DE3490337T1

DE3490337T1 - Beschichtungsverfahren zur Herstellung nicht irisierender Glasstrukturen

Info

Publication number: DE3490337T1
Application number: DE19843490337
Authority: DE
Inventors: Roy Gerald Cambridge Mass. Gordon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-01
Filing date: 1984-06-27
Publication date: 1985-08-22
Also published as: ES8600973A1; DK164043C; GB8507565D0; GB2155043A; ES543091A0; GB2155043B; IT8467762A0; CH666254A5; BR8406998A; ES534748A0; EP0150204A4; JP2589289B2; MX166608B; NL8420193A; ES8603775A1; EP0150204B1; DK144585A; DK164043B; US4595634A; SE459493B

Description

F. ENDLICH, POSTFACH 13ίβ, D -8034 QERMERING

DIPL-PHYS. F. ENDLICH

PATENTANWALT C EUROPEAN PATENT A

tf -

TELEFON: (089) 84 3Θ 38

TELEX: 52 1730pated CABLES: PATENDLICH QERMERINQ BLUMENSTRASSE 8

D-8034 QERMERING Meine Akte: G-5262 28.März 1985 E/m

Anmelder: GORDON Roy Gerald, Cambridge, Massachusetts.USA

Beschichtungsverfahren zur Herstellung nicht irisierender Glasstrukturen

Die Erfindung betrifft das Beschichten von anorganischen Substraten, wie Glas mit dünnen nicht irisierenden Überzügen. Derartige Überzüge können In erster Linie aus mit Fluor dotiertem Zinnoxid mit hohem Reflexionsvermögen, insbesondere für Infrarotstrahlung und damit verbundene Wärmestrahlung bestehen. .

Der bekannte Stand der Technik auf diesem Gebiet ergibt sich aus den US-PS 4 146 657, 4 187 336 und insbesondere aus der US-PS 4 206 252.

Der Inhalt dieser Patentschriften soll zur Erläuterung der Ausführungen in dieser Patentanmeldung herangezogen werden. In der US-PS 4 146 657 ist ein vorteilhaftes Überzugsmaterial aus Zinnoxid beschrieben sowrö ein Verfahren zur Beschichtung. Es wurde zunächst festgestellt, daß dieser verbesserte Überzug so wirkungsvoll Im Hinblick auf seine elektrischen und Infrarotstrahlung refIektiecenden Eigenschaften ist, daß er mit einer sehr geringen Dicke (beispielsweise 0,1 bis 0,8 Mikrometer) auf Glas für bauliche Zwecke verwendbar ist. Einige unerwünschte irisierende Effekte waren bei derartigen Dickenbereiche vorhanden. In der US-PS 4 187 336 sind verbesserte Verfahren und Produkte beschrieben, durch die diese Effekte weitgehend durch Verwendung dünner Zwischenschichten beseitigt werden können, welche ausgewählte Brechungsind ices besitzen und über einem Substrat wie Glas und unter der Infrarotstrahlung reflektierenden Schicht angeordnet werden. In der US-PS 4 206 252 Ist ferner ein verbessertes Verfahren beschrieben, bei dem die Zwischenschicht als eine Gradientschicht in einer kontinuierlichen Fertigungsstraße aufgebracht werden konnte, die beispielsweise bei

der kommerziellen Glasherstellung Verwendung findet.

Bei dem aus der US-PS 4 206 252 bekannten Verfahren wird eine gasförmige Mischung aus Reaktionsbestandteilen einer Reaktionszone zugeführt, durch die das heiße Substrat bewegt wird. Die Mischung wird dabei so ausgewählt, daß einige Bestandteile reagieren und schneller als andere aufgetragen werden. Deshalb ergibt sich bei der Bewegung des Substrats eine unendliche Serie von sich konstant ändernden Zusammensetzungen des Überzugs: Als Folge davon erhält das Glas einen überzug, der im Idealfall eine sich konstant ändernde Zwischenschicht zwischen dem Substrat und der leitenden Zinnoxidschicht aufweist.

Das aus der US-PS 4 206 252 bekannte Beschichtungsverfahren erfordert eine beträchtliche Sorgfalt und eine Beachtung einer ausreichenden Gasabdichtung in der Reaktionszone, durch die das heiße Glas transportiert wird; Durch die Erfindung soll erreicht werden, daß Schwierigkeiten hinsichtlich der Abdichtung in kontinuierlich arbeitenden Beschichtungsvorrichtungen weitgehend vermieden werden können. Wie im folgenden noch näher erläutert werden soll, wird durch die Erfindung nicht nur .Abdichtungsproblem gelöst, sondern auch erreicht, daß das beschichtete Glas durch eine neue Zusammensetzung der Beschichtung besonders gute, das Irisieren verhindernde Eigenschaften aufweist. Der in diesem Zusammenhang benutzte Begriff "Abdichtung" bedeutet nicht eine extrem gute Abdichtung, sondern bezieht sich darauf, den Verlust von gasförmigem Material aus der Reaktionszone möglichst gering zu machen und es in die primäre Einrichtung der Vorrichtung zuzurückzuleiten.

Es Ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes kontinuierliches Beschichtungsverfahren zur Ausbildung irisierende Effekte vermeidender Beschichtungen zwischen einem Gtassubstrat und einem dünnen überzug zu schaffen, der beispielsweise aus Zinnoxid besteht.

Ferner soll durch die Erfindung an Verfahren angegeben werden, bei. dem gasförmige Reaktionsbestandteile in einer Reaktiooszone benutzt werden, durch die das Glassubstrat kontinuierlich transportiert wird, die jedoch unempfindlich gegenüber Leckverlusten von Reaktionsbestandteilen durch die öffnungen ist, durch die das Glas hindurchtransportiert wird.

Ferner soll eine beschichtete Glasstruktur geschaffen werden, die eine dünne Beschichtung aus im fernen Infrarotbereich reflektierenden Material aufweist und die kontinuierlich in einer Beschickungsvorrichtung mit zentraler Zuführung ausgebildet werden kann.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wurden neue nicht

irisierende Glasstrukturen gefunden, die sich, riiiridestens in ihrer spezifischen Struktur von bekannten nicht irisierenden überzügen unterscheiden.

Die Zielsetzungen der Erfindung und die neue Glasstruktur werden im wesentlichen durch die Verwendung eines Verfahrens mit zentraler Zufuhr erreicht, bei dem zwei gasförmige reagierende Zusammensetzungen der Reaktionszone zugeführt werden, wobei die dazwischenliegende, irisierende Effekte verhindernde Schicht (Zwischenschicht genannt) auf das Glas aufgetragen wird: Jede gasförmige Zusammensetzung ist unterschiedlich zusammengesetzt und jede Zusammensetzung bewegt sich entlang dem Glas zu einem gegenüberliegenden Ende der Reaktionszone. Deshalb besteht die Zwischenschicht aus zwei Beschlchtungsanteilen, deren Zusammensetzung durch die Art der gasförmigen Zusammensetzung bestimmt wird, aus der eine Ausscheidung erfolgt. Ein wesentliches Merkmal dieses Verfahrens Ist darin zu sehen, daß weder die Abdichtung der Reaktionszone an der Eintrittstelle des Glases nocht die Abdichtung der Reaktionszone an der Austrittsstelle des Glases erforderlichst, um eine mit Reaktionsbestandteilen angereicherte Zusammensetzung abzudichten. Lediglich Zusammensetzungen, die weitgehend hinsichtlich kritischer. Konzentrationen von Reaktionsbestandteilen erschöpft sind, bevor sie diese Abdichtungen erreichen,werden bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung benutzt. Bei einem derartigen Verfahren ist die Benutzung von gaszurückhaltenden Druckgefällen oder anderen Maßnahmen dieser Art im Bereich der Abdichtungen nicht erforderlich. Dadurch wird die Abdichtuogskonstruktion weniger kritisch. Das Verfahren weist eine Anzahl von weiteren Vorteilen auf. Beispielsweise kann die Transportgeschwindigkeit des Glases höher als bei bekannten Beschichtungsverfahren sein.

Unter weitgehender Erschöpfung ist dabei ein Zustand zu verstehen, bei dem eine nicht ausreichende Menge von Reaktionsbestandteilen vorhanden,-ist, um einen beträchtlichen Unterschied hinsichtlich der optischen Eigenschaften des Glases zu erzielen, falls gewisse Leckverluste an den abgedichteten Enden der Reaktionszone auftreten.

Die bevorzugte Durchführung des beschriebenen Verfahrens basiert auf der Feststellung eines Überzugs, der ein vorteilhaftes Profil des Brechungsindex aufweist.

Es wurde festgestellt, daß sehr gute nicht irisierende Eigenschaften erzielt werden können, wenn zweistufige überzüge mit einem Gradienten geschaffen werden, welche selbst Brechungsindices zwischen 1,6 und 1,7 (am nächstem dem Glas) und 1,8 bis 1,9 (am weitesten entfernt von dem Glas) aufweisen, selbst wenn ein spezieller Gradient von einem oder beiden Überzügen konträr zu dem

primären Aufwärtstrend des Brechungsindex von dem Glassubstrat zu der Beschichtung aus Zinnoxid verläuft. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß eine spezielle Modifikation der Zweikomponenten-Zwischenschichten gemäß der US-PS 4 187 336 bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendbar sind.

Bei der Auswertung der Ergebnisse eines derartigen Verfahrens hat es sich gezeigt, daß die genaue Form oder der Anstieg des Profils des Brechungsindex bei Schichten mit einer Dicke von 1/4 Wellenlänge keine besondere Form aufweisen muß. Beispielswelse der Idealisierte und bevorzugte Anstieg der Kurve in Fig. 4 kann durch den Anstieg der Kurven in den Flg. 5, 6 ersetzt werden, wobei weiterhin irisierende Effekte des fertigen Glasprodukts in ausreichender Welse verhindert werden können.

Es handelt sich dabei um vorteilhafte Weiterbildungen im Vergleich zu der US-PS 4 187 336, wobei die Zwischenschicht aus zwei Schichten mit t/4 Wellenlänge zusammengesetzt ist,mit einem durchschnittlichen Brechungsindex von etwa 1,63 bzw. 1,861. ·

Beispeilsweise kann die Dicke jeder der beiden Schichten mit einer Dicke von 1/4 Wellenlänge In einer irisierende Effekte vermeidenden Zwischenschicht In bekannter Weise wie folgt berechnet werden:

Konstruktionswellenlänge/(Brechungsindex) (4) = Dicke

Eine Abweichung von etwa 25% kann zugelassen werden, aber das Verfahren kann in einfacher Weise derart gesteuert werden, daß diese Grenze nicht überschritten wird.

In der Praxis wird die Konstruktionswellenlänge als sichtbare Wellenlänge mit etwa 550 Nanometer ausgewählt. Die Benutzung einer derartigen Wellenlänge als Konstruktionskriterium ist zufriedenstellend für die Bestimmung der Faktoren zur Unterdrückung von irisierenden Effekten.

Das beschriebene Verfahren kann auch in Kombinations mit anderen Verfahrensschritten benutzt werden, um eine geeignete Konstruktion der irisierende Effekte vermeidenden Zwischenschicht, zu erzielen. Wenn beispielsweise die Zwischenschicht aus vier Beschichturjgsantellen zusammengesetzt ist, können zwei Zentralfluß-Konfigurationen in Serie angeordnet werden, und vierstufige Unterschichten können benutzt werden, um die Zwischenschicht zu bilden, wobei ein Verfahren zum Herstellen eines einzigen Überzugs verwendet werden kann, welches demjenigen in der US-PS 4 187 336 entspricht, um eine dritte Unterschicht mit geeigneter Dicke herzustellen.

-jr-

Trotzdem wird Jedoch angenommen, daß mit Ausnahme spezieller Umstände das wirtschaftlichste Verfahren die Verwendung von zwei Unterschichten ist, welches Ausführungsbeispiel in Verbindung mit Fig. 2 noch näher erläutert werden soll.

Obwohl das Verfahren speziell in Verbindung mit Unterschichten beschrieben wird, die aus Siliziumoxid und Zinhoxid bestehen, kann eine Beschichtung auch ohne weiteres mit Hilfe anderer Materialien zur Herstellung der Unterschichten erfolgen, beispielsweise unter Verwendung von Mischungen aus Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Indiumoxid, Germaniumoxid und Gallimoxid, wie in der Tabelle B in der US-PS 4 187 336 beschrieben ist, welche Unterschichten Brechungsindizes zwischen 1,62 und 1,65 aufweisen, welche also zur Ausbildung von einer oder zwei Unterschichten im größten Abstand von einem typischen Glassubstrat verwendbar sind. Die von dem Glas.weiter entfernte Unterschicht kann ferner aus vielen Mischungen hergestellt werden, einschließlich solchen wie in Tabelle C der US-PS 4 187 336 beschrieben sind.

Anhand der Zeichnugn soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schemätische Schnittansicht durch eine Beschickungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Glasscheibe, die mit dem Verfahren gemäß der Erfindung beschichtet wurde;

Fig. 3 eine grafische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 4, 5 und 6 weitere grafische Darstellungen zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung; und

Fig. 7 eine grafische Darstellung zur Erläuterung, das nur Teile der Zwischenschicht einen abfallenden Brechungsindex aufweisen können.

Fig. 1 zeigt eine Beschickungsvorrichtung 10, der eine heiße Glasbahn in einer Fertigungsstraße zugeführt werden kann, wobei/sfch beispielsweise um eine Fließglas-Fertigungsstraße handeln kann.

Die Beschlchtungsvorrichtung 10 weist einen Einlaß 12 für eine Glasbahn 14 auf, eine erste Reaktionszone 16, eine zweite Reaktionszöne 18, sowie einen Auslaß 20 für die Glasbahn. Den Reaktionszonen 16 und 18 wird eine gasförmige Reaktionsmischung über Verteilerrohre 22 und 24 zugeführt, an welchen eine Zuführöffnung 26 beziehungsweise 28 ausgebildet ist. Die über das Verteilerrohr 22 und die Zuführöffnung 26 zugeführte Reaktionsmischung

strömt entgegengesetzt zu der Transportrichtung des Glases in der Reaktionszone 16 zu einer Austrittsöffnung 30 in eine Auslaßleitung 32.

Die über das Verteilerrohr 24 und die äiführöffnung 28 zugeführte Reaktionsmischung strömt in Transport richtung entlang der Glasoberfläche in der Reaktipnszone 18 zu einer Austrittsöffnung 34 in einer Auslaßleitung 36. Die beiden Reaktionsmischungen werden so ausgewählt, daß ein dünner Überzug mit dem gewünschten Brechungsindex und einer Dicke aufgetragen wird, die einer optischen Dicke an 1/4 Wellenlänge entspricht. Bei der Herstellung der nicht irisierenden Überzüge ist eine Reaktionsmischung von besonderem Interesse, die durch die Reaktionszone 16 strömt, mit der eine Schicht mit einem relativ niedrigen Brechungsindex aufgetragen wird, sowie eine durch die Reaktionszone 18 strömende Reaktionsmischung, mit der eine Schicht mit einem verhältnismäßig hohen Brechungsindex aufgetragen wird. Die Reaktionsmischungen werden derart ausgewählt, daß sie weitgehend erschöpft sind, bevor sie den Auslaß oder die Austrittsöffnungen erreichen.

Die Gesamtlänge der Vorrichtung von dem Gaseinlaß zu dem Gasauslaß wird zweckmäßigerweise derart ausgewählt, daß diese etwa 300 mm beträgt. Die Vorrichtung wird an Stützrohren 38 angeordnet. Die Reaktionsgeschwindigkeit und die anderen Reaktionsbedingungen in den Reaktionszonen werden beträchtlich verbessert, wenn die Oberflächen der Vorrichtung 10 in der Reaktionszone auf einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur gehalten werden, um eine Auftragung von Überzugsmaterial auf diesen Oberflächen zu verhindern. Deshalb wird ein Kühlmittel wie gasförmiger Stickstoff zwei Kühlkammern 40 zugeführt, von denen jede einer der beiden Reaktionszonen 16 beziehungsweise 18 zugeordnet ist. Das Kühlgas tritt durch öffnungen 42 aus Kühlmittelleitungen 44 ein. und tritt durch Auslaßöffnungen 46 aus.

Der Zwischenraum im Bereich des Einlasses 12 und des Auslasses 20 wird zur Vermeidung von größeren Leckverlusten durch Abdichtelemente 52 aus flexiblem Faserglas abgedichtet. Wenn die Reaktionsmischuhgen derart ausgewählt werden, daß sie in der Nähe der Austrittsöffnungen nahezu erschöpft sind, ist die Abdichtung bei diesem Verfahren nicht besonders kritisch. Eine thermische Isolierschicht 56 trägt dazu bei, eine geeignete Temperatur der Vorrichtung beim Aufdampfen einzuhalten, indem die Auslaßleitungen für heißes Gas von dem gekühlten Gehäuse 54 thermisch isoliert werden. Die Vorrichtung kann einen Abstand von etwa 6 mm von der Glasoberfläche aufweisen. Die Glasbahn wird In üblicher Weise entlang ihrer Länge durch Transportrollen 58 abgestützt.

Im folgenden soll eine geeignete Kombination von Reaktionsmischungen beschrieben werden, von denen diejenige, die in der Reaktionszone 16 ausgeschieden wird, Material mit einem verhältnismäßig niedrigen Brechungsindex aufweist, während die Mischung, aus der in der Reaktionszone 18 ausgeschieden wird, einen verhältnismäßig hohen Brechungsindex aufweist.

Die erste Mischung enthält:

Volumenprozent 1,2 Dimethoxytetramethyl-Disilan 0,4

Tetramethylzinn 1,2

Bromotrifluormethan 2,0

Trockene Luft Rest

Die zweite Mischung enthält:

1,2 Dimethoxytetramethyl-Disilan 0,15

Tetramethylzinn 1,5

Bromotrifluormethan 2,0

Trockene Luft Rest

Das Glas wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 cm pro Sekunde durch die Reaktionszone transportiert und hat beim Eintritt in die Reaktionszone eine Temepratur von etwa 580 C. Die Gasmischungen werden mit einer Menge entsprechend etwa 2 Liter pro Sekunde pro Meter der Breite der Vorrichtung mit einer Temperatur von etwa 300 C zugeführt. Die Oberfläche der Vorrichtung über dem Glas'wird auf einer Temperatur von etwa 350 C gehalten.

Fig. 3 zeigt den Verlauf des Brechungsindex des Materials der aufgetragenen Beschichtung In Abhängigkeit von dem Abstand von der Glasoberfläche. Der abfallende Bereich der Kurve entspricht der Unterschicht 60a in Fig. 2 und der ansteigende Bereich der Kurve entspricht der Unterschicht 60b in Fig. 2.

Fig. 2 zeigt eine mit dem Verfahren gemäß der Erfindung beschichtete Glasscheibe 59, die eine aus zwei Unterschichten bestehende Zwischenschicht 60 zur Vermeidung von irisierenden Effekten aufweist, die auf der Oberfläche der Glasscheibe 64 aufgetragen ist und über der eine Schicht 62 aus Zinnoxid aufgetragen ist.

Es wurde festgestellt, daß bei dem Verfahren gemäß der Erfindung die Verwendung von Dialkoxypolysilanen vorteilhaft ist. Diaikoxypermethyipoiysiiane, insbesondere Methoxy-endständige Dimethoxypermethylpoiysiiane sind besonders gut geeignet, well sie eine erhöhte Aufdampfgeschwindigkeit und eine geringere Eritzündlichkeit im Vergleich zu Tetramethyldisilan aufweisen. Derartige

Materialien haben die Formen:

MeO(M .Si) OMe
ei η

wobei η einen Wert zwischen etwa 2 und 10 aufweist. Werte von η zwischen 2 und 6 ermöglichen eine sehr gute Reaktion und Auftragsgeschwindigkeit. Die optimale Anzahl von Silizium enthaltenden Gruppen kann sich bei unterschiedlichen Auftragungsraten unterscheiden. Der Dampfdruck fällt mit ansteigenden Werten von h ab und hat bei einer gegebenen Vorrichtung gewöhnlich eine obere Grenze des Werts von n, welcher. Verbindungen definiert, die verdampft werden können. Beispielsweise beim Verdampfen der Dialkoxy-Verbindung in Stickstoff al.is Trägergas und Verdünnungsmitteln vor der Mischung mit Luft, ermöglicht die Verwendung von höheren Verdampfungstemperaturen, weil die Sauerstoffmenge verringert ist und weniger Sauerstoff für eine frühzeitige Reaktion mit der Silanverbindung verfügbar ist. In der Praxis können Zusammensetzungen mit einer Mischung von Reaktionsbestandteilen mit unterschiedlichen Werten von η ohne wesentliche Probleme benutzt werden. Es ist zu beachten, daß die niedrigeren Alkoxy-Verbindungen wie die bevorzugten Methoxy-Verbindungen oft zu der Ausscheidung eines silikonhaltigen Materials führen, was bedeutet, daß beträchtliche Kohlenstoff-Silizium-Bindungen in dem Überzug verbleiben: Die relative Größe dieses Effekts kann sich bei Änderung der Temperatur und bei Vorhandensein von Verunreinigungen beträchtlich unterscheiden. Damit wird jedoch nicht die Wirksamkeit des Verfahrens und der damit hergestellten Produkte beeinträchtigt, obwohl es deshalb zweckmäßig ist, den Brechungsindex von Produkten zu überwachen, die bei unterschiedlichen Bedingungen hergestellt werden, damit festgestellt werden kann, ob der Brechungsindex innerhalb geeigneter Grenzen liegt. Bei dem beschriebenen Verfahren müssen jedoch zur Herstellung von Produkten mit geeignetem Brechungsindex nur Toleranzen der optischen Dicke von etwa plus-minus 25% vorgesehen werden, um eine ausreichende Unterdrückung irisierenden Effekte zu ermöglichen.

Es ist vorteilhaft, wenn das anfänglich aufgetragene Material mindestens etwa 60% Siliziumoxid enthält, bezogen auf den gesamten Oxidgehalt. Wenn dies nicht der Fall ist, ist es zweckmäßig, eine dünne Schicht von etwa 10 bis 100 Angström Dicke auf die Glasoberfläche aufzutragen, bevor die ,Zwischenschicht aufgetragen wird.

Nach Auftragung der aus zwei Unterschichten bestehenden Zwischenschicht wird ein mit Fluor dotierter überzug aus Zinnoxid, vorzugsweise mit einer Dicke von 0,1 bis 0,4 Mikrometer aufgetragen, um eine ausreichende Reflektlon

von ferner Infrarotstrahlung zu erzielen.

Der besondere Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine effiziente Herstellung von transparenten Scheiben erfolgen kann, die mit einem sehr dünnen Überzug von etwa 0,2 bis 0,7 Mikrometer Dicke aus mit Fluor dotiertem Zinnoxid überzogen werden können, um eine Reflexion von Infrarotstrahlung zu ermöglichen. Dies kann mit'Glasscheiben erzielt werden, die klar sind oder eine sehr geringe Tönung aufweistn, sowie mit Glasscheiben, die keine metallischen Tönungen aufweisen und die weder grau, bnonzefarbig oder sonstwie dunkel getönt sind, und selbst die Sichtbarkeit von irisierenden Effekten weitgehend unterdrücken können.

Die Gesamtdicke der dualen Zwischenschicht und der Zwischenschicht und der Infrarotstrahlung reflektierenden Schicht liegt zwischen 0,3 bis 1 Mikrometer. Dickeres Material bewirkt lediglich eine Verringerung der Durchlässigkeit für sichtbares Licht.

Eine eine Trübung verhindernde Schicht aus amorphem Material, die vorzugsweise aus Siliziumoxid oder Siliziumoxynitrid besteht, kann zwischen der Oberfläche der Glasscheiben und der dualen Zwischenschicht vorgesehen Werden; Siliziumoxid wird bevorzugt;

Die Schicht der näher zu der Glasoberfläche liegenden Zwischenschicht hat gewöhnlich einen durchschnittlichen Brechungsindex , der etwa der folgenden idealisierten Formel entspricht:

0.26 0.74
η =n η .

a se gl

wobei η der Brechungsindex eines äußeren Überzugs wie Zinnoxid ist und

SC

η . der Brechungsindex des Glases ist. Die weiter entferntere Zwischenschicht hat einen durchschnittlichen Brechungsindex, der durch die Formel

0.74 026
Vⁿsc "gl
gegeben ist, wobei η der Brechungsindex der oberen Schicht ist, die aus

SC ■ ■

Zinnoxid bestehen kann, und η . der Brechungsindex des Glases ist. Die berechneten Brechungsindizes liegen zwischen 1,6 und 1,7 für η und zwischen 1,8 und 1,9 für n. , wenn der obere Überzug einen Brechungsindex von etwa 2 und das Glas einen Brechungsindex von etwa 1,5 hat.

Claims

DlPL-PHYS. RENDLICH PATENTANWALT 3 Δ 9 Π 3 3 jj EUROPEAN PATENT ATTORNEY TELEFON: (089) 84 3β 38 TELEX: 52 1730 pate d CABLES: PATENDLICH QERMERINQ F. ENDLICH, POSTFACH 13 20, D-8034 QERMERINQ BLUMENSTRASSE β D-8034 GERMERING 28. März 1985 E/AX Meine Akte: G-5262 Anmelder: GORDON Roy Gerald, Cambridge, Massachusetts, USA Patentansprüche

1. Aus mindestens einer transparenten Glasplatte bestehende Struktur, auf der

a) eine erste anorganische Schicht (62) aus Infrarotstrahlung reflektierendem Material vorgesehen ist, welches Material ein transparentes Halbleitermaterial ist und normalerweise irisierende Farbeffekte bei Beleuchtung durch Tageslicht aufweist;

b) eine Zwischenschicht (60) zwischen der Glasoberfläche und der ersten Schicht vorgesehen ist, durch welche zweite Schicht irisierende Farbeffekte der ersten Schicht verringert werden, indem mindestens zwei zusätzliche Zwischenflächen vorgesehen sind, die zusammen mit der Masse der zweiten Schicht Licht derart reflektieren und brechen, daß die Sichtbarkeit von irisierenden Farbeffekten bei Beleuchtung durch Tageslicht verringert ist,

c) welche Zwischenschicht (60) einen mittleren Brechungsindex aufweist, der angenähert durch die Quadratwurzel des Vielfachen der Brechungsindizes des Glases und der ersten Schidht definiert ist, wobei

d) die Zwischenschicht (60) aus zwei Unterschichten (60a,60b) zusammengesetzt ist, von denen jede eine Dicke entsprechend etwa 1/4 Wellenlänge von Licht aufweist, das im Vakuum eine Wellenlänge von etwa 500 Nanometer hat, wobei

e) die Unterschicht mit höherem Brechungsindex weiter von der Glasoberfläche entfernt ist, und wobei die Verbesserung vorgesehen ist, daß

f) mindestens eine Unterschicht einen Teil aufweist, in dem deren Brechungsindex mit steigendem Abstand von der Glasoberfläche abfällt.

2. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex in jeder Unterschicht mit steigendem Abstand von der Glasoberfläche abfällt.

3. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Unterschicht einen abgestuften Verlauf des Brechungsindex aufweist, der mit steigendem Abstand von der Glasoberfläche abfällt, und daß der Brechungsindex der anderen Unterschicht mit steigendem Abstand von der Glasoberfläche ansteigt.

4. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Unterschicht ein Maximum des Brechungsindex in einem Bereich aufweist, der einem Bereich mit ansteigender Dicke entspricht, und daß danach der Brechungsindex bei weiter ansteigendem Abstand von der Glasoberfläche abnimmt.

5. Verfahren zur Herstellung einer Glasplatte, die eine dünne obere transparente Schicht aus elektrisch leitendem Oxid aufweist, bei welchem Verfahren eine dünne irisierende Effekte verringernde transparente Zwischenschicht über der Glasoberfläche und unter dem Oxid aufgetragen wird, wobei

a) eine aus zwei Unterschichten bestehende Zwischenschicht ausgebildet wird, von denen jede eine Dicke entsprechend etwa 1/4 Wellenlänge aufweist, wobei aber eine Zwischenschicht einen Brechungsindex hat, der größer als derjenige der anderen Zwischenschicht ist,

b) zwei Reaktionsmischungen über die Glasoberfläche etwa von dem Zentrum einer Reaktionszone zugeführt werden, durch die das Glas transportiert wird, und wobei

c) die Strömungsmuster jeder dieser Mischungen derart ausgebildet werden, daß die eine Reaktionsmischung entgegengesetzt der Transportrichtung des Glases strömt und die andere Reaktionsmischung in Richtung der Transportbewegung des Glases strömt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die

Reaktionsmischungen, die Strömungsraten und die Glastemperatur derart ausgewählt werden, daß die Reaktionsmischungen weitgehend erschöpft sind, wenn sie die beiden Endbereiche der Reaktionszone erreichen.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Reaktionsmischung derart ausgewählt wird, daß sie eine Zwischenschicht ausbildet; deren Brechungsindex größer als derjenige des Glases ist; welcher Brechungsindex jedoch mit ansteigender Dicke der Zwischenschicht von der Glasoberfläche abfällt.

8: Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht auf einem transparenten Substrat ausgebildet wird, das aus klarem Glas oder Glas mit geringer Tönung besteht, daß die Glasplatte frei von metallischen, grauen, bronzefarbenen oder anderen dunklen Tönungen ist, welche eine Unterdrückung der Sichtbarkeit irisierender Effekte ermöglichen. . .

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Auftragen der Zwischenschicht und das folgende Auftragen der Zinnoxidschicht eine Gesamtschichtdicke zwischen 0,3 bis 1 Mikrometer hergestellt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 5,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine amorphe, eine Trübung verhindernde Schicht direkt auf die Glasoberfläche aufgetragen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 5, 8 oder 9, bei dem zwei Unterschichten als Zwischenschichten aufgetragen werden und

a) die eine näher zu der Glasoberfläche liegende Schicht einen effektiven

Brechungsindex aufweist, der etwa durch die Formel

0.26 0.74 . .μ

na*n η . gegeben ist, und#

se gi ■

b) eine zweite näher zu der folgenden Beschichtung liegende Schicht aufgetragen wird, die einen Brechungsindex aufweist, der angenähert durch die Formel

nb=n " η . * gegeben ist,

se gi

wobei η der Brechungsindex der ersten Schicht und η . der Brechungsindex des Glases ist.

12. Verfahren nach..Anspruch »ΛΟ, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Schicht aus Siliziumoxid besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 5; 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung bis zu einer derartigen Dicke und mit derartigen Materialien erfolgt, daß für die Struktur ein Farbsättigungswert unter 8 erzielt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 5, 8 oder 9, bei dem bei der vorhergehenden Beschichtung zwei Schichten ausgebildet werden, und

a) die eine Schicht, die näher zu der Glasoberfläche liegt, einen effektiven mittleren Brechungsindex in einem Bereich zwischen etwa 1,6 und 1,7 aufweist,

b) eine zweite Schicht, die näher zu der folgenden Schicht liegt, einen

. effektiven mittleren Brechungsindex in einem Bereich zwischen etwa 1,8 und 1,9 aufweist,

und wobei die folgende Schicht einen Brechungsindex von etwa 2 und das Glas einen Brechungsindex von etwa 1,5 hat.

15. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht und die darüberliegende Zinnoxidschicht mit einer derartigen Dicke ausgebildet werden, daß die Gesamtdicke zwischen 0,3 und 1 Mikron Hegt.

16. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem als Zwischenschicht zwei Schichten ausgebildet werden und .

ä) die eine Schicht, die näher zu der Glasoberfläche liegt, einen effektiven Brechungsindex aufweist, der angenähert der Formel

na=n " η . * ■ entspricht und
se gl

b) die zweite Schicht, die näher zu der folgenden Schicht liegt, einen effektiven Brechungsindex aufweist, der angenähert der Formel

. 0.74 , 0.26 . . . .

nb=n η . entspricht,

se gl

17. Verfahren zum Beschichten eines Substrats, bei dem das Substrat und aus einer Reaktionszone durch abgedichtete (aber nicht hermetisch abgedichtete) Durchtrittsöffnungen bewegt wird, wobei das Substrat mit einer Mischung aus gasförmigen Reaktionsbestandteilen In der Reaktionszone in Berührung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmischung in dem zentralen Bereich der Reaktionszone zugeführt wird, und daß eine derartige Strömung der Reaktionsmischung verursacht wird, daß diese entlang dem Substrat zu dem abgedichteten Bereich mit einer solchen Strömungsrate strömt, daß die Reaktionsbestandteile weitgehend aufgebraucht sind, bevor sie in die Nähe der nicht hermetisch abgedichteten Durchtrittsöffnungen gelangen.