DE2854213A1

DE2854213A1 - Verfahren zur herstellung von zu isolierscheiben verarbeitbaren, infrarotreflektierenden fensterscheiben und durch das verfahren hergestellte fensterscheiben sowie isolierscheiben

Info

Publication number: DE2854213A1
Application number: DE19782854213
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dr Glaeser
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1978-12-15
Filing date: 1978-12-15
Publication date: 1980-07-17
Also published as: DE2854213C2

Description

Verfahren zur Herstellung von zu Isolier-
scheiben verarbeitbaren, infrarotreflektierenden Fensterscheiben und durch das Verfahren hergestellte Fensterscheiben sowie Isolierscheiben" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von zu Isolierscheiben verarbeitbaren Fensterscheiben, bestehend aus einer Glasscheibe mit einer sonnen- undfoder wärmerefl ektierenden Beschichtung mit der Schichtfolge Metalloxid-Metall-#etalloxid, wobei die Metalloxidschichten aus ZnO, In2O3, SnO2 oder Mischungen dieser Oxide und die Metallschicht aus Gold9 Silber oder Kupfer besteht.
Die Beschichtung von Glassubstraten mit Schichtsystemen der oben angegebenen Schichtfolge durch Vakuumaufdampfen undloder Katodenzerstäubung ist heute Stand der Technik. Die verschiedenen möglichen Kombinationen der oben angegebenen Oxide und Metall-e sind aus physikalischen, d.h. aus optischen und wärmetechnischen Gründen besonders interessant.
Bei der Beschichtung von Fensterscheiben, beispielsweise für Sonnenschutz- oder Wärmedämmzwecke, ist es heute üblich, Scheiben mit den vom Kunden vorgegebenen Abmessungen zu beschichten. Diese Scheiben werden Uberwiegend zu verklebten Isolierscheiben weiter verarbeitet, wobei das betreffende Schichtsystem geschützt im Zwischenraum zweier Fensterscheiben angeordnet werden kann. Damit jedoch der verwendete Kleber, der den Isolierscheibenrahdverbund herstellen soll, einwandfrei haftet, ist es notwendig, die Scheiben vor der Beschichtung an den Scheibenrändern abzudecken, was beispielsweise mit einem Klebstreifen bewirkt werden kann. Eine derartige Maßnahme ist jedoch mühsam und aufwendig. Außerdem versagt sie, wenn Isolierscheiben kleinerer Abmessungen durch Zerschneiden von bereits beschichteten Fensterscheiben hergestellt werden sollen.
Bei den heute vielfach eingesetzten Schichtsystemen auf der Basis von Wismutoxid und Gold läßt sich die Beschichtung an den Scheibenrändern durch eine sogenannte Flammreduktion, beispielsweise mit einer tlasserstoTf/Sauerstoff- oder mit einer Azethlen/Sauerstoff Flasme ent,ernen. Dies geschieht in der Weise, daß mit einer Lenard-Flamme des.
oben erwähnten Gasgemischs über den Scheibenrand gefahren wird und daß anschlie#end die Rückstände der zersetzten Beschichtung abgewicht oder abgebürstet werden. Eine solche Verfahrensweise ist jedoch nur auf Schichtsysteme mit einem leicht reduzierbaren Oxid wie beispielsweise Wismutoxid beschränkt. Die oben angegebenen Schichtsysteme mit Oxiden wie ZnO, In203 und SnO2lassen sich durch Flammreduktion wesentlich schwerer oder überhaupt nicht von den Scheibenrändern entfernen. Man hat sich in der Vergangenheit für die Herstellung von Isolierscheiben daher meist auf Schichtsysteme mit reduzierfähigen Oxiden beschränkt, die jedoch nicht den optischen Anforderungen in vollem Umfange genügen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Herstellverfahren für ein Schichtsystem bzw. ein Schichtsystem selbst anzugeben, welches unter Verwendung einer reduzierenden Flamme örtlich zersetzbar ist, so daß die betreffenden Fensterscheiben durch Verkleben zu Isolierscheiben verarbeitbar sind.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs angegebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch, daß zwischen der Glasscheibe und der sonnen- und/oder wärmereflektierenden Schicht eine Oxidschicht niedergeschlagen wird, die durch Einwirkung einer reduzierenden Flamme reduzierbar ist. Ganz besonders gut geeignet, weil leicht reduzierbar, ist hierfür eine Wismutoxidschicht, insbesondere mit einer Dicke zwischen 1 und 6 nm. Die Erfindung besteht somit, vereinfacht ausgedrückt, in der zusätzlichen Aufbringung einer derartigen, leicht reduzierbaren Oxidschicht. Es wurde nämlich über raschend gefunden, daß derartige leicht reduzierbare Oxide, insbesondere wenn sie in einer geringen Schichtdicke angewandt werden, eine ausreichende Wirkung im Hinblick auf die Möglichkeit der Randabflämmung haben, ohne die optischen Eigenschaften des bisher bewährten Systems negativ zu beeinflussen.
Insbesondere bei der Verwendung von Wismutoxid für die reduzierbare Schicht ist der Vorteil zu beobachten, daß diese wegen des hohen Brechungsindex von etwa 2,4 auch bei relativ geringer Schichtdicke Snterferenzwirkungen im Zusammenhang mit nachfolgend aufgebrachten Metallschichten wie Gold, Silber oder Kupfer hat. Es zeigte sich nun überraschend, daß bei Wismutoxidschichten mit einer Dicke unterhalb von 6 nm bei nachfolgender Metalloxid-Metall-Metalloxid-Beschichtung keine Farbverschiebung, d.h. eine zusätzliche, ausreichende interferenzwirkung auftrat.
Speziell bei der Verwendung von Silber für die Metallschicht hatte der Fachmann Hemmungen, zusätzlich Wismutoxidschichten einzusetzen, weil Wismutoxid-Silber-Schichtsysteme fotoempfindlich sind und bei Ultraviolett-Bestrahlung zu einer Schwärzung neigen. Bei den erfindungsgemäßen Schichtsystemen befindet sich jedoch zwischen der Wismutoxidschicht und der Silberschicht eine der üblichen Oxidschichten (ZnO, Ion203 oder SnO2) welche eine Schwärzung verhindert.
Die nachfolgend beschriebenen Schichtsysteme wurden auf einem aus Fensterglas bestehenden Substrat durch eines der üblichen Vakuumverfahren erzeugt, so daß auf eine genaue Beschreibung der Beschichtungsverfahren verzichtet werden kann: Beispiel 1: Glassubstrat 5 nm Bi-Oxid 16 nm Zn-Oxid 12 nm Ag 30 nm Zn-Oxid Beispiel 2: Glassubstrat 5 nm Bi-Oxid 12 nm In-Oxid 15 nm Au 28 nm In-Oxid Beispiel 3: Auf die passende Größe zurechtgeschnittene Fensterscheiben eines Aufbaus nach den Beispielen 1 und 2 wurden an den Rändern wie folgt gehandelt: Mit Hilfe eines Mikrobrenners wurde eine Azeth-len-Sauerstolf-Flae"t einer Lenpe von etwa 20 mm erzeugt. Der Brenner wurde mittels einer Führung mit einer Geschwindigkeit von etwa 4 mlmin. so entlang den Scheibenkanten geführt, daß die Flamme unter einem Winkel von etwa 45 Grad in Richtung der Scheibenkante brannte, und zwar streifte der reduzierende Kegel der Flamme die Beschichtung. Dabei zersetzte sich die Beschichtung in einer Breite von etwa 10 mm entlang der Scheibenkante. Die Zersetzungsprodukte konnten anschließend abgestreift oder abgebürstet werden. Um sicher zu gehen, daß die Beschichtung einwandfrei entfernt wurde, wurde der Prozeß noch ein zweites Mal durchgeführt. Die auf diese Weise am Rande von der Beschichtung befreiten Fensterscheiben konnten durch einen der üblichen Kleber einwandfrei zu Isolierscheiben verarbeitet werden. Die bearbeitungstechnischen Vorteile des Schichtsystems Wismutoxid/Gold blieben erhalten, d.h. die Beschichtung ließ sich auf die angegebene einfache Weise entfernen, wobei gleichzeitig die vorteilhaften optischen Eigenschaften der gattungsgemäßen Schich¢steme erhalten wurden.
Der prinzipielle Schichtaufbau des erfindungsgemäßen Systems ist in der anliegenden Figur dargestellt. Auf einem Substrat 1 aus Fensterglas ist zunächst eine Schicht 2 aus dem reduzierbaren Metalloxivd angeordnet, darauf folgt eine Schicht 3 aus einem der Oxide aus der Gruppe ZnO, In203 und Sn02, auf der eine Schicht 4 aus einem der Metalle Gold, Silber oder Kupfer und schließlich eine Schicht 5 angeordnet ist, die aus einem der Oxide aus der Gruppe ZnO, Ion203 und SnO2 besteht.

Claims

ANSPROCHE: Verfahren zur Herstellung von zu tsolierscheiben verarbeitbaren FensterscheiBen, bestehend aus einer Glasscheibe mit einer sonnen- undfoder wärmereflektierenden Beschichtung mit der Schichtfolge Metalloxid-Metall-Metalloxid, wobei die Metalloxidschichten aus ZnO, In203, SnO3 oder Mischungen dieser Oxide und die Metallschicht aus Gold, Silber oder Kupfer besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Glasscheibe und der sonnen- und/oder warmerefiektierenden Schicht eine Oxidschicht niedergeschlagen wird, die durch Einwirkung einer reduzierenden Flamme reduzierbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidschicht aus Wismutoxid besteht und eine Dicke von i - 6 nm, vornehmlich 5 nm, hat, so daß die Schicht keine Interferenzwirkung hat.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wismutoxtdschicht durch Vakuumbeschichtung (Aufdampfen oder Katodenzerstäubung) in der gleichen Vorrichtung wie die folgende sonnen- und/oder wärmereflektierende Beschichtung aufgebracht wird.
4. Verfahren zur Weiterverarbeitung der hergestellten Fensterscheiben zu rsolierscheixben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb der Flamme ein Acetylen-Sauerstoff-Gemisch verwendet und zur Zersetzung der Beschichtung der reduzierende Teil der Flamme über die Beschichtung geführt wird.
5. Fensterscheibe mit auf einer Seite angeordneter sonnen- und/oder wärmereflektierender Beschichtung, mit der Schichtfolge Metalloxid-MetalI-Metalloxid, wobei die Metalloxidschtcht aus ZnO, In203, SnO2 oder Mischungen dieser Oxide und die Metallschicht aus Gold, Silber oder Kupfer besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen Glasscheibe und sonnen- undfoder wärmereflektierender Schicht eine reduzierbare Oxidschicht befindet.
6. Isolierscheibe, bestehend aus mindestens zwei- Glasscheiben, von denen mindestens eine auf der Seite zum Zwischenraum mit einer sonnen- undfoder wärmereflektierenden Beschichtung versehen ist, mit der Schichtfolge Metalloxid-Metall-Metalloxid, wobei die Metalloxidschicht aus ZnO, In203, SnO2 oder Mischungen dieser Oxide und die Metallschicht aus Gold, Silber oder Kupfer besteht, dadurch gekennzeichnet , daß sich zwischen Glasscheibe und sonnen- und/oder wärmereflektierender Schicht eine reduzierbare Oxidschicht befindet.
7. Fensterscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidschicht aus Wismutoxtd besteht und eine Dicke von 1 - 6 nm hat.