DE4400208A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bilden einer Beschichtung durch Pyrolyse - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildung einer Metallbeschich­ tung oder einer Beschichtung mit einer Metallverbindung durch Pyrolyse auf einer Oberfläche eines sich bewegenden heißen Glassubstrats, indem diese Oberfläche mit einem gasförmigen Reagenz in Kontakt gebracht wird, wobei die Vorrichtung umfaßt: Stützeinrichtungen zum Befördern des Substrats durch eine Beschichtungskammer, Mittel zur Zufuhr und Verteilung von Reagenzgas zur Beschichtungskammer und Mittel für den Auslaß von Abgas aus der Beschichtungskammer und ein Verfahren zur Bildung einer Beschichtung von Metall oder Metallverbindung auf einem sich bewegen­ den heißen Glassubstrat durch Pyrolyse eines Reagenzes in der gasförmigen Phase.

Die auf einem heißen Glassubstrat durch Pyrolyse gebildete Beschichtung von Metall oder Metallverbindung wird verwendet zur Veränderung der scheinbaren Färbung des Glases und/oder zum Zeigen anderer Eigenschaften, die gegenüber einfallender Strah­ lung notwendig sind, z. B. die Eigenschaft infrarotes Licht zu reflektieren. Für diese Zwecke kann eine Einzelbeschichtung oder eine Mehrfachbeschichtung auf dem Glas­ substrat verwendet werden. Beispiele wären Beschichtungen aus Zinnoxid SnO₂, Zinnoxid SnO₂ dotiert mit Fluor, Titandioxid TiO₂, Titannitrid TiN, Siliciumnitrid Si₃N₄, Siliciumdioxid SiO₂ oder SiO_x, Aluminiumoxid Al₂O₃, Vanadiumpentoxid V₂O₅ oder Wolframoxid WO₃ oder Molybdänoxid MoO₃ und ganz allgemein Oxide, Sulfide, Nitride oder Carbide und eine Schicht aus zwei oder mehreren dieser Beschichtungen.

Die Beschichtung kann auf einer Glasscheibe gebildet werden, die sich in einem Tunnelofen bewegt oder auf einem Glasband während dessen Bildung, während es noch heiß ist. Die Beschichtung kann innerhalb des Kühlofens gebildet werden, welcher der Glasbandbildungsvorrichtung folgt oder innerhalb des Float-Tanks auf der Oberseite des Glasbandes, während letzteres in einem Bad von geschmolzenem Zinn schwimmt.

Zur Bildung einer Beschichtung wird das Substrat in einer Beschichtungskammer mit einem gasförmigen Medium in Kontakt gebracht, welches eine oder mehrere Sub­ stanzen in gasförmiger Phase enthält. Die Beschichtungskammer wird mit einem Reagenzgas durch einen oder mehrere Spalte beschickt, wobei deren Länge mindestens gleich zu der zu beschichtenden Breite ist, wobei das Gas durch eine oder mehrere Ausströmdüsen zugeführt wird. Abhängig vom Typ der zu bildenden Beschichtung und von der Reaktivität der verwendeten Substanzen, falls verschiedene Substanzen ver­ wendet werden müssen, werden diese entweder in Form eines Gemischs durch eine einzelne Ausströmdüse in die Beschichtungskammer über einen Spalt oder getrennt durch verschiedene Ausströmdüsen über verschiedene Spalte verteilt.

Verfahren und Vorrichtungen zum Bilden einer solchen Beschichtung sind z. B. im französischen Patent Nr. 2 348 166 (BFG Glassgroup) oder in der französischen Patentanmeldung Nr. 2 648 453 A1 (Glaverbel) beschrieben. Diese Verfahren und Vorrichtungen führen zur Bildung von besonders starken Beschichtungen mit vorteilhaf­ ten optischen Eigenschaften.

Es ist jedoch durch diese Arbeitsweise schwierig, Überzüge zu bilden, die gleichmäßig über die Breite des Substrats sind, wenn das Substrat eine große Oberfläche ist, z. B. wie die Oberfläche eines Bandes von Float-Glas, das sich mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit bewegt. Dann findet sich mangelnde Gleichförmigkeit in der Ver­ teilung dieses Überzuges über die gesamte Oberfläche des zu beschichtenden Substrats, was z. B. zu abwechselnden Streifen führt, deren sichtbares Aussehen, vor allem bei Reflexion, entweder in der Färbung oder im Grad der Reflexion unterschiedlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Gleichförmigkeit der Abscheidung einer Beschichtung, die durch Pyrolyse ausgehend von einer oder mehre­ ren Substanzen in der gasförmigen Phase bewirkt wird.

Es wurde gefunden, daß diese und andere vorteilhafte Aufgaben erreicht werden können, wenn die Mittel zur Verteilung des Reagenzgases zur Beschichtungskammer eine Ausstoßdüse umfassen, die eine Spaltöffnung hat, die sich direkt in die Beschich­ tungskammer öffnet, wobei die longitudinalen Innenwände des Spaltes praktisch parallel zueinander sind, der Spalt sich quer zum Weg des Substrats erstreckt, die Länge des Spaltes wenigstens praktisch gleich der Beschichtungsbreite des Substrats ist (d. h. der Breite des Teils des Substrats, der beschichtet werden soll), und die Innenwände der Ausstoßdüse einen kontinuierlichen zusammenführenden, also konvergenten Weg umgrenzen, um den Fluß von Reagenzgas dazu zu bringen, daß er mit den Abmessun­ gen der Öffnung des Spalts übereinstimmt und wobei der Konvergenzwinkel dieses konvergenten Weges eine angegebene Grenze an keinem Punkt übersteigt.

Somit wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zur Bildung einer Beschichtung von Metall oder Metallverbindung durch Pyrolyse auf einer Oberfläche eines sich bewe­ genden heißen Glassubstrats bereitgestellt, indem man diese Oberfläche in Kontakt mit einem gasförmigen Reagenz bringt, umfassend: Stützeinrichtungen zum Befördern des Substrats durch eine Beschichtungskammer, Mittel zur Zufuhr und Verteilung von Reagenzgas zur Beschichtungskammer und Mittel zur Abfuhr von Abgas aus der Beschichtungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verteilung von Reagenzgas zur Beschichtungskammer eine Ausstoßdüse umfassen, die einen Spalt hat, der sich direkt in die Beschichtungskammer öffnet, wobei die longitudinalen Innenwän­ de des Spaltes praktisch parallel zueinander sind, der Spalt sich quer zum Weg des Substrats erstreckt, und die Länge dieses Spalts wenigstens praktisch gleich ist der Beschichtungsbreite des Substrats und worin die Innenwände der Ausstoßdüse einen kontinuierlichen konvergenten Weg umgrenzen, um den Fluß von Reagenzgas mit der Abmessung der Öffnung des Spaltes in Übereinstimmung zu bringen, wobei der Konvergenzwinkel (α) dieses Konvergenzweges 14° an keinem Punkt übersteigt.

Es wurde gefunden, daß dann, wenn man dieser Bedingung bezüglich des Konvergenz­ winkels der Innenwände der Ausstoßdüse folgt, ein gleichmäßiger Fluß von Reagenzgas mit der Abmessung der Öffnung des Spalts übereinstimmt, und die Verteilung der Beschichtung über die Oberfläche des Substrats gleichmäßiger war und die Streifen leichter vermieden werden konnten. Es wird angenommen, daß dieser Vorteil auf die Tatsache zurückzuführen sein könnte, daß diese Begrenzung des Winkels den Fluß des Reagenzgases in der Düse in Form einer quasi laminaren Strömung unterstützt. Es ist überraschend, daß eine laminare Strömung in einer Ausstoßdüse die Bildung einer gleichförmigen Beschichtung unterstützt. Tatsächlich ist erstens an diesem Punkt das Reagenzgas noch nicht in Kontakt mit dem Substrat. Zweitens werden, vor allem wenn mehrere Reagenzien notwendig sind, um die Schicht zu bilden, Turbulenzbewegungen in den Leitungen erzeugt, welche Gas führen, um ein inniges Mischen des gasförmigen Reagenz zum Zweck der Verbesserung seiner Homogenität zu unterstützen und so eine gleichmäßige Behandlung zu erzielen.

Die europäische Patentschrift EP-A-365 240 (Pilkington PLC) beschreibt eine Vor­ richtung zur Abscheidung einer Beschichtung auf die Oberfläche eines sich bewegenden Bandes von heißem Glas. Die Vorrichtung umfaßt eine Düse in Form eines konver­ gierenden fächerförmigen Verteilers, der Reagenzgas auf einen engen Spalt richtet, der sich über die Breite des zu beschichtenden Glasbandes erstreckt. Das Reagenzgas geht von dem Innenschlitz durch eine Verengung für den Gasstrom bevor es in die Beschich­ tungskammer eintritt. Im Gegensatz zu dieser Anordnung sieht die vorliegende Erfin­ dung vor, daß sich der Spalt direkt in die Beschichtungskammer öffnet. Während die in der EP-A-365 240 beschriebene Anordnung zur Bildung einer Beschichtung beitra­ gen kann, bei welcher das allgemeine Aussehen über die Breite des Glasbandes verhält­ nismäßig gleichmäßig ist, wenn sie auf makroskopische Weise geprüft wird, kann durch die vorliegende Erfindung eine streifenfreie Beschichtung erleichtert werden, wo die Gleichmäßigkeit auch von einem kleinen Teil bis zum nächsten kleinen Teil der Breite der Beschichtung bestätigt werden kann.

Der kontinuierliche Konvergenzweg hat vorzugsweise einen Konvergenzwinkel, der 9° an keinem Punkt übersteigt. Dieses Merkmal gestattet die Abscheidung einer noch gleichmäßigeren Beschichtung. Um das Erfordernis für übermäßigen Raumbedarf zu vermeiden, ist der Konvergenzwinkel an jedem Punkt wenigstens 4°. Dieses Merkmal erleichtert die Vereinheitlichung des Stroms über die Breite des Spalts auf Grund der Druckzunahme, die durch einen genügenden Konvergenzgrad bewirkt wird. Im idealen Fall bilden die Longitudinalwände des Konvergenzteils der Ausstoßdüse einen stumpfen Dieder, dessen diedrischer Winkel Konvergenzwinkel genannt wird. Dies ist eine einfache Weise, durch welche ein regulärer kontinuierlicher konvergenter Strömungs­ weg erzielt werden kann. Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die Ver­ teilungsmittel wenigstens eine Ausbreitvorrichtung zum Ausbreiten des Stroms des gasförmigen Reagenzes, das einen divergenten Weg zur Verbreiterung des Stroms von Reagenzgas von seinen Abmessungen am Austritt aus den Vorratsmitteln auf eine Abmessung gleich wenigstens einem Teil der Länge des Spaltes führt. Diese Kon­ struktion begünstigt die wirksame Verteilung der Gaszufuhr zur Düse. Die Innenwände der Ausbreitvorrichtung oder -vorrichtungen definieren vorzugsweise einen Divergenz­ winkel, der 14° nicht übersteigt, am meisten bevorzugt nicht mehr als 9° an jedem Punkt, um eine gleichmäßigere Zufuhr zur Düse zu erzielen.

Es wurde gefunden, daß die geringe Divergenz den Gasstrom daran hindert, von den Wänden der Ausbreitvorrichtung abgestreift zu werden, so daß die Bildung von Wirbel­ bewegungen verhindert wird. Während das Abstreifen des Gasstroms von den Wänden der Ausbreitvorrichtung vermieden wird, vermindert die Befolgung dieser Bedingung auch das Risiko der Bildung von Bereichen, in denen der Strom von Reagenzgas fast stationär ist. Im Falle eines hochgradig reaktiven Gases oder eines Gases, das leicht unter der Einwirkung von Hitze zersetzlich ist, könnte dies zur Bildung von flüssigen oder festen Abscheidungen führen, die leicht Defekte in der Beschichtung bilden.

Vorzugsweise stellen die Ausbreitvorrichtungen und die Düse eine einzige Komponente dar, wobei die Ausbreitvorrichtungen die Düse mit Reagenzgas versorgen. Dies vermeidet das Erfordernis von Übergangszonen zwischen den Ausbreitvorrichtungen und der Düse, was eine Störung im Strom des reaktiven Gases bewirken könnte.

Vorzugsweise bildet jede der longitudinalen Wände der Ausstoßdüse ein einziges Stück mit der entsprechenden Wand der Ausbreitvorrichtung, die im wesentlichen in Form von abgeschnittenen gleichschenkligen Dreiecken geschnitten sind, um die Ausbreitvor­ richtungen zu bilden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Einlaßquerschnitt jeder Ausbreitvorrichtung kreisförmig oder rechteckig (z. B. praktisch quadratisch) und der Auslaßquerschnitt ist ein langes Rechteck, das mit wenigstens einem Teil des Ein­ laßquerschnitts der Ausstoßdüse übereinstimmt bzw. dazu paßt.

Im Gegensatz zu den vorher vorgeschlagenen Anordnungen, wie sie in Fig. 12 von US- P-5122 394 (Lindner/Atochem North America Inc.) gezeigt sind, in welcher zwei reaktive Gaszufuhrsysteme zur Beschichtung eines Substrats von großer Breite mitein­ ander verbunden sind, sorgt die vorliegende Erfindung vorzugsweise dafür, daß die Verteilungsmittel mehrere Ausbreitvorrichtungen umfassen, die miteinander verbunden sind, um die gasförmigen Reagenzien über die gesamte Länge der Düse zu verteilen, wobei es ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß der Spalt sich über die gesamte Beschichtungsbreite des Substrats erstreckt. Der Vorteil dieses Merkmals ist die gleichmäßige Zufuhr von reaktivem Gas zu einem Spalt von einiger Länge. Die mehrfachen Ausbreitvorrichtungen sind vorzugsweise miteinander in einem Abstand von wenigstens 10 cm und vorzugsweise wenigstens 15 cm von diesem Spalt verbunden. Dieser Abstand vermeidet, daß die Verbindungen zwischen benachbarten Zufuhren zu einem Verlust an Gleichmäßigkeit der Beschichtung führen können.

Die Düse endet in einem Spalt, der sich direkt in die Beschichtungskammer öffnet. Der Spalt unterscheidet sich von der Ausstoßdüse und der Ausbreitdüse dadurch, daß er parallele Wände hat. Vom Strom des reaktiven Gases durch den Spalt wird angenom­ men, daß er nicht laminar ist, wobei der Vorteil der Erfindung bezüglich der Erzeu­ gung von gleichmäßigen Beschichtungen von der quasi laminaren Strömung durch die Ausstoßdüse stammt. Während der Spalt in Reihe, also in line mit der Ausstoßdüse sein kann, ist auch die Verwendung eines Spaltes, der in einem Winkel zur Ausstoßdüse angeordnet ist, oder die Verwendung eines Spalts der einen nicht geraden Weg für den Gasstrom liefert, ebenfalls möglich. Um die parallele Anordnung der Wände des Spaltes aufrechtzuerhalten, müssen Verstrebungen in gewissen Abständen angeordnet sein, die entgegengesetzte Wände des Spaltes miteinander verbinden. Um die Wirkung dieser Verstrebungen auf die Gleichmäßigkeit des Gasstroms durch den Spalt zu vermindern, sollte die Anzahl der Streben auf einem Minimum gehalten werden, und ihr Profil sollte so sein, daß sie dem Gasstrom nur einen geringen Widerstand bieten. Streben mit einem Querschnitt von wassertropfenförmiger Art haben sich für diesen Zweck als geeignet erwiesen.

Die longitudenalen Innenwände des Spaltes bilden vorzugsweise mit der Ebene der Bewegung des Substrats einen Winkel von zwischen 20° und 40°. Vorzugsweise ist der Spalt einstückig mit der Düse selbst.

Der Spalt sollte einen Weg für den Gasstrom von solcher Länge haben, der ausreicht, um einen flachen Strahl von reaktivem Gas zu bilden, das in die Beschichtungskammer eintritt, je nach der Menge an Gasstrom. Es wurde gefunden, daß für eine Gasstrom­ menge von 1 m³/cm Spaltbreite/Stunde ein Gasstromweg im Spalt von 40 mm bis 200 mm geeignet ist. Der Abstand zwischen den Spaltwänden hat vorzugsweise eine Abmessung, die wenigstens sechsmal kleiner ist als der Gasstromweg im Spalt.

Die axiale Ebene der Düse kann in einem Winkel von zwischen 20°und 40° zur Bewegungsebene des Substrats geneigt sein. Vorzugsweise ist die axiale Ebene der Düse praktisch senkrecht zur Bewegungsebene des Substrats, um Überfüllung zu ver­ meiden.

Es ist schwierig, den Dampf gleichmäßig über große Entfernungen zu verteilen. Um eine gleichmäßige Beschichtung über die gesamte Breite eines Glasbandes (z. B. etwa 3 m) abzuscheiden, wäre es offenbar möglich, einige Dampfverteilungsspalte, die verhältnismäßig kurz sind, z. B. 70 cm, Seite an Seite anzubringen, so daß auf diese Weise die gesamte Breite des Glases besetzt wird. Dies führt jedoch zu einer bedeuten­ den Schwierigkeit, da die Vereinigung der Gasströme, die von den verschiedenen Spalten kommen, Defekte in der Gleichmäßigkeit der Beschichtung hervorrufen, die auf dem Glas abgeschieden wird. Dieses Problem wird in Ausführungsformen der vor­ liegenden Erfindung durch die Verwendung eines einzigen Spaltes gelöst, der sich über die gesamte Beschichtungsbreite des Glases erstreckt.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zur Bildung einer Beschichtung aus Metall oder Metallverbindung auf einem sich bewegenden heißen Glassubstrat durch Pyrolyse eines Reagenzes in der gasförmigen Phase, das dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasstrom gebildet wird, indem eine Ausstoßdüse versorgt wird, die eine Spaltöff­ nung direkt in der Beschichtungskammer hat, wobei die longitudinalen Innenwände des Spaltes praktisch parallel zueinander sind, und der Spalt sich über wenigstens praktisch die gesamte Beschichtungsbreite des Substrats erstreckt und zwar mit einem gasförmi­ gen Medium, das eine oder mehrere Substanzen in der gasförmigen Phase umfaßt, eine Substanz oder Substanzen, die in einer chemischen Reaktion oder einer Zersetzung unter Bildung dieses Metalls oder dieser Metallverbindung auf dem Substrat unter­ liegen, und das Substrat in Kontakt mit diesem Gasstrom gebracht wird, der durch diesen Spalt ausgestoßen wird und daß der Konvergenzwinkel (α) des Gasstroms an jedem Punkt längs seines Weges innerhalb der Ausstoßdüse gleich oder weniger als 14° ist.

Es wurden zwei Arten von Einrichtungen entwickelt, welche die kontinuierliche "in­ line"- Bildung einer Beschichtung durch die Pyrolyse eines Reagenzes oder von Rea­ genzien in der Dampfphase (CVD) auf einem Band von heißem Glas gestatten, das nach dem Floatverfahren hergestellt wird. Die zwei Arten von Einrichtungen zur Abscheidung einer Beschichtung können als eine asymmetrische Einrichtung und eines symmetrische Einrichtung bezeichnet werden.

Eine asymmetrische Einrichtung wurde schon in den Patentbeschreibungen GB 1524326 und GB 2033374 (BFG Glassgroup) beschrieben, während eine symmetrische Ein­ richtung in den Patentbeschreibungen GB 2234264 und GB 2247691 (Glaverbel) beschrieben wurde.

Die Einrichtungen gemäß der Erfindung umfassen bessere und verbesserte Merkmale im Vergleich mit den vorher beschriebenen. Beide Arten von Einrichtungen können über dem Glasband angebracht sein, nachdem es aus dem Float-Tank austritt oder über dem Glas, während es sich noch in dem Float-Tank befindet.

Sie ermöglichen, daß praktisch die gesamte Breite des Glasbands, z. B. etwa 3,20 m, bedeckt wird.

Diese Einrichtungen können abnehmbar sein. Sie können daher angebracht werden, um beschichtetes Glas zu erzeugen und, wenn immer nötig, weggenommen werden.

Ein System zur Abscheidung einer Schicht in einem Float-Tank kann Einrichtungen enthalten, die eine genaue Geometrie sicherstellen und sogar bei hohen Temperaturen funktionieren, die in einem Float-Tank vorherrschen. Die Beschichtungsauftragsvor­ richtung kann an ein Laufgestell bzw. Untergestell gekoppelt sein, welches eine Vielzahl von Rollen hat, die derart angepaßt sind, um in feste Leitbalken einzugreifen. Insbesondere kann das Laufgestell mittels vier Rollen auf zwei Leitbalken laufen (IBM 350). Diese Balken können gerippt sein mit komplementären flachen Stellen, die einen doppelten Zweck haben: Erhöhung des Trägheitsmoments sowohl senkrecht als auch waagrecht, und auch Kanäle bilden, in welchen Wasserzirkulation vorgesehen sein kann, was es möglich macht, eine identische Geometrie der Vorrichtung sowohl bei Umgebungstemperatur als auch bei hoher Temperatur aufrechtzuerhalten. Das Laufge­ stell kann durch wenigstens eine, z. B. zwei U-förmige Rollen geführt werden, die auf einen ersten Leitbalken oder einer Schiene laufen, während die lateralen Bewegungen durch wenigstens eine, beispielsweise zwei zylindrische Rollen ermöglicht werden, die auf einem zweiten Leitbalken laufen, um alle transversalen wellenförmigen Bewegun­ gen in den Laufbahnen zu kompensieren.

Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung weiterhin Mittel zur Einstellung der Höhe der Beschichtungskammer über dem Glassubstrat. Somit können Kolben bzw. Druckstangen vorhanden sein, um den Abstand zwischen dem Glas und dem Dach der Beschich­ tungskammer auf einen Abstand, der im allgemeinen weniger als 50 mm beträgt (vor­ zugsweise zwischen 3 und 30 mm) einstellen zu können.

Der Float-Tank kann mittels eines Balgsystems abgeschlossen bzw. abgedichtet sein, und zwar an dem Punkt, wo die Vorrichtung durchgeht.

Die Vorrichtung kann weiter Mittel zum Abfangen von Streuablagerungen in der Beschichtungskammer umfassen, z. B. einen oder mehrere Metallstäbe, die unterhalb dem Gewölbe der Beschichtungskammer angeordnet sind. Eine solche Vorrichtung ist der Gegenstand der Patentanmeldung mit der Priorität der britischen Patentanmeldung Nr. 9300400.0 vom 11. Januar 1993, die gleichzeitig angemeldet wird und den Titel "Vorrichtung und Verfahren zum Bilden einer Beschichtung durch Pyrolyse" und das interne Aktenzeichen G 3907 hat.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei denen:

Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt einer asymmetrischen Einrichtung gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 1A einen schematischen Querschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 1 zeigt;

Fig. 2 einen Querschnitt ähnlich Fig. 1A einer alternativen asymmetrischen Einrichtung gemäß der Erfindung, die sich zur Beschichtung eines breiteren Glassubstrats eignet, zeigt;

Fig. 3 ein Detail eines Teils der Einrichtung, die in Fig. 2 gezeigt ist, und zwar in Richtung III von Fig. 2 zeigt;

Fig. 4 einen vertikalen Querschnitt einer symmetrischen Einrichtung gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 5 ein Detail eines Teils der in Fig. 4 gezeigten Einrichtung zeigt;

Fig. 6 ein Detail des gleichen Teils der in Fig. 5 gezeigten Einrichtung, und zwar gesehen in Richtung VI von Fig. 5, zeigt;

Fig. 7 eine alternative Ausführungsform eines Teils der in Fig. 4 gezeigten Einrichtung, zeigt;

Fig. 8 ein Detail des gleichen Teils der Einrichtung wie in Fig. 7 gezeigt, und zwar betrachtet in Richtung VIII von Fig. 7, zeigt;

Fig. 9 in vergrößerter Ansicht eine alternative Konstruktion eines Teils einer Einrichtung gemäß der Erfindung zeigt, und

Fig. 10 in vergrößerter Ansicht eine weitere alternative Konstruktion für einen Teil einer Einrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

Die Fig. 1 und 1A zeigen eine gesamte asymmetrische Einrichtung, welche drei Hauptteile umfaßt:

(i) zwei Ausströmdüsen 10 für verdampftes oder gasförmiges Reagenz, wobei jede eine Höhe von 85 cm hat und einen Spalt 12a, 12b beinhaltet, wobei jeder Spalt einen Gasstromweg von 15 cm, eine Öffnungsgröße von 8 mm und einen Abstand zwischen den Spaltwänden von 4 mm hat;
(ii) eine Beschichtungskammer 14 oberhalb des Glases 16, welche aus einer flachen Wölbung besteht, die einen nach unten offenen Kanal definiert; und
(iii) einen Spalt 18 zum Herausziehen bzw. Herausleiten der verwendeten Dämpfe.

Das Glasband 16 wird durch Rollen 20 unterstützt und in der mit Pfeil A gezeigten Richtung angetrieben.

Der Dampfstrom in der Beschichtungskammer 14 entlang des Glases 16 wird haupt­ sächlich durch Saugen gesteuert.

Wenn ein heißes Reagenz mit dem Glas 16 an einem Punkt außerhalb des Float-Tanks in Kontakt gebracht werden muß, ist die gesamte Einrichtung vorzugsweise isoliert.

Die Anzahl der aufeinanderfolgenden Reagenzzufuhrspalte 12a, b hängt von der Natur der zu bildenden Beschichtung ab. Die Spalte 12a, b sind in Richtung der Beschich­ tungskammer 14 geneigt.

Die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Strömungsmenge von Dampf oder Gas über die Breite des Substrats wird auch durch den Parallelismus der Wände 24 der Einlaß­ spalte 12a, b und des Auslaßspaltes 18 erleichtert.

Die Vorrichtung kann oberhalb des Glases 16 plaziert sein, so daß die Reagenzien in der Richtung der Bewegung A des Bandes oder in entgegengesetzter Richtung strömen.

Die Zufuhreinrichtungen für die gasförmigen Reaktanten werden durch ein Zuleitungs­ rohr 22 verbunden mit einem Adapter 26, welcher in die Düse 10 führt, gebildet. Die Längswände 34 des konvergierenden Teils der Ausstoßdüse 10 bilden einen abge­ schnittenen Dieder 11, dessen Diederwinkel oder Konvergenzwinkel (α) 9° ist, wobei dieser Konvergenzwinkel (α) in transversalen Sinn des Spaltes 12a, b bestimmt ist. Der geringe Konvergenzwinkel (α) bewirkt eine reibungslose Wiederverteilung des Drucks des Ausstoßgasstroms in laminarer Weise ohne plötzliche örtliche Veränderungen im Druck. Dies trägt zur Gleichmäßigkeit der Beschichtung bei.

Die Wölbung oder das Dach 38 der Beschichtungskammer 14 befindet sich in einem Abstand von 20 mm von dem Glas 16. Die Länge der Beschichtungskammer 14 ist so gewählt, daß das Reagenz mit dem Glas 16 für 6 bis 10 Sekunden in Kontakt bleibt. In der Praxis wird die Länge der Beschichtungskammer 14 ein für allemal ausgewählt, gemäß der am häufigsten gebräuchlichen Bewegungsgeschwindigkeit des Glases 16 - z. B. etwa 14 m/min. für 4 mm Glas - und die Konzentration des Reagenzes wird, wann immer es nötig ist, gemäß der Natur und der Dicke der zu erhaltenden Beschich­ tung eingestellt.

Die Einrichtung ist mittels Kohlefaserdichtungen, wenn sich die Apparatur in einem Float-Tank befindet, oder durch Refrasil®- oder Cerafelt®-Schürzen abgedichtet, die möglicherweise mit Borcarbid imprägniert sind, wenn die Einrichtung außerhalb dem Float-Tank angeordnet ist. Die Einrichtung kann auch, wenigstens stromaufwärts, durch das Vorliegen einer Gasdichtung abgedichtet sein (siehe Bezugszahl 244 in Fig. 4), welche den Eintritt von Umgebungsatmosphäre in die Beschichtungskammer verhindert.

Um Verschmutzung der Beschichtungskammer 14 durch Streuablagerungen zu verhin­ dern, die auf das Glas 16 fallen können und Fehler in der darauf gebildeten Beschich­ tung erzeugen können, enthält die Apparatur ein System zum Abfangen von Streu­ ablagerungen. Wie in unserer gleichzeitigen Patentanmeldung vom gleichen Tag (auf die oben Bezug genommen ist) mit dem internen Aktenzeichen G 3907 beschrieben. Metallstäbe 40 aus Edelstahl sind unterhalb der Wölbung 38 der Beschichtungskammer 14 angeordnet. Diese Stäbe sammeln vorzugsweise das feste Material, das sich über dem Glas 16 bildet und leiten die Gasströme von der Wölbung weg, welche sauber bleibt. Die Stäbe bewegen sich quer dazu, wie sich das Glas 16 bewegt, was es mög­ lich macht, den verschmutzten Teil fortschreitend zu entfernen und ihn durch einen sauberen Teil zu ersetzen. Anstelle der querliegenden Stäbe ist es möglich ein Kabel zu verwenden, das sich in einer geschlossenen Schleife bewegt. Diese Vorrichtung ist besonders brauchbar bei Einrichtungen unter Verwendung heißer Reagenzien.

Die Einrichtung ist aus geglühten Metallstücken gebildet, die miteinander eher durch Bolzen fixiert sind als durch Verschweißen, um Verzerrung durch Hitze zu vermeiden.

In den in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen sind mehrere Zufuhren vor­ gesehen, die längs eines Spaltes 112 angeordnet sind. Die spezielle Geometrie der Zufuhren verteilt den reaktiven Dampf homogen längs eines einzigen Spaltes 112, der die gesamte Beschichtungsbreite eines Glasbandes (fast 3 m lang) einnimmt, um den Spalt gleichmäßig mit reaktiven Dämpfen zu versorgen.

Die Zufuhrmittel für die gasförmigen Reaktionspartner bestehen aus sechs kreisförmi­ gen Zufuhrrohren 122, die mit sechs Pyramiden 128 verbunden sind, die in den Spalt 112 führen. Der Einlaßquerschnitt 129 jeder Pyramide 128 ist ein Rechteck von 10 cm × 20 cm. Um zum Auslaßquerschnitt der Zufuhrrohre 122 zu passen sind Adapter 126 vorgesehen. Der Auslaßquerschnitt jeder Pyramide 128, der durch die imaginäre Linie 130 dargestellt ist, ist ein längliches Rechteck, das zu einem Teil des Einlaßquerschnitts der Ausstoßdüse 110 paßt, wie durch die imaginäre Linie 132 angezeigt wird.

Die sechs Pyramiden 128 bilden Ausbreitvorrichtungen, deren divergierende Innenwän­ de 136 zwischen ihnen einen Divergenzwinkel (β) von 14° definieren, wobei dieser Divergenzwinkel (β) im longitudinalen Sinn des Spalts 112 bestimmt ist. Die Aus­ breitvorrichtungen zusammen mit den Adaptern 126 verbreitern den Strom von Rea­ genzgas von dessen Abmessung am Austritt der Zufuhrrohre 122 auf eine Abmessung, die gleich der Länge des Spalts 112 ist. Die Pyramiden 128 und die Adapter 126 bilden zusammen die Verteilungsmittel, welche von den Zufuhrrohren 122 zur Ausstoßdüse 110 führen.

Die Längswände 134 (siehe Fig. 3) des konvergierenden Teils der Ausstoßdüse 110 und der sechs Pyramiden 128 bilden einen abgeschnittenen Dieder 111, dessen Diederwin­ kel oder Konvergenzwinkel (α) 9° beträgt, wobei dieser Konvergenzwinkel (α) in transversalen Sinn des Spalts 112 bestimmt ist. Jede Längswand 134 der Ausstoßdüse bildet ein einziges Stück mit den entsprechenden Wänden der sechs Pyramiden, das praktisch in Form von abgeschnittenen gleichschenkligen Dreiecken zur Bildung der sechs Pyramiden geschnitten ist.

Die niederen Divergenz- und Konvergenzwinkel α, β ermöglichen einem Gasstrom ohne Trennung von den Wänden zu fließen und daher ohne irgendwelche Wirbel und begünstigen die Vergleichmäßigung von Druck.

Die Zufuhrvorrichtung macht es möglich, von mehreren Zufuhrrohren 122 mit einem kreisförmigen Querschnitt zu einem einzigen rechteckigen Querschnitt überzugehen, wie in der Spalt 112 hat.

Diese Vorrichtung hat beträchtliche Vorteile, da sie es ermöglicht, eine homogene Verteilung von Dampf zu erzielen, ohne irgendeinen unnötigen Verlust am Kopf oder Bereiche von Stagnation einzuführen, wo Korrosion der Materialien der Vorrichtung erfolgen könnte.

Die Höhe des Dieders 111, welcher die Verbindung der sechs Pyramiden zum Spalt 112 bildet (größenordnungsmäßig 20 cm) ist so gewählt, daß man einen guten Kom­ promiß zwischen der Erzeugung eines gleichmäßigen Stroms und der Größe der Vor­ richtung erzielt. Die Höhe der Ausbreitvorrichtung, d. h. der Pyramiden 128, ist 60 cm.

Die Abgabe von Gas durch jedes Zufuhrrohr 122 kann einzeln mittels Ventile 123 gesteuert werden, was sich als brauchbar für die Steuerung der transversalen Gleichmä­ ßigkeit der Dicke der Beschichtung erweist. Auf diese Weise ist es möglich, die Existenz von transversalen Temperaturgradienten zwischen der Mitte und den Rändern des Glasbandes in Rechnung zu ziehen und sie zu kompensieren.

Die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Strömungsgeschwindigkeit von Dampf oder Gas über die Breite des Substrates wird auch durch die Parallelität der Wände 124 der Einlaßspalte 112 erleichtert. Diese Parallelität wird durch Vorhandensein der Streben 125 mit einem Profil in Form eines Wassertropfens aufrechterhalten, die mit ihrem breitesten Teil stromaufwärts gegen die Gasströmung gerichtet sind. Die Wahl dieser Geometrie vermindert oder beseitigt die Bildung eines Schwanzes von unterschiedli­ chem Druck stromabwärts von den Streben. Eine Strebenhöhe von 29 mm und eine größte Breite von 12 mm hat sich als geeignet erwiesen. Es wird bevorzugt, daß die Streben 125 genügend weit weg vom Ausgang des Spaltes liegen, um die Bildung von Streifen auf der Beschichtung zu vermeiden. Vorzugsweise ist dieser Abstand wenig­ stens 7 cm. Andererseits sollten die Streben 125 nicht zu weit weg vom Ausgang des Spaltes angeordnet sein, da sie sonst keine hinreichende Steifigkeit liefern, um entlang der Länge des Spaltes einen konstanten Abstand aufrechtzuerhalten. Vorzugsweise ist diese Distanz weniger als 15 cm, vorteilhafterweise zwischen 8 und 12 cm, z. B. 10 cm. Überdies wird ein Abstand zwischen den Streben von etwa 25 cm angewandt (in den Figuren zur besseren Klarheit übertrieben).

Die Einführung des Reagenz in sein Trägergas erfolgt an einer rohrförmigen Leitung 122 an einer Stelle, die vor ihrer Verbindung mit dem Adapter 126 liegt. Dieses Rohr ist mit Venturi-Rohren 127a, 127b ausgestattet. Am Hals des ersten Venturi-Rohrs 127a wird z. B. Zinnchlorid SnCl₄ zerstäubt und dies wird vom heißen Stickstoff mitge­ schleppt, und das Trägergas/Dampfgemisch wird fertiggestellt, indem es durch ein zweites Venturi-Rohr 127b geht. Das gleiche gilt für die Einführung von Wasserdampf in ein anderes Rohr.

Wenn die Einrichtung zur Abscheidung einer Beschichtung auf einem Glasband benutzt wird, wenn letzteres den Float-Tank verlassen hat, kann die gesamte Maschine auf ein Chassis gestellt werden, welches die Heizelemente für die Trägergase und das Rohr­ werk für die Verbindung der heißen Gase mit den Adaptern 126, welche die Spalte 112 versorgen, umfaßt.

Wenn man die senkrechten Abmessungen der Einrichtung verringern will, wird das vertikale Pyramidensystem durch Pyramiden 128 ersetzt, die zur Ebene des Substrats in der gleichen Ebene wie die Spalte 12a, b in Fig. 1 geneigt sind.

Die in Fig. 9 gezeigte Abänderung kann in die Einrichtung von Fig. 1 oder Fig. 3 eingepaßt werden. Bei dieser Abänderung hat die Düse 410 einen größeren oberen konvergenten Teil 460 mit einer axialen Ebene, die sich praktisch senkrecht zur Oberfläche des zu beschichtenden Substrats erstreckt und einen kleineren unteren Konvergenzteil 462, dessen axiale Ebene zur Beschichtungsoberfläche geneigt ist, wobei die Wände 464 des unteren konvergenten Teils einstückig und kontinuierlich mit den parallelen Wänden 424 des Spalts 412 sind. Streben 425 sind im unteren konver­ genten Teil 462 der Düse 410 angeordnet, um die parallele Anordnung der Wände 424 über die Breite der Vorrichtung aufrechtzuerhalten.

Die in Fig. 10 gezeigte Abänderung kann in die Einrichtung von Fig. 1 oder Fig. 3 eingepaßt werden. Bei dieser Abänderung hat eine Ausstoßdüse 510 einen Spalt 512, dessen axiale Ebene sich in einer Richtung erstreckt, die zur Beschichtungsoberfläche geneigt ist. Der Spalt 512 wird durch parallele Seitenwände 524 gebildet, von denen jede eine Stufe 565 umfaßt, die einen oberen Spaltteil 566 und einen unteren Spaltteil 567 definiert. Im oberen Spaltteil 566 sind die Wände 524 weiter voneinander entfernt als im unteren Spaltteil 567. Streben 525 sind im oberen Spaltteil 566 des Spaltes 512 angeordnet, um die parallele Anordnung der Wände 524 über die gesamte Breite der Vorrichtung zu gewährleisten.

Beispiele - Asymetrisch

Die folgenden Beispiele zeigen die Verwendung einer asymmetrischen Einrichtung, wie z. B. in Verbindung mit den Fig. 1, 1A, 2 und 3 beschrieben.

Diese Einrichtung ermöglicht es, z. B. Beschichtungen von Zinnoxid SnO₂, Zinnoxid SnO₂ dotiert mit Fluor, Titandioxid TiO₂, Titannitrid TiN, Siliciumnitrid Si₃N₄ und allgemein ausgedrückt Oxide, Sulfide, Nitride oder Carbide aufzutragen.

Um Beschichtungen von Zinnoxid SnO₂ oder Titandioxid TiO₂ zu bilden, werden zwei aufeinanderfolgende Spalte 112 verwendet. Das Reagenz mit dem Metall (Sn oder Ti) (eingespeist beim ersten Spalt 112a) ist ein Tetrachlorid, welches bei Raumtemperatur flüssig ist, und in einem Strom wasserfreiem Träger-Stickstoffgas bei etwa 600°C verdampft ist. Die Verdampfung wird durch die Zerstäubung dieser Reagenzien in dem Trägergas erleichtert.

Um das Oxid herzustellen, werden die Moleküle von Tetrachlorid in Anwesenheit von Wasserdampf gebracht, der zu dem zweiten Spalt 112b geführt wird. Der Wasserdampf ist auf etwa 600°C überhitzt und wird auch in ein Trägergas injiziert, welches auf etwa 600°C erhitzte Luft ist. SnO₂ kann z. B. unter Verwendung der Anteile von SnCl, und H₂O, die in der britischen Patentbeschreibung GB 2026454 (Glaverbel) angegeben sind, gebildet werden.

Im Fall der Bildung von leitendem Zinnoxid SnO₂ ist das Dotierungsmittel Fluor: HF wird zu dem Wasserdampf hinzugefügt. Der HF-Partialdruck ist pHF = 0,2 pSnCl₄. Auch ein anderes Dotierungsmittel kann eingeführt werden: flüssiges Antimonchlorid SbCl₅, welches direkt mit dem Zinnchlorid SnCl₄ gemischt wird, mit welchem es in jedem Verhältnis mischbar ist. Die Anwesenheit von Antimonchlorid SbCl₅ macht es möglich, die Beschichtung aus Zinnoxid SnO₂ zu färben, welche dann etwas Sonnen­ bestrahlung im nahen Infrarot absorbieren (und reflektieren) kann.

Die Gasströmrate (Trägergas + Reagenz) in jedem Spalt 112 ist 1 m³/cm Spalt/Stunde bei der Betriebstemperatur.

Um Beschichtungen von Zinnoxid SnO₂ oder Titandioxid TiO₂ aufzutragen, ist Inconel 600 oder wahlweise eine sogar feuerfestere Legierung (Hastalloy) für die Teile der Vorrichtung ausgewählt worden, die im Kontakt mit Zinnchlorid SnCl₄ oder Titan­ chlorid TiCl₄ sind, und Monel 400 für den Wasserdampf- und HF-Spalt.

Die gebildete Schicht ist gleichmäßig, sowohl bei Untersuchung in makroskopischer Weise über die gesamte Breite des beschichteten Substrats als auch, wenn benachbarte Zonen geprüft werden. Die Beschichtung ist streifenfrei.

Die symmetrische Einrichtung, die in den Fig. 4, 5 und 6 gezeigt ist, umfaßt einen zentralen Reagenzinjektionsspalt 212, auf dessen jeder Seite eine Beschichtungskammer 214a, 214b ist, die aus einem Kanal besteht, der mit einem Saugspalt 218a, 218b verbunden ist. Diese symmetrische Einrichtung nimmt praktisch die gesamte Breite des Glases 16 ein.

Mehrere Merkmale der Vorrichtung sind ähnlich wie sie unter Bezugname auf die asymmetrische Einrichtung von Fig. 1, 1A, 2 und 3 beschrieben sind: Einspritzen von Reagenz in das Trägergas mittels Venturi-Rohren und Aufrechterhaltung der Parallelität der Injektions- und Saugspalte mittels "Wassertropfen"-Verstrebungen 225.

Die in Fig. 4 gezeigte symmetrische Einrichtung ist 3 m lang und ist so konstruiert, daß sie keine Abweichung hat, die 1 mm übersteigt, selbst in Hochtemperaturumge­ bung.

Die Einrichtung eignet sich zur Abscheidung einer Beschichtung aus Reagenzien, die kalt gehalten werden müssen bis zu dem Zeitpunkt, wenn sie in Kontakt mit dem heißen Glas 16 kommen. Die Vorrichtung umfaßt nur einen einzigen Reagenzzufuhr­ spalt 212. Es ist möglich, durch diesen Spalt 212 ein Gemisch von mehreren Reagen­ zien einzuführen, die miteinander nur reagieren, wenn die Temperatur ausreichend hoch ist, also auf dem Glas 16. Die Einrichtung ist aus Aluminium konstruiert und mit Kühlleitungen 242 versehen.

Diese Anordnung sitzt auf einer Höhe von weniger als 12 mm über dem Glas 16, z. B. 4 mm. Das Vorliegen dieser gekühlten Vorrichtung stört die Temperatur des Glases 16 nur zu einem sehr geringen Ausmaß oder garnicht, da die Beschichtungskammer 214a, b aus einem polierten Aluminiumbogen mit sehr geringer Emissionsfähigkeit besteht, der die Rolle eines thermischen Spiegels erfüllt.

Die Einrichtung ist luftdicht, da Gasdichtungen 244 stromaufwärts und stromabwärts vorhanden sind, welche jeden Austausch zwischen der Umgebungsatmosphäre und der Beschichtungskammer 214a, b verhindern. Es sind auch seitliche Abschirmungen vorhanden, die durch Saugen und eine Gasdichtung ergänzt werden, insbesondere wenn es nicht möglich ist, selbstschmierende mechanische Dichtungen zu verwenden (Gra­ phit, Borcarbid) (im Falle von oxidierten Schichten).

Um die Abscheidung einer Schicht auf einem Glassubstrat in einem Float-Tank zu ermöglichen, muß man Mittel einbeziehen, die eine genaue Geometrie gewährleisten und selbst bei den hohen Temperaturen funktionieren, die im Float-Tank vorherrschen. Somit ist, wie in Fig. 4 gezeigt, die Beschichtungsabscheidungsvorrichtung an einem Laufgestell 247 befestigt, das Rollen trägt, die zum Eingriff in feste Führungsschienen eingerichtet sind. Insbesondere läuft das Laufgestell 247 mittels vier Rollen auf zwei Führungsschienen 249, 251 (I.P.N. 350). Das Laufgestell 247 wird durch ein paar Rollen 248 geführt, die U-förmiges Profil haben, und die auf einem ersten Führungs­ balken oder einer Schiene 249 laufen, während Lateralbewegungen durch ein paar zylindrische Rollen 250 ermöglicht werden, die auf einer zweiten Führungsschiene 251 laufen, um jede transversale Wellenbewegungen in den Laufspuren zu kompensieren. Diese Schienen sind rippenförmig mit entsprechenden flachen Teilen, die einen doppel­ ten Zweck haben, das Trägheitsmoment sowohl in senkrechter als auch waagrechter Richtung zu vergrößern und auch Kanäle zu bilden, in welchen eine Wasserzirkulation vorgesehen sein kann, was es ermöglicht, eine identische Geometrie der Vorrichtung sowohl bei Umgebungstemperatur als auch bei hoher Temperatur aufrechtzuerhalten.

Der Injektionsspalt 212 der Düse 210 ist mit fünf einstellbaren Zuführungen 246 ausgerüstet, welche den Dampf in eine Injektionsdüse in Form eines Dieders 211 einführen, der im Spalt 212 endigt, wobei der diedrische Winkel oder Konvergen­ zwinkel (α) 9° beträgt. Eine größere Anzahl von einstellbaren Zuführungen, wie 16, können alternativ vorgesehen sein. Die Höhe des Spaltes 210 ist 20 cm.

Der Spalt 312 kann gekrümmt sein wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt. Während diese Konstruktion die Installation komplizieren kann, kann sie den Vorteil bringen, be­ züglich der Höhe weniger Raum zu benötigen, wenn die Wände 324 des Spaltes 312 horizontal angeordnet sind und sein Zuführungsdieder senkrecht, ist.

Beispiele - Symmentrisch

Die folgenden Beispiele zeigen die Verwendung einer symmetrischen Einrichtung, wie sie in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben ist.

Die Einrichtung ermöglicht die Abscheidung von Beschichtungen aus Siliciumdioxid SiO₂ oder SiO₁ aus Silan SiH₄ und Sauerstoff gemäß den Beschreibungen in den britischen Patentschriften GB-2234264 und GB 2247691 auf die oben Bezug genommen ist.

Eine entsprechende Einrichtung kann auch zur Bildung einer Beschichtung aus Alumini­ umoxid Al₂O₃ aus Aluminiumacetylacetonatdampf benutzt werden. In diesem Fall ist das Material, das sich in Kontakt mit dem Reagenzdampf befindet, rostfreier Stahl.

Die gleiche Art von Einrichtung kann auch zur Abscheidung einer Metallbeschichtung aus einem Metallcarbonyl benutzt werden.

Eine solche Einrichtung kann umgebaut werden, um Reagenzien zu benutzen, die nicht in Kontakt miteinander während ihrer Förderung zum Glas 16 kommen dürfen. In diesem Fall werden zwei Reagenzzufuhrdieder nebeneinander angeordnet, von denen jeder in einem geneigten Spalt endet, wobei dessen Neigungsebene zur Neigungsebene des anderen Spalts konvergiert. Diese Vorrichtung sollte im Idealfall nicht gekühlt werden.

Beispielsweise können mehrere aufeinanderfolgende Einrichtungen zur Abscheidung von Beschichtungen auf Glas verwendet werden, während letzteres sich im Float-Tank befindet; zuerst Siliciumdioxid SiO₂ und dann Vanadiumpentoxid V₂O₅ oder Wolfram­ oxid WO₃ oder Molybdänoxid MoO₃, in das Natrium in atomischem Zustand eindifun­ diert wird, um das Oxid in Vanadium-, Wolfram- oder Molybdänbronze zu überführen, und schließlich wird eine Zinndioxid-SnO₂-Sperrschicht darüber abgeschieden. Die Zinnoxid-SnO₂-Sperre kann gegebenenfalls auch auf dem Band abgeschieden werden, gerade nachdem es aus dem Float-Tank austritt. Solche Abscheidungen haben eine solche elektrische Leitfähigkeit (Bronze), daß sie halbwegs zwischen Edelmetallen und stark dotierten Halbleitern liegen. Somit wird ein Glas erhalten, das eine Beschichtung trägt, die optisch sehr selektiv mit metallischem Aussehen in Reflexion ist und einen sehr geringen solaren Faktor hat.

Die gebildete Schicht ist gleichmäßig, sowohl bei Untersuchung in makroskopischer Weise über die gesamte Breite des beschichteten Substrats als auch dann, wenn benach­ barte Zonen geprüft werden. Die Beschichtung ist streifenfrei.

Claims (26)

1. Vorrichtung zur pyrolytischen Bildung einer Beschichtung aus Metall oder Metallverbindung auf einer Oberfläche eines sich bewegenden heißen Glassub­ strats (16), indem die Oberfläche mit einem gasförmigen Reagenz in Kontakt gebracht wird, und wobei die Vorrichtung umfaßt

• - Stützeinrichtungen (20) zum Befördern des Substrats (16) durch eine Beschichtungskammer (14, 214a, 214b),
• - Mittel für die Zuführung und Verteilung von Reagenzgas zur Beschich­ tungskammer und Mittel (18, 218a, 218b) zum Auslassen von Abgas aus der Beschichtungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Verteilung von Reagenzgas zu der Beschichtungskammer eine Aus­ stoßdüse (10, 110, 210, 410, 510) umfassen, die einen Spalt (12a, 12b und 12, 212, 312, 412, 512) hat, der sich direkt in die Beschichtungs­ kammer öffnet, wobei die Längswände des Spaltes praktisch parallel zueinander sind, der Spalt sich quer zum Weg des Substrats erstreckt, die Länge dieses Spaltes wenigstens praktisch gleich der Beschichtungs­ breite des Substrates ist und daß die Innenwände der Ausstoßdüse einen kontinuierlichen Konvergenzweg definieren, um einen Strom von Rea­ genzgas dazu zu bringen, daß er mit der Abmessung der Öffnung des Spaltes übereinstimmt, wobei der Konvergenzwinkel (α) dieses Konver­ genzweges 14° an keinem Punkt übersteigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kontinuierliche Konvergenzweg einen Konvergenzwinkel (α) hat, der an keinem Punkt 9° übersteigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser kontinuierliche Konvergenzweg einen Konvergenzwinkel (α) hat, der an jedem Punkt wenigstens 4°ist.

4. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längswände (34, 134) des konvergierenden Teils der Ausstoßdüse (10, 110) einen abgeschnittenen Dieder (11, 111) bilden, dessen diedrischer Winkel dieser Konvergenzwinkel (α) ist.

5. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsmittel wenigstens eine Ausbreitvorrichtung (128) umfassen zur Ausbreitung des Stroms von gasförmigem Reagenz, die einen divergenten Weg für die Ausbreitung des Stroms von Reagenzgas von dessen Abmessung am Austritt aus den Zufuhrvorrichtungen (122, 126) auf eine Abmessung gleich wenigstens einem Teil der Länge des Spaltes 112, definiert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände (134, 136) der Ausbreitvorrichtung (128) oder Vorrichtungen den Konver­ genzwinkel (α) und einen Divergenzwinkel (β) definieren, der 14° an keiner Stelle übersteigt, wobei dieser Divergenzwinkel (β) im longitudinalen Sinn des Spaltes (112) bestimmt ist und dieser Konvergenzwinkel (α) im transversalen Sinn des Spaltes (112) bestimmt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Divergenz­ winkel (β) an keiner Stelle 9° übersteigt.

8. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreitungsvorrichtungen (128) und die Düse (110) eine einzige Kom­ ponente darstellen, wobei die Ausbreitvorrichtungen die Düse mit Reagenzgas versorgen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Längs­ wände (134) der Ausstoßdüse (110) ein einziges Stück mit der entsprechenden Wand der Ausbreitvorrichtung (128) bildet, die praktisch in Form von gleich­ schenkligen Dreiecken zur Bildung der Ausbreitvorrichtungen geschnitten ist.

10. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßquerschnitt (129) jeder Ausbreitvorrichtung (128) kreisförmig oder rechteckig ist, und der Auslaßquerschnitt (130) ein längliches Rechteck ist, das zu wenigstens einem Teil des Einlaßquerschnitts (132) der Ausstoßdüse (110) paßt.

11. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsmittel mehrere Ausbreitvorrichtungen (128) umfassen, die miteinander verbunden sind, um gasförmige Reagenzien über die gesamte Länge der Düse (110) in einem Abstand von wenigstens 10 cm von diesem Spalt (112) zu verteilen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungs­ mittel mehrere Ausbreitvorrichtungen (128) umfassen, die miteinander ver­ bunden sind, um gasförmige Reagenzien über die gesamte Länge der Düse (110) in einem Abstand von wenigstens 15 cm von diesem Spalt (112) zu verteilen.

13. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die longitudinalen Innenwände (24, 424, 524) des Spaltes (12, 412, 512) mit der Bewegungsebene des Substrats (16), die durch die Förderermittel definiert ist, einen Winkel zwischen 20° und 40° bilden.

14. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (112, 212) einstückig mit der Düse (110, 210) ist.

15. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Ebene der Düse (10, 210) praktisch senkrecht zu der Bewegungs­ ebene des Substrats (16) steht.

16. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie an ein Laufgestell (247) gekoppelt ist, das eine Vielzahl von Rollen (248, 250) aufweist, die zum Eingriff in feste Führungsschienen (249, 251) eingerichtet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Rollen wenigstens eine U-förmige Rolle (248) umfaßt, die zum Eingriff in eine erste feste Führungsschiene (249) eingerichtet ist und wenigstens eine zylin­ drische Rolle (250), die zum Eingriff in eine zweite feste Führungsschiene (251) eingerichtet ist.

18. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeich­ net, daß sie weiterhin Mittel (40) zum Einfangen von Streuabscheidungen in der Beschichtungskammer (14) umfaßt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel zum Einfangen von Streuabscheidungen eine oder mehrere Metallstäbe (40) um­ fassen, die unterhalb der Wölbung (38) der Beschichtungskammer angeordnet sind.

20. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Mittel zur Einstellung der Höhe der Beschichtungskammer (14) über dem Glassubstrat (16) umfaßt.

21. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Streben (125, 225, 425, 525) in Abständen voneinander angeordnet sind, welche die longitudinalen Innenwände (124, 224, 424, 524) des Spaltes miteinander verbinden, um diese Wände in praktisch paralleler Anordnung zueinander zu halten.

22. Verfahren zur Bildung einer Beschichtung von Metall oder Metallverbindung auf einem sich bewegenden heißen Glassubstrat durch Pyrolyse eines Reagenz in der gasförmigen Phase, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasstrom gebildet wird, indem eine Ausstoßdüse, die eine Spaltöffnung direkt in die Beschich­ tungskammer hat, wobei die longitudinalen Innenwände des Spaltes praktisch parallel zueinander sind und der Spalt sich über wenigstens praktisch die gesam­ te Beschichtungsbreite des Substrats erstreckt, mit einem gasförmigen Medium versorgt wird, das eine oder mehrere Substanzen in der gasförmigen Phase umfaßt, eine Substanz oder Substanzen, welche eine chemische Reaktion oder eine Zersetzung unter Bildung dieses Metalls oder dieser Metallverbindung auf dem Substrat erleiden, und das Substrat in Kontakt mit diesem Gasstrom ge­ bracht wird, der durch diesen Spalt ausgestoßen wird, und daß der Konvergen­ zwinkel des Gasstroms an jedem Punkt entlang seines Weges innerhalb der Ausstoßdüse gleich oder geringer ist als 14°.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvergen­ zwinkel des Gasstroms an jedem Punkt entlang seines Wegs innerhalb der Ausstoßdüse gleich oder kleiner ist als 9°.

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Divergenzwinkel des Gasstroms entlang des Weges vom Zufuhrrohr in die Versorgungszone der Düse sowie der Auslaßspalt der Düse an jedem Punkt auf diesem Weg gleich oder kleiner ist als 14°.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Divergenz­ winkel des Gasstroms entlang des Weges vom Zufuhrrohr in die Versorgungs­ zone der Düse sowie der Auslaßspalt der Düse an jedem Punkt auf diesem Weg gleich oder kleiner ist als 9°.

26. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß dieser kontinuierliche Konvergenzweg einen Konvergenzwinkel hat, der an jedem Punkt wenigstens 4° ist.