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Die
Erfindung betrifft Dünnschichten,
die auf einem transparenten Glassubstrat zur Modifikation seiner optischen
Eigenschaften aufgebracht sind. Insbesondere zielt die Erfindung
auf Dünnschichten,
die zwischen dem Glassubstrat und einer anderen funktionellen Dünnschicht
angeordnet sind, wobei die funktionelle Dünnschicht insbesondere Antisolareigenschaften
oder ein niedriges Emissionsvermögen
aufweist.
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Es
ist wohlbekannt, dass die Gegenwart einer Schicht mit niedrigem
Emissionsvermögen
oder Antisolareigenschaften, und insbesondere die Dicken und Indizes,
die für
ihre Effizienz wie für
ihre industrielle Anwendung am adäquatesten sind, unerwünschte Färbungen
hervorruft, insbesondere als Reflexion. Diese Färbungen, die sich in Form von
irisierenden Verfärbungen
zeigen, müssen
auf jeden Fall für
die üblichen
Verwendungen vermieden werden und ganz insbesondere für helle
Gläser,
bei welchen deren Auftreten für
das Aussehen dieser Scheiben, die derartige Gläser umfassen, sehr schädlich ist.
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Zur
Vermeidung dieser Phänomene
ist es bekannt, zwischen der funktionellen Schicht und dem Glassubstrat
eine "Zwischenschicht" einzufügen, deren
Index und Dicke so gewählt
sind, dass sie diese irisierenden Verfärbungen abschwächen oder
praktisch zum Verschwinden bringen. Die Theorie erlaubt es, genau
die entsprechenden Werte für
diese Parameter zu bestimmen. Jedoch zeigt es sich in der Praxis,
dass bei der Realisierung aufgrund verschiedener technischer Zwänge einige
Schwierigkeiten auftreten, die für
die industrielle Herstellung zu beachten sind, um derartige Zwischenschichten
auf effiziente und wirtschaftliche Weise herzustellen.
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Wenn überhaupt
verschiedene Lösungen
für die
Realisierung derartiger Zwischenschichten vorgeschlagen wurden,
besteht die am weitesten verbreitete Anwendung darin, Zwischenschichten
auf Grundlage von Siliziumdioxid zu verwenden.
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Die
vorteilhaftesten Abscheidungstechniken, insbesondere im Hinblick
auf ihre Wirtschaftlichkeit zur Bildung dieser Zwischenschichten,
setzen Pyrolyse ein und insbesondere Pyrolyse in der Gasphase (CVD). Bei
diesen Techniken findet die Abscheidung von Siliziumdioxid auf der
Basis von gasförmigen
Vorläuferverbindungen
statt, wie beispielsweise Silane, und wird gewöhnlicherweise kontinuierlich
und direkt auf dem Glasband im Moment seiner Herstellung durchgeführt. Die
Temperaturbedingungen des Glases erlauben die Pyrolysereaktion der
Vorläuferverbindungen,
die mit ihm in Kontakt gebracht werden. Die Wahl, unter diesen Bedingungen
das Verfahren durchzuführen,
verlangt jedoch, verschiedenen Zwängen stattzugeben, die insbesondere
mit den Besonderheiten des gesamten Aufbaus verbunden sind und in
den sich die Abscheidung einfügen
muss.
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Die
Abscheidung von Zwischenschichten unter den Bedingungen, die vorstehend
erwähnt
wurden, muss schnell vonstatten gehen. Das zu beschichtende Glasband
bewegt sich unterhalb von Düsen,
welche die Vorläuferverbindungen
mit ihm in Kontakt bringen. Die Zeit des Kontaktes zwischen Gas
und Glas unabhängig
von den speziellen Vorrichtungen der Installation ist notwendigerweise
beschränkt.
Man muss daher sehr reaktive Vorläuferverbindungen verwenden,
um die nötige
Dicke der Abscheidung während
der sehr kurzen Zeit zu erreichen. Die Vorläuferverbindungen für die Siliziumdioxidbeschichtung
weisen unter den Temperaturbedingungen, wenn das Glasband aus dem
geschmolzenen Zinnbad herauskommt, eine sehr hohe Reaktivität auf.
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Die
bislang bekannten Techniken, welche die Herstellung von Zwischenschichten
auf der Grundlage von Siliziumdioxid verwenden, weisen jedoch einige
Nachteile auf. Insbesondere führt
die Verwendung der Siliziumdioxidvorläuferverbindungen dazu, dass
die Einrichtung schnell korrodiert.
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Die
Abscheidungsdüsen
sind in direkter Nähe
zu dem Glasband angebracht, um einen guten Kontakt zu gewährleisten
und nachfolgend eine gute Reaktionsausbeute zu erzielen. Die Distanz
zwischen dem Glasband oder vom Glasband zu den Düsen beträgt im allgemeinen nicht mehr
als einige Millimeter. Unter diesen Bedingungen erreichen störende Abscheidungen
von Reagenzien auf den Strukturen benachbart zur Düse schnell
Dimensionen, die eine Reinigung erfordern, und sofern keine Reini gung
erfolgt, ruft die Gegenwart von störenden Abscheidungen Störungen bei
Gasausgängen
hervor, was zu Inhomogenitäten
auf der Schicht führt.
Wenn sich die Verkrustung länger
hinzieht, kann sich das Glas selbst an den gebildeten Abscheidungen reiben,
was zu unakzeptablen Fehlstellen und Kratzern führt. Beim derzeitigen Stand
der Technik erfordern die Reinigungen die Unterbrechung der Produktion
zu regelmäßigen Zeiten,
was weiterhin eine gute Ausbeute des Verfahrens beeinträchtigt,
da diese Reinigungen sehr häufig
vorkommen.
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Die
Zwischenschicht muss selbstverständlich
bestimmte Eigenschaften aufweisen, insbesondere einen Brechungsindex,
wobei diese Eigenschaften gut kontrolliert werden müssen, um
den speziellen Anforderungen der Schichten zu genügen, bei
denen sie die vorstehend erwähnten
Nachteile korrigieren. Die genauen Eigenschaften der Schichten auf
der Grundlage von Siliziumdioxid sind schwer zu beherrschen. Verschiedene Vorschläge wurden
schon gemacht, um einen gut definierten Index zu erzielen, ohne
jedoch zu einer vollkommen zufriedenstellende Technik geführt zu haben.
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Aufgrund
der vorstehend erwähnten
Gründe
ist es wünschenswert,
neue Zwischenschichten zur Verfügung
zu stellen, die den Anforderungen der Praxis besser genügen. Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, derartige Zwischenschichten
zur Verfügung
zu stellen. Insbesondere schlägt
die Erfindung vor, Zwischenschichten zur Verfügung zu stellen, deren Bildung
gut kontrollierbar ist, selbst wenn dies mittels CVD betrieben wird,
ohne dass diese Kontrolle die Reaktionsgeschwindigkeit nachteilig
beeinflusst.
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Die
Erfindung schlägt
vor, als Zwischenschicht auf einem Glassubstrat eine transparente
Schicht auf der Basis eines Aluminiumoxynitrids, das durch Gasphasenpyrolyse
abgeschieden wurde, zur Verfügung
zu stellen. Mit dem Begriff Aluminiumoxynitrid bezeichnet man das
Produkt auf der Basis von Aluminium, Stickstoff und Sauerstoff in
variablen Verhältnissen,
die nachfolgend genauer erläutert
sind. Die Analyse der Schichten im Elektronenmikroskop lässt keinen
Fehler in der Homogenität
bei Auflösungen,
die niedriger als ein Zehntel Mikron sind, aufscheinen. Für die beabsichtigten
Anwendungen weist die derart hergestellte Schicht eine vollständig homo gene
Verbindung auf, unabhängig
von ihrer Summenformel des Typs AlNxOy, bei dem x und y wie nachstehend erläutert ist,
beträchtlich
variieren können.
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Die
Verwendung von Dünnschichten
auf Grundlage von Aluminiumnitriden war Gegenstand zahlreicher Veröffentlichungen.
Die wichtigsten Anwendungen dieser Art von Schichten hatten die
Verbesserung der Widerstandseigenschaften gegenüber der Abnutzung des Substrats,
auf dem sie abgeschieden wurden, zum Ziel. Diese Schichten sind
relativ dick und haben keine besonderen optischen Eigenschaften.
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Andere
Schichten auf der Grundlage von Aluminiumnitriden wurden zur Anwendung
bei Glasscheiben zum Schutz einer funktionellen darunterliegenden
Schicht, die insbesondere reflektierend ist, vorgeschlagen. Es handelt
sich beispielsweise darum, eine Schicht auf der Grundlage von TiN
oder Ag vor Oxidation zu schützen.
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Es
wurde ebenfalls vorgeschlagen, bei einer Abscheidungstechnik im
Vakuum eine Schicht zu verwenden, insbesondere auf Grundlage von
Aluminiumnitrid, um eine Titannitridschicht, die vorher abgeschieden wurde,
auf dem Glassubstrat zu schützen.
In diesem Fall hat die Schicht eine sehr geringe Dicke, maximal
einige Nanometer (EP-A-536607).
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Die
Literatur des Standes der Technik benutzt noch die Verwendung von
Verbünden
bzw. Anordnungen von reflektierenden Schichten, insbesondere metallischen
Schichten, die mit absorbierenden Schichten verschiedenster Art
verbunden sind, wie beispielsweise Aluminiumnitrid, und wobei alles
unter Vakuum abgeschieden wurde, um Glasscheiben mit Antisolareigenschaften
zu bilden.
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Schichten
aus Aluminiumoxid sind für
ihre Eigenschaften in Bezug auf mechanische Härte und ihre chemische Reaktionsträgheit bekannt.
Es wurden ebenfalls Studien zur Bildung von Dünnschichten über Gasphasenpyrolyse
durchgeführt,
bei dem der Brechungsindex bestimmt wurde (Journal of Electronic
Material Vol. 17, No. 6, S. 509–517).
Die Brechungsindizes der so erhaltenen Schichten betragen zwischen
1,62 bis 1,63. Diese Indizes sind niedriger als diejenigen, die
für die
Herstellung der abgeschwächten
Reflexion gemäß der Erfindung
bevorzugt sind, wenigstens wenn eine einzige Zwischenschicht in
Betracht gezogen wird. In der Literatur wird ebenfalls vorgeschlagen,
Verbünde
zu bilden, die wenigstens zwei Zwischenschichten mit abgestuften
Indizes aufweisen, um irisierenden Verfärbungen vorzubeugen. Selbstverständlich wurden
die Aluminiumoxidschichten des Standes der Technik unter sehr speziellen
Bedingungen im Labor hergestellt. Die Reaktionen zur Bildung dieser
Schichten, ausgehend von Trimethylaluminium (TMA), sind schwer kontrollierbar. Selbst
im Labor entwickelt sich die Reaktion einerseits im beträchtlichen
Ausmaß in
der Gasphase und das entstehende Aluminiumdioxid muss mit spezifischen
Maßnahmen
behandelt werden, um zu verhindern, dass es sich auf der Glasscheibe
abscheidet, die als Substrat für
Anhäufungen
von Fremdabscheidungen für
die Schicht dient. Wenn man hinzufügt, dass die Geschwindigkeit
der Bildung der Schicht unabhängig
von den getroffenen Vorkehrungen relativ gering bleibt (im besten
Fall einige Nanometer pro Sekunde), erkennt man, dass derartige
Schichten weit davon entfernt sind, die vorstehend erwähnten Anforderungen
zu erfüllen.
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Die
Erfindung schlägt
vor, Schichten auf der Basis von Aluminiumoxynitrid, die mittels
Gasphasenpyrolyse hergestellt wurden, auf einem Glassubstrat zu
verwenden, um die Reflexionsfarben abzuschwächen, die durch eine Oxidschicht
hervorgerufen werden und die ihnen die Eigenschaften niedrigen Emissionsvermögens und/oder
Antisolareigenschaften verleiht, wobei die Schicht auf der Aluminiumoxynitridschicht
angeordnet ist.
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Die
erfindungsgemäßen Aluminiumoxynitridschichten
weisen variable Zusammensetzungen auf, die von den Anwendungsbedingungen
abhängen.
Vorteilhafterweise, insbesondere um die befriedigendsten Brechungsindizes
zu erhalten, sind die atomaren Anteile der Bestandteile dieser Schichten
die folgenden:
| Al | von
40 bis 50% |
| N | von
20 bis 50% |
| O | von
10 bis 60% |
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Insbesondere
bevorzugt beträgt
die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Schichten:
| Al | von
45 bis 50% |
| N | von
22 bis 30% |
| O | von
20 bis 27% |
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Die
erfindungsgemäßen Schichten
aus Aluminiumoxynitrid weisen einen Brechungsindex auf, der entsprechend
ihrer Zusammensetzung und ihren Bedingungen der Herstellung variabel
ist. Er liegt zwischen ungefähr
1,6 und 1,8. Für
die beabsichtigten Verwendungen, d. h. als Zwischenschicht einer
Schicht mit niedrigem Emissionsvermögen und/oder Antisolareigenschaften,
muss die Schicht einen gemittelten Index zwischen dem des Substrats
und dem der Schicht aufweisen, die auf ihr angeordnet ist. Vorzugsweise
beträgt
der Index der Schicht aus Aluminiumoxynitrid zwischen 1,65 und 1,75,
insbesondere wenn die Schicht mit niedrigem Emissionsvermögen oder
Antisolareigenschaften eine Schicht auf der Basis von Zinn ist.
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Um
einen Antiiriseffekt der erfindungsgemäßen Schichten zu erzielen,
müssen
diese Schichten eine Dicke aufweisen, die einerseits von ihrem Index
abhängt
und von dem des Substrats und der Schicht mit niedrigem Emissionsvermögen oder
Antisolareigenschaften. In Abhängigkeit
von diesem Index beträgt
die Dicke dieser Schichten vorteilhafterweise zwischen 50 und 90
Nanometer, besonders bevorzugt zwischen 65 und 85 Nanometer.
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Die
erfindungsgemäßen Schichten
können
andere Elemente als Al, N und O in geringen Anteilen enthalten.
Diese Elemente sind normalerweise Verunreinigungen, die mit den
Vorläuferverbindungen
eingeführt wurden
oder Reaktionsreste der Pyrolyse oder stammen noch vom Substrat
selbst.
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Während der
Herstellung der Schichten, sofern man Aluminiumtrichlorid als Vorläufer verwendet,
ist ein mögliches
verbleibendes Element Chlor. Die Gegenwart von Chlor in der Schicht
ist nicht erwünscht.
Der Restgehalt an Chlor in den erfindungsgemäßen Schichten ist so gering
wie möglich
und bleibt vorteilhafterweise niedriger als 4%.
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Die
erfindungsgemäße Schicht
kann ebenfalls Alkalielemente enthalten und insbesondere Natrium, das
vom Substrat aufgrund Diffusion stammt. Man stellt erfahrungsgemäß fest,
dass die Gehalte an Natrium sehr gering bleiben und normalerwei se
niedriger als 1% sind. Dieser schwache Gehalt führt, wie nachstehend angegeben,
zu Schichten, die bei den üblicherweise
mit dieser Art von Schichten durchgeführten Versuchen widerstandsfähig sind.
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Die
erfindungsgemäßen Schichten
werden mittels Gasphasenpyrolyse abgeschieden. Vorteilhafterweise
wird diese direkt auf dem Glasband im Innern der "Float"-Kammer durchgeführt oder direkt am Ausgang dieser
Kammer. Die Ausführung
erfolgt kontinuierlich.
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Die
Wahl, direkt auf der Produktionslinie zu arbeiten, bestimmt in großem Umfang
die Bedingungen der Pyrolysetemperatur. In der Praxis wird unter
den angezeigten Bedingungen die Temperatur normalerweise zwischen
600 und 730°C
betragen.
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Die
verwendeten Vorläuferverbindungen
müssen
einer Vielzahl von Anforderungen genügen. Sie müssen in befriedigender Weise
unter den verwendeten Bedingungen reagieren. Die Reaktivität muss ausreichend
sein, um relative dicke Schichten in einer kurzen Zeit herzustellen.
Sie darf jedoch nicht so sein, dass sie zu unerwünschten Nebenreaktionen führt, wie
zu Reaktionen in der Gasphase vor dem Kontakt mit dem Glas. Die
Vorläuferbedingungen
müssen
auch bequem in die Gasphase überführt werden
können,
damit sie bis zum Substrat unter industriell leicht realisierbaren
Bedingungen transportiert werden können. Für bei Raumtemperatur flüssige oder
feste Verbindungen ist es wichtig, dass die Verdampfung bei einer
Temperatur, die nicht zu hoch ist, ausreichend ist, um einen Transport
bis zu den Pyrolysedüsen
ohne das Risiko der Kondensation in den Leitungen zu führen.
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Die
Vorläuferverbindungen
müssen
noch weiteren Anforderungen genügen.
Es versteht sich von selbst, dass die Produkte so billig wie möglich sein
sollen, selbst wenn sie in geringen Mengen verwendet werden. Sie
dürfen
keine Toxizität
aufweisen, die sie im industriellen Maßstab unter den normalerweise
beabsichtigten Arbeitsbedingungen als nicht verwendbar klassifizieren
würde.
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In
Anbetracht dieser Anforderungen, haben die Erfinder gezeigt, dass
es vorteilhaft ist, Aluminiumtrichlorid zu verwenden. Trimethylaluminium
(TMA) ist ein potentieller Vorläufer,
der den Anforderungen an Reaktivität gut entspräche. Jedoch
weist es den Nachteil einer großen
Entflammbarkeit auf. Seine Verwendung erfordert daher entsprechend
strenge Vorkehrungen zu treffen.
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Im
nachfolgenden wird sich auf Aluminiumtrichlorid bezogen, jedoch
schließt
dies nicht die Verwendung anderer Aluminiumvorläuferverbindungen, insbesondere
TMA, aus. Aluminiumtrichlorid ist hinreichend flüchtig, wenn die Temperatur
150°C überschreitet.
Es ist wasserempfindlich und muss daher in einem im Wesentlichen
trockenen Milieu aufbewahrt oder hergestellt werden. In der Praxis
ist es erfindungsgemäß vorteilhaft,
die Bildung von Aluminiumtrichlorid im Moment seiner Verwendung
durchzuführen.
Dieses wird in einer Chlorierungsvorrichtung durchgeführt.
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Die
Bildung des Nitrids beinhaltet ebenfalls die Verwendung eines Stickstoffreagens.
Zusammen mit Aluminiumtrichlorid verwenden die Erfinder vorteilhafterweise
Ammoniak, Stickstofffluorid NF3 oder Amine.
Unter den verwendeten Aminen zur Bildung von erfindungsgemäßen Schichten
bevorzugt man Amine mit einer relativ geringen molekularen Masse
wie Methylamin, Ethylamin, Propylamin und Dimethylamin. Die Wahl
des einen oder des anderen Vorläufers
des Nitrids erlaubt es, die Reaktivität als Funktion insbesondere
der Pyrolysetemperatur einzustellen.
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Die
Vorläuferverbindungen
werden mit einem Trägergas
gemischt, das gegenüber
den Vorläuferverbindungen
unter den Reaktionsbedingungen inert ist. Das Trägergas ist vorteilhafterweise
Stickstoff.
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Wenn
man Aluminiumtrichlorid als Vorläuferverbindung
verwendet, beeinflusst die Verwendung von Wasser die Zusammensetzung
und die optischen Eigenschaften der Schicht. Der Wassergehalt ist
einer der Faktoren, welche die Anteile von Sauerstoff und Stickstoff
in der gebildeten Schicht bestimmen und darausfolgend den Index
der Schicht. Es ist daher möglich,
die Art und die Eigenschaften über
den Faktor des Wassergehalts einzustellen.
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Die
Zwischenschichten aus Aluminiumoxynitrid werden vorteilhafterweise
in Glasscheiben verwendet, deren Schicht ein niedriges Emissionsvermögen oder
Antisolareigenschaften aufweist und ist eine Oxidschicht vom Typ
Zinnoxid, Indiumoxid. Diese Oxide werden entsprechend der vorherrschenden
Praxis auf dem Gebiet in ebenfalls vorteilhafter Weise dotiert.
Das Zinnoxid kann so mit Fluor dotiert sein und Indiumoxid kann
mit Zinn dotiert sein. Es kann sich ebenfalls um eine Zinnschicht
handeln, die Antimon entsprechend der Lehre der Veröffentlichungen
BE-A-1010321 und 1010322 enthält.
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Für die Glasscheiben,
die eine Zinnschicht umfassen, die Antimon enthält, beträgt das Atomverhältnis Sb/Sn
vorteilhafterweise zwischen 0,02 und 0,15 und vorzugsweise zwischen
0,05 und 0,12%.
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Die
Abscheidung einer funktionellen Schicht wird vorteilhafterweise
ebenfalls mittels Gasphasenpyrolyse durchgeführt. In diesem Fall ist es
bevorzugt, nach der Abscheidung der Zwischenschicht sofort die Abscheidung
der funktionellen Schicht folgen zu lassen. Während die Zwischenschicht in
der Float-Kammer hergestellt wird, erfolgt die Abscheidung der Schicht
direkt anschließend
entweder in der Float-Kammer oder am Ausgang der Float-Kammer. Die
Temperaturbedingungen und die Umgebung erlauben beide Arten der
Kombination.
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Die
Erfindung wird in den nachstehenden Ausführungsbeispielen genauer beschrieben.
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Bei
allen Beispielen ist der Aluminiumvorläufer Aluminiumtrichlorid. Er
wird mittels Sublimation bei 150°C
verdampft (145°C
im Beispiel 2) und von einem Stickstoff strom bei dieser Temperatur
abgeführt.
Der Gehalt an Chlor im Stickstoff wird auf 1% fixiert und der Stickstoffdurchfluss
beträgt
5 Normalliter pro Minute.
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Ammoniak
wird ebenfalls Stickstoff als Trägergas
beigemischt. Der Anteil an verwendetem Ammoniak ist höher als
derjenige der theoretisch nötig
wäre, um
mit Chlor zu reagieren. In den nachstehenden Beispielen mit Ausnahme
des Beispiels 3 bewird der Durchfluss an Ammoniak in der Versuchsinstallation
auf 0,5 Normalliter pro Minute (SL) eingestellt. Der Durchfluss
des Stickstoffträgergases
beträgt
20 Normalliter pro Minute, mit Ausnahme ebenso des Beispiels 3.
Im letzteren betragen die entsprechenden Durchflüsse 15 SL Stickstoff und 5
SL Ammoniak.
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Der
Gehalt an Wasser ist äußerst gering.
In den Beispielen 1 bis 8 entspricht dieser einem Durchfluss von
0,02 SL pro Minute und im Beispiel 9 0,13 SL.
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In
allen Beispielen beträgt
die Kontaktzeit des Gases mit dem heißen Glas 5 Sekunden.
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Die
nachstehende Tabelle zeigt für
jeden Versuch:
- – die Glastemperatur
- – den
mittleren Index nR gemessen mittels Reflektometrie,
- – die
Dicke eR bestimmt mittels Reflektometrie,
- – der
Index ne bestimmt mittels Ellipsometrie
bei einer Wellenlänge
von 550 nm;
- – die
Dichte ee bestimmt mittels Ellipsometrie,
- – die
Prozente der Atomgewichte für
die Bestandteile der Schicht.
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Man
muss zuvor bemerken, dass die hergestellte Schicht auf dem Glas
bei 600°C
keine entsprechende Bestimmungen ihrer Eigenschaften erlaubt. Für eine beabsichtigte
Produktion stellt dieser Temperaturwert unter den Versuchsbedingungen
die Grenze dar, unter dem es nicht möglich ist, eine akzeptable
Schicht zu erhalten. Die Schicht ist in Bezug auf die erforderliche
Transparenz zu trübe.
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Unter
Bezugnahme auf die verschiedenen verwendeten Temperaturen stellt
man fest, dass egal welche Messmethode verwendet wird, der Index
mit der Pyrolysetemperatur ansteigt. Bei der Reflektometrie steigt er
von 1,67 bei 650°C
auf 1,76 bei 730°C,
oder, gemessen mittels Ellipsometrie von 1,44 auf 1,76 für die gleichen
Temperaturen. Die Gründe
dieser Entwicklung sind noch nicht vollständig erklärbar. Man stellt jedoch fest,
dass diese Unterschiede den Unterschieden in den Verhältnissen der
Elemente zueinander folgen sind, so dass es scheint, dass die Reaktionsmechanismen
durch die Erhöhung
der Temperatur ersetzt werden.
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Die
Analysen, deren Resultate ebenfalls in der Tabelle erscheinen, zeigen,
dass der Gehalt an Stickstoff der Schicht mit der Temperatur ansteigt.
Im Gegensatz dazu, wenn man den Wassergehalt erhöht, wie im Beispiel 9, favorisiert
man die Anwesenheit von Sauerstoff in der Schicht und der Index
tendiert zu einer Verringerung.
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Die
Struktur der Schicht ist noch nicht vollständig aufgeklärt. Die
Röntgenbeugung
zeigt die Gegenwart einer anscheinend kristallinen Struktur von
AlN. Mikroskopische Studien der Schichten wie vorstehend angegeben
zeigen keinen Homogenitätsdefekt
bei den verwendeten Auflösungen.
Wie auch immer, es ist wichtig zur Realisierung der Erfindung, dass
man über
den Einfluss der Temperatur eine Regelungsmöglichkeit des Indizes der Zwischenschicht
hat.
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Man
stellt ebenso fest, dass auch die Geschwindigkeit der Abscheidung
mit der Temperatur zunimmt, indem man von einem Maximum bei einer
Temperatur in der Größenordnung
von 700°C
ausgeht. Insgesamt unter Ausschluss der Beispiele 7 und 9 beträgt die Geschwindigkeit
der Abscheidung in einer Größenordnung, die
ausreichend ist, um Schichten herzustellen, deren Index und Dicke
die irisartigen Verfärbungen
abschwächen.
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Der
Einfluss der Konzentration an Ammoniak wird im Beispiel 3 gezeigt.
In diesem Beispiel führt
der sehr wichtige Überschuss
dieser Vorläuferverbindung
in Bezug auf Aluminium insbesondere dazu, dass die Abscheidungsgeschwindigkeit
beträchtlich
zunimmt. Insgesamt erscheint die Art der Schicht unverändert und der
Brechungsindex bleibt praktisch unverändert in Bezug auf desjenigen
der Abscheidung, die als Referenz dient und die bei der gleichen
Temperatur mit den gleichen Verhältnissen
der Vorläuferverbindung
durchgeführt wurde.
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Erfindungsgemäße Glasscheiben,
die eine Zwischenschicht aus Aluminiumnitrid und eine Schicht mit Antisolareigenschaften
aufweisen, wurden ebenfalls hergestellt. Bei diesen Versuchen ist
die funktionelle Schicht eine Zinnschicht, die Antimon enthält.
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Diese
Schichten sind von dem Typ, der in den Veröffentlichungen der vorerwähnten belgischen
Patente beschrieben wurde.
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Eine
erste Serie von Versuchen vergleicht die Schichten mit Antisolareigenschaften,
die direkt auf dem Glas gebildet wurden, mit denjenigen, die auf
einer Zwischenschicht aus Aluminiumoxynitrid gebildet wurden. In
diesen Versuchen wurde die Zwischenschicht bei 700°C unter den
Bedingungen wie im Beispiel 1 nachstehend beschrieben abgeschieden.
Die Abscheidung einer mit Antimon dotierten Zinnschicht wird direkt
nach der Bildung der Zwischenschicht durchgeführt, bei einer Temperatur von
600°C mit
Hilfe der Vorläuferverbindungen
SnCl4 und SbCl5.
Die Reaktion wird in Gegenwart von Wasserdampf durchgeführt.
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Um
perfekt identische Bedingungen zur Abscheidung einer Antimon enthaltenden
Zinnschicht zu erhalten, wird die Hälfte des Glases während der
Abscheidung der Zwischenschicht maskiert und das Glas wird in seiner
Gesamtheit erst während
der Bildung der Schicht ausgesetzt.
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Überraschenderweise
stellt man fest, dass die zwei Teile der Zinnschicht, die Antimon
enthalten, nicht identisch sind. Der Teil der Schicht, die auf einer
Zwischenschicht, die dicker ist als derjenige, die sich direkt auf
dem Glas gebildet hat. Mit anderen Worten, die Gegenwart einer Zwischenschicht
scheint die Abscheidung einer Zinnschicht zu erleichtern. Diese
Verbesserung ist in der Größenordnung
von 10%. Als Vergleichswert führt
die gleichzeitige Abscheidung auf eine Glasscheibe auf einem Teil
der mit einer Zwischenschicht aus Aluminiumoxynitrid beschichtet
ist, zu entsprechende Dicken von 250 bis 286 Nanometer. Mit Ausnahme
der Variation der Dicke, sind die Eigenschaften der beiden Antimon
enthaltenden Zinnschichten identisch. Insbesondere führt die
Gegenwart der Zwischenschicht nicht dazu, dass eine Trübung gebildet
wird und schwächte
die irisartigen Verfärbungen
ab, die sich auf dem Teil bilden, der nur Antimon enthaltendes Zinnoxid
enthält.
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In
einer zweiten Serie von Beispielen wurden verschiedene Zwischenschichten
hergestellt auf denen eine Zinnoxidschicht und Antimon aufgebracht
wird, immer mittels Gasphasenpyrolyse. Die Schicht aus Zinnoxid
und Antimon weist systematisch eine Dicke von 350 Nanometern auf.
Die Dicken und die Indizes dieser Zwischenschich ten sind angegeben,
ebenso wie die kolorimetrischen Indizes in Bezug auf die Reflexion
gemäß ClE für jede gebildete
Glasscheibe. Die Resultate sind in der nachstehenden Tabelle angegeben:
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Die
Ergebnisse zeigen, dass die Abschwächung der Störreflexion
mittels einer Zwischenschicht aus Aluminiumoxynitrid geeigneterweise
durch die Wahl der Dicke und des Indizes der Zwischenschicht mittels
der Temperatur der Abscheidung gesichert werden kann, jedoch ebenso
durch Modifikation der Verhältnisse
der reaktiven Vorläuferverbindungen.
Ein Wert der allgemein als akzeptabel für die Abschwächung genommen wird,
genügt
der Bedingung (a2 + b2)1/2 < 10.
Diese Bedingung wird für
sämtliche
Beispiele, die in der Tabelle erscheinen erfüllt. Man stellt jedoch fest,
dass die Bedingung und daher die Abschwächung stark durch die Charakteristika
der Schicht beeinflusst werden.
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Selbstverständlich wurde
das Verhalten gegenüber
Korrosion und Abrieb der erfindungsgemäßen Glasscheiben und ebenfalls
ihr Verhalten in Bezug Bombage und Sinterung getestet.
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Man
verfügt
nun dank der Erfindung über
eine befriedigende Alternative zu den Techniken des Standes der
Technik zur Herstellung von Glasscheiben mit niedrigem Emissionsvermögen/Antisolareigenschaften, die
keine unerwünschten
Phänomene
von irisartigen Verfärbungen
bei Reflexion aufweisen. Insbesondere ist es aufgrund der Erfindung
nun möglich,
mit Genauigkeit die Eigenschaften der Zwischenschichten zu kontrollieren,
und insbesondere ihren Index durch die Wahl insbesondere der Temperatur
der Pyrolyse der Vorläuferverbindungen
dieser Zwischenschicht.
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Schließlich wird
die Verwendung der erfindungsgemäßen Schichten
nicht durch Verkrustungsphänomene
wie sie in den Techniken des Standes der Technik bekannt sind, behindert.
Man verfügt
daher im Hinblick auf die industrielle Verwendung über besonders
vorteilhafte Mittel zur Herstellung der betreffenden Glasscheiben.
