohem Maße eben und weist allenfalls geringe Unebenheiten auf. highly flat and has at most small unevenness. Bei dem Funktionsmaterial In the functional material 6 6 , . 7 7 handelt es sich vorzugsweise um einen hydrophilen Werkstoff und/oder Titanoxid und/oder einen enzymhaltigen Werkstoff und/oder einen Farbstoff. it is preferably a hydrophilic material and / or titanium oxide and / or an enzyme-containing material and / or a dye.
  • Wie in As in 3 3 dargestellt, ist es sinnvoll, in unterschiedlichen Vertiefungen illustrated, it is useful in different wells 5 5 unterschiedliche Funktionsmaterialien different functional materials 6 6 , . 7 7 anzuordnen. to arrange. Dadurch weist die hierbei gebildete, vorzugsweise ebene Oberfläche, der befüllten Funktionsschicht Thereby, the hereby formed, preferably planar surface of the filled functional layer 4 4 gleichzeitig mehrere Funktionen auf. simultaneously several functions. Hierdurch können die Eigenschaften der Oberfläche der so gebildeten Funktionsschicht This allows the properties of the surface of the functional layer thus formed 4 4 in vielfacher Weise verbessert werden. be improved in many ways.
  • Des weiteren unterliegen auf diese Weise die Funktionsmaterialien Furthermore, subject to this, the functional materials 6 6 , . 7 7 – bei zumindest vergleichbaren Wirkungsgraden ih rer Funktionen – allenfalls einer geringen mechanischen Belastung, wodurch ihre Verbleibzeit auf dem Substrat - wherein at least comparable efficiencies ih rer functions - most a low mechanical load, whereby its residence time on the substrate 1 1 bzw. in der Funktionsschicht or in the functional layer 4 4 erhöht ist. is increased.
  • Die gesamte in The total in 3 3 gezeigte Anordnung stellt eine Fensterscheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise eines Kraftwagens, dar. Sie ist im sichtbaren Spektrum zumindest teilweise transparent. Arrangement shown provides a window pane, in particular a windshield of a motor vehicle, preferably a motor vehicle,. It is at least partially transparent in the visible spectrum. Des weiteren kann es sich um Fensterscheiben eines Gebäudes, ein Blinkerglas, eine Armaturenabdeckung, ein Scheinwerferglas oder dergleichen handeln. Furthermore, it may be windows of a building, a turn signal lens, an instrument cover, a headlight glass or the like.
  • In In 4 4 ist eine weitere Fensterscheibe dargestellt. another window is shown. Die Fensterscheibe weist ein transparentes Substrat The window comprises a transparent substrate 1 1 auf, auf dessen einer Flachseite zuerst eine Elektrodenschicht on, on the one flat side first layer an electrode 2 2 angeordnet ist. is arranged. Diese Elektrodenschicht This electrode layer 2 2 dient in besonderer Weise außer als Stromanschluss auch zur Fixierung und damit zur Verbesserung der darauffolgenden Funktionsschicht is used in a special way other than as a power connection and for fixing and thus improve the subsequent functional layer 4 4 auf dem Substrat on the substrate 1 1 . , Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach den vorhergegangen Figuren durchdringen hier die Vertiefungen die ganze ehemalige Oxidschicht In contrast to the embodiment of the preceded figures, the recesses penetrate here all the former oxide 9 9 . ,
  • Die Funktionsschicht The functional layer 4 4 weist ebenfalls die Nanostruktur der Feinstruktur bildenden Vertiefungen likewise has the nanostructure of the fine structure forming depressions 5 5 auf, die ihrerseits wiederum mit den Funktionsmaterialien to, in turn, with the functional materials 6 6 , . 7 7 vollständig und fluchtend zur freien Oberfläche der Funktionsschicht completely and flush with the free surface of the functional layer 4 4 gefüllt sind. are filled.
  • In besonderer Weise ist die Funktionsschicht In a special way, the functional layer 4 4 eine vorgefertigte und zuerst eine Aluminiumschicht a pre-built and at first an aluminum layer 3 3 bildende Folie. forming sheet. Das Aluminium dieser Folie wird insbesondere durch ein Eloxal-Verfahren in eine Vertiefungen The aluminum foil is this particular by an anodizing method in an wells 5 5 aufweisende Oxidschicht containing oxide layer 9 9 umgewandelt, welche nach Befüllung der Vertiefungen converted, which after filling of the depressions 5 5 mit dem Funktionsmaterial with the functional material 6 6 , . 7 7 die Funktionsschicht the functional layer 4 4 bildet. forms.
  • In zweckmäßiger Weise werden auch hier unterschiedliche Vertiefungen Conveniently, are also different wells 5 5 mit unterschiedlichen Funktionsmaterialien with different functional materials 6 6 , . 7 7 befüllt. filled. Dies kann ua mittels partiellen Abdeckungen, wie bspw. mit einer aus der Herstellung von Mikroprozessoren bekannten Maskentechnik vorgenommen werden. This can be done with a device known from the production of microprocessors mask technique, among other things by means of partial covers, such as..
  • Zur Herstellung einer Fensterscheibe nach For producing a window pane according to 4 4 wird eine Zwischenschicht an intermediate layer 3 3 aus Aluminium mittels eines Eloxal-Verfahrens mit Vertiefungen of aluminum by means of an anodizing process with depressions 5 5 versehen , welche anschließend mit dem Funktionsmaterial provided that then with the functional material 6 6 , . 7 7 befüllt werden. be filled.
  • Die Funktionsschicht The functional layer 4 4 kann in diesem Fall als Halbzeug, insbesondere als Folie und daher als Meterware, vorgefertigt werden. can in this case as a semi-finished product, in particular as a film and therefore the meter can be prefabricated. Insbesondere kann eine mit den befüllten Vertiefungen In particular, a filled with the recesses 5 5 vorgesehene Folie dann auf das Substrat provided to the substrate foil then 1 1 aufgebracht und in bekannter Weise (Kleben usw.) mit diesem verbunden werden. and applied (adhesive bonding, etc.) can be connected to this in a known manner.
  • Generell können die jeweiligen Werkstoffe für die Funktionsmaterialien In general, the respective materials for functional materials 6 6 , . 7 7 und die Elektrodenschichten and the electrode layers 2 2 der einschlägigen Literatur entnommen werden. the literature are taken. Daher kann hier auf ein weiteres Eingehen darauf verzichtet werden. It can therefore be dispensed with here in further discussion.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Herstellung einer transparenten Abdeckung, insbesondere einer Fensterscheibe, vorzugsweise einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise eines Kraftwagens, welche Abdeckung im sichtbaren Spektrum zumindest teilweise transparenten ist, bei welchem Verfahren auf zumindest eine Flachseite eines Substrats zumindest bereichsweise eine Funktionsschicht aufgebracht wird, welche Funktionsschicht mit einer Feinstruktur versehen wird, dadurch gekennzeichnet , dass auf die Oberfläche eines zumindest weitgehend transparenten Substrats ( A process for producing a transparent cover, in particular a window pane, preferably a windscreen of a motor vehicle, preferably a motor vehicle, which cover the visible spectrum is at least partially transparent, in which method at least partially a function layer is applied to at least one flat side of a substrate, which functional layer with a fine structure is provided, characterized in that (on the surface of an at least substantially transparent substrate 1 1 ) eine optisch zumindest weitgehend transparente und elektrisch leitende Elektrodenschicht ( ) An optically at least largely transparent and electrically conductive electrode layer ( 2 2 ) aufgebracht wird, dass auf die Elektrodenschicht ( ) Is applied, that (on the electrode layer 2 2 ) eine Aluminium aufweisende Zwischenschicht ( ) Having an aluminum intermediate layer ( 3 3 ) aufgebracht wird, dass Aluminium der Zwischenschicht ( ) Is applied, that aluminum of the intermediate layer ( 3 3 ) unter Ausbildung von Vertiefungen ( ) (With the formation of depressions 5 5 ) oxidiert und eine zumindest weitgehend transparente Oxidschicht ( ) Is oxidized, and an at least substantially transparent oxide layer ( 9 9 ) ausgebildet wird, wozu an die Elektrodenschicht ( is formed), for which (to the electrode layer 2 2 ) eine elektrische Spannung angelegt wird, dass die Vertiefungen ( ) Is applied an electric voltage, that the depressions ( 5 5 ) mit einer mittleren Öffnungsweite, die kleiner als die kleinste Lichtwellenlänge des sichtbaren Spektrums ist, ausgebildet werden, dass die Vertiefungen ( ) Are formed having an average opening width which is smaller than the smallest wavelength of light in the visible spectrum, in that the depressions ( 5 5 ) mit einem mittleren Abstand ausgebildet werden, der kleiner ist als die kleinste Lichtwellenlänge des sichtbaren Spektrums, und dass zur Ausbildung der zumindest weitgehend transparenten Funktionsschicht ( ) Are formed by an average distance which is smaller than the smallest wavelength of light in the visible spectrum and that (to form the at least substantially transparent functional layer 4 4 ) in die Vertiefungen ( ) (In the recesses 5 5 ) Funkti onsmaterial ( ) Functi onsmaterial ( 6 6 , . 7 7 ) eingebracht wird. ) Is introduced.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Funktionsschicht ( A method according to claim 1, characterized in that (for the formation of the functional layer 4 4 ) in eine zuvor Aluminium aufweisende Folie die Vertiefungen ( ) In a previously aluminum foil having the depressions ( 5 5 ), die Feinstruktur bilden, eingebracht werden, dass in die Vertiefungen ( ), Which form the fine structure are introduced, that (in the recesses 5 5 ) das Funktionsmaterial ( ) The functional material ( 6 6 , . 7 7 ) eingebracht wird und dass zur Herstellung der Abdeckung auf eine Flachseite des Substrats ( ) Is introduced and that (on a flat side of the substrate for producing the cover 1 1 ) die vorgefertigte Folie aufgebracht wird. ) The preformed film is applied.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Aufbringung der Folie auf das Substrat ( A method according to claim 2, characterized in that prior to the application of the film (on the substrate 1 1 ) die Vertiefungen ( ), The wells ( 5 5 ) der Folie mit dem Funktionsmaterial ( ) Of the film with the functional material ( 6 6 , . 7 7 ) gefüllt werden. ) Are filled.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für die Zwischenschicht ( A method according to claim 1, characterized in that the material (for the intermediate layer 3 3 ) für die Funktionsschicht ( ) (For the functional layer 4 4 ) reines Aluminium und/oder eine A1uminium-Legierung gewählt wird. ) Of pure aluminum and / or a A1uminium alloy is selected.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für das Substrat ( A method according to claim 1, characterized in that (as a material for the substrate 1 1 ) Glas und/oder ein transparenter Kunststoff gewählt wird. ) Glass and / or a transparent plastic is selected.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Funktionsmaterial ( A method according to claim 1, characterized in that (as functional material 6 6 , . 7 7 ) für die Funktionsschicht ( ) (For the functional layer 4 4 ) hydrophiler Werkstoff und/oder Titanoxid und/oder ein enzymhaltiger Werkstoff und/oder ein Farbstoff gewählt wird. ) Of hydrophilic material and / or titanium oxide and / or an enzyme-containing material and / or a dye is selected.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen ( A method according to claim 1, characterized in that the depressions ( 5 5 ) zumindest weitgehend mit dem Funktionsmaterial ( ) At least substantially (with the functional material 6 6 , . 7 7 ) befällt werden. are attacks).
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmaterial ( A method according to claim 1, characterized in that the functional material ( 6 6 , . 7 7 ) ausschließlich in die Vertiefungen ( ) (Exclusively in the recesses 5 5 ) eingebracht wird. ) Is introduced.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche der Funktionsschicht ( A method according to claim 1, characterized in that (on the surface of the functional layer 4 4 ) zwischen den Vertiefungen ( ) (Between the recesses 5 5 ) befindlicher Werkstoff entfernt wird. ) Befindlicher material is removed.
  10. Transparente Abdeckung, insbesondere Fensterscheibe, vorzugsweise Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise eines Kraftwagens, welche Abdeckung im sichtbaren Spektrum zumindest teilweise transparent ist, mit einem Substrat, welches auf zumindest einer Flachseite zumindest bereichsweise eine darauf angeordnete Funktionsschicht aufweist, welche Funktionsschicht mit einer Feinstruktur versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zumindest weitgehend transparenten Substrat ( Transparent cover, in particular the window pane, preferably a windscreen of a motor vehicle, preferably a motor vehicle, which cover the visible spectrum is at least partially transparent, which functional layer is provided with a fine structure with a substrate, which at least partially comprises at least one flat side having thereon a functional layer, characterized in that (at least substantially between the transparent substrate 1 1 ) und der zumindest weitgehend transparenten Funktionsschicht ( ) And the at least substantially transparent functional layer ( 4 4 ) eine optisch zumindest weitgehend transparente und elektrisch leitende Elektrodenschicht ( ) An optically at least largely transparent and electrically conductive electrode layer ( 2 2 ) angeordnet ist, dass die Feinstruktur in der Funktionsschicht ( is disposed) so that the fine structure (in the functional layer 4 4 ) angeordnete und nach außen offene Vertiefungen ( ) And arranged (outwardly open depressions 5 5 ) aufweist, dass die mittlere Öffnungsweite der Vertiefungen ( ), In that the average opening width of the recesses ( 5 5 ) kleiner ist als die kleinste Lichtwellenlänge des sichtbaren Spektrums, dass der mittlere Abstand der Vertiefungen ( ) Is smaller than the smallest wavelength of light in the visible spectrum, that the average distance of the recesses ( 5 5 ) kleiner ist als die kleinste Lichtwellenlänge des sichtbaren Spektrums und dass in Vertiefungen ( ) Is smaller than the smallest wavelength of light in the visible spectrum, and (in that recesses 5 5 ) Funktionsmaterial ( ) Functional material ( 6 6 , . 7 7 ) der Funktionsschicht ( () Of the functional layer 4 4 ) eingebracht ist. ) Is introduced.
  11. Abdeckung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht ( Cover according to claim 11, characterized in that the functional layer ( 4 4 ) eine vorgefertigte Folie ist, die Vertiefungen ( ) Is a prefabricated sheet, the depressions ( 5 5 ) aufweist. ) having.
  12. Abdeckung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Vertiefungen ( Cover according to claim 12, characterized in that in the recesses ( 5 5 ) der vorgefertigten Folie bereits Funktionsmaterial ( ) Of the prefabricated film already functional material ( 6 6 , . 7 7 ) angeordnet ist. ) Is arranged.
  13. Abdeckung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ( Cover according to claim 11, characterized in that the substrate ( 1 1 ) Glas und/oder ein transparenter Kunststoff ist. is) glass and / or a transparent plastic.
  14. Abdeckung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmaterial ( Cover according to claim 11, characterized in that the functional material ( 6 6 , . 7 7 ) für die Funktionsschicht ( ) (For the functional layer 4 4 ) hydrophiler Werkstoff und/oder Titanoxid und/oder ein enzymhaltiger Werkstoff und/oder ein Farbstoff ist. is) of hydrophilic material and / or titanium oxide and / or an enzyme-containing material and / or a dye.
  15. Abdeckung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen ( Cover according to claim 11, characterized in that the depressions ( 5 5 ) vollständig mit dem Funktionsmaterial ( ) Completely (with the functional material 6 6 , . 7 7 ) befällt sind. ) Are infects.
  16. Abdeckung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmaterial ( Cover according to claim 11, characterized in that the functional material ( 6 6 , . 7 7 ) ausschließlich in den Vertiefungen ( ) (Exclusively in the recesses 5 5 ) angeordnet ist. ) Is arranged.
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