DE60121007T2

DE60121007T2 - Substrat mit einer photokatalytischen beschichtung

Info

Publication number: DE60121007T2
Application number: DE60121007T
Authority: DE
Inventors: Nicolas Nadaud; Xavier Talpaert; Veronique Rondeau
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2021-09-20
Also published as: US6875319B2; MXPA03002512A; ZA200301893B; JP5752867B2; CN100415669C; AU9195301A; KR20030038744A; CN1754854A; CN100465117C; EP1319092B1; KR20070122247A; BR0113962A; US20040043260A1; KR100847313B1; PL360573A1; KR100822777B1; KR100841270B1; CZ305963B6; CN1474881A; EP1319092B2

Description

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen transparente oder halbtransparente Substrate, speziell aus Glas, Kunststoff und Glaskeramik, die mit einer Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften versehen werden, um ihnen eine schmutzabweisende oder genauer selbstreinigende Funktion zu verleihen.
Eine bedeutende Verwendung dieser Substrate betrifft Glasscheiben, die zu ganz verschiedenen Zwecken verwendet werden können, Glasscheiben, die als Verglasungen nützlich sind, die für Haushaltgeräte, Fahrzeuge und Gebäude verwendet werden.
Sie ist auch auf reflektierende Glasscheiben vom Typ Spiegel (Spiegel in Wohnungen oder als Rückspiegel in einem Fahrzeug) und auf opak gemachte Glasscheiben vom Typ Stützglasscheiben gerichtet.
Die Erfindung betrifft weiterhin auf ähnliche Weise nichttransparente Substrate wie keramische oder beliebige andere Substrate, die insbesondere als architektonische Materialien (beispielsweise Metall und Fliesen) verwendet werden können. Sie ist vorzugsweise unabhängig vom Charakter des Substrats auf im Wesentlichen plane oder leicht gebogene Substrate gerichtet.
Photokatalytische Beschichtungen sind bereits untersucht worden, insbesondere diejenigen auf der Basis eines in Form von Anatas auskristallisierten Titanoxids. Ihr Vermögen, Schmutz organischen Ursprungs oder Mikroorganismen unter Einfluss von UV-Strahlung abzubauen, ist sehr interessant. Sie haben auch oft einen hydrophilen Charakter, was die Entfernung der anorganischen Verschmutzungen durch Abspritzen mit Wasser oder auch, bei Außenverglasungen, durch den Regen erlaubt.
Dieser Typ einer Beschichtung mit schmutzabweisenden, bakteriziden und algiziden Eigenschaften ist bereits beschrieben worden, insbesondere in dem Patent WO 97/10186, in welchem mehrere Arten und Weisen zu seiner Herstellung beschrieben sind.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, die Verfahren zum Aufbringen dieses Typs einer Beschichtung zu verbessern, insbesondere sie zu vereinfachen. Parallel dazu liegt ihr weiterhin als Aufgabe zugrunde, das Aussehen der Beschichtung und speziell die optischen Eigenschaften des Substrats, welches mit ihr versehen ist, zu verbessern.
Die Erfindung hat vor allem ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften, die wenigstens teilweise kristallines Titanoxid in Form von Anatas umfasst, durch Kathodenzerstäubung auf ein transparentes oder halbtransparentes Substrat zum Gegenstand. Ein erfindungsgemäßes Merkmal besteht in der Durchführung des Aufsprühens mit einem Beschichtungsdruck von mindestens 2 Pascal auf das Substrat. Dieser beträgt vorzugsweise höchstens 6,67 Pa und insbesondere mindestens 2,67 Pa (d.h. mindestens 15 Millitorr und speziell zwischen 20 und 50 Millitorr).
Wie aus dem weiter oben genannten Patent WO 97/10186 bekannt, kann dieser Typ einer Beschichtung durch Kathodenzerstäubung aufgebracht werden. Das ist ein Vakuumverfahren, das es insbesondere erlaubt, die Dicke und die Stöchiometrie der aufgebrachten Schichten sehr fein einzustellen. Es wird im Allgemeinen aus Gründen eines höheren Wirkungsgrades magnetfeldgestützt durchgeführt. Es kann reaktiv sein: Es wird dann von einem im Wesentlichen metallischen Target ausgegangen, hier auf der Basis von Titan (gegebenenfalls mit einem anderen Metall oder Silicium legiert), wobei die Zerstäubung in einer oxidierenden Atmosphäre, im Allgemeinen in einem Ar/O₂-Gemisch, durchgeführt wird. Es kann auch nichtreaktiv sein, es wird dann von einem keramischen Target ausgegangen, das bereits in der oxidierten Form des (gegebenenfalls legierten) Titans vorliegt.
Jedoch sind die durch diesen Verfahrenstyp erhaltenen Schichten im Allgemeinen amorph, während die Funktionalität der erfindungsgemäßen Beschichtung direkt mit der Tatsache verbunden ist, dass sie signifikant kristallisiert sein muss. Dies ist der Grund dafür, dass, wie bereits in dem oben genannten Patent vorgeschlagen worden ist, es erforderlich ist, die Beschichtung zu kristallisieren (oder deren Kristallisationsgrad zu erhöhen), indem diese einer Wärmebehandlung unterworfen wird, beispielsweise etwa 30 Minuten bis mehrere Stunden lang bei mindestens 400 °C.
Erfindungsgemäß ist gezeigt worden, dass ein auch hoher Druck eine spezielle Kristallisation der Schicht und eine Höhe der Dichtheit/Rautiefe begünstigt, die einen signifikanten Einfluss auf das Niveau der photokatalytischen Eigenschaften der Beschichtung haben. Um eine Vorstellung davon zu vermitteln, betragen die Beschichtungsdrücke, die im Allgemeinen für Metalloxide angewendet werden, üblicherweise 2 bis 8 Millitorr (d.h. 0,27 bis 1,07 Pa), weshalb erfindungsgemäß Beschichtungsdrücke gewählt werden, die auf diesem Gebiet vollkommen unüblich sind.
Im Allgemeinen hat die Beschichtung, wenn sie im Wesentlichen auf der Basis von Titanoxid (TiO₂) ist und sie durch Kathodenzerstäubung aufgebracht wird, einen recht hohen Brechungsindex von über 2 oder 2,1 oder 2,15 oder 2,2. Er beträgt im Allgemeinen 2,15 bis 2,35 oder zwischen 2,35 und 2,50 (sie kann auch leicht unterstöchiometrisch sein), insbesondere zwischen 2,40 und 2,45. Dies ist ein recht spezifisches Merkmal dieses Abscheidungstyps, da Beschichtungen mit demselben Charakter, die durch andere Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise ein Sol-Gel-Verfahren, dazu neigen, viel poröser zu sein und signifikant weniger hohe Brechungsindizes (unter 2 und sogar unter 1,8 oder 1,7) zu haben. Die Erfindung erlaubt es, durch Kathodenzerstäubung Schichten zu erhalten, die eine Porosität und/oder eine Rautiefe (insbesondere eine Rautiefe RMS von 2,5 bis 10 nm) besitzen, die ihre photokatalytischen Eigenschaften verbessert/verbessern. Deshalb können sie Brechungsindizes von etwa 2,15 oder 2,35 aufweisen, die niedriger als die üblicherweise durch Kathodenzerstäubung erhaltenen sind, was ein indirekter Beleg für ihre Porosität ist. Dies stellt in optischer Hinsicht einen Vorteil dar, da sie mit einem kleineren Brechungsindex bei gegebener Dicke ein weniger reflektierendes Aussehen haben.
Es ist festgestellt worden, dass die kristallographische Struktur der Beschichtungen von der Tatsache beeinflusst wird, dass sie in der Kälte aufgebracht und anschließend geglüht werden. So haben überraschenderweise die bei hohem Druck erfindungsgemäß aufgebrachten Beschichtungen im Allgemeinen eine mittlere TiO₂-Kristallitgröße von im Allgemeinen kleiner als oder gleich 50 oder 40 oder 30 nm und insbesondere von 15 bis 30 nm oder zwischen 20 und 40 nm. Die standardmäßig, insbesondere "kalt" aufgebrachten und anschließend geglühten Beschichtungen neigen dazu, größere Kristallite mit einer Größe von mindestens 30 nm oder 40 nm und im Allgemeinen von 40 bis 50 nm zu enthalten, wenn Standardbeschichtungsdrücke angewendet werden.
Im Gegensatz dazu ist, wenn erfindungsgemäß die Beschichtung bei Umgebungstemperatur, aber bei hohem Druck aufgebracht und anschließend geglüht wird, die Kristallitgröße kleiner (20 bis 40 nm) und vergleichbar mit der Kristallitgröße von Beschichtungen, die in der Wärme, unabhängig ob bei hohem oder niedrigem Druck, aufgebracht werden.
Die photokatalytische Aktivität der bei Umgebungstemperatur und hohem Druck aufgebrachten und anschließend geglühten Beschichtungen ist deutlich höher als diejenige der bei niedrigem Druck und Umgebungstemperatur aufgebrachten und anschließend geglühten Beschichtungen, wobei es klar ist, dass, wenn alle anderen Dinge gleich sind, der Beschichtungsdruck die Eigenschaften der Beschichtung, insbesondere bei einer "kalten" Beschichtung, beeinflusst, und dies auf markante Weise.
Eine sich gleichzeitig mit dem Schichtwachstum vollziehende Erwärmung führt zur Bildung eines für die Rautiefe günstigen Gefüges und/oder einer für die photokatalytische Eigenschaften vorteilhaften Porosität. Das ist etwa dasselbe, als wenn ein hoher Beschichtungsdruck (beispielsweise bei einer "kalten" Beschichtung mit anschließendem Glühen) angewendet wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren (Beschichtung bei hohem Druck) können Beschichtungen erhalten werden, die eine Rautiefe RMS (Root Mean Square) aufweisen, gemessen durch Atomkraftmikroskopie, indem auf ein und derselben Oberfläche mit einem Abstand von 2 Mikrometern Messungen durchgeführt werden:

– von mindestens 2 nm, insbesondere mindestens 2,5 nm, vorzugsweise zwischen 2,8 und 4,6 nm bei erfindungsgemäßen Beschichtungen bei Umgebungstemperatur und hohem Druck (2 bis 5 Pa) und anschließenden Glühvorgängen und
– von mindestens 4 nm, insbesondere mindestens 5 nm, und vorzugsweise zwischen 5,5 und 6,0 nm bei Beschichtungen in der Hitze (etwa 250 °C) ohne Glühen, unabhängig von hohem oder niedrigem Druck.

Zum Vergleich beträgt die Rautiefe von bei Umgebungstemperatur und Standarddruck (insbesondere 2·10^–3 Millibar, d.h. 0,2 Pa) aufgebrachten Beschichtungen, die anschließend geglüht werden, nur höchstens 2 nm, was beweist, dass die Anwendung hoher Drücke es erlaubt, erstaunlich hohe Rautiefen bei Schichten zu erreichen, die durch Kathodenzerstäubung aufgebracht werden, was eine Verbesserung der photokatalytischen Eigenschaften der Beschichtung zur Folge hat.
Vorteilhafterweise beträgt die geometrische Dicke der Beschichtung weniger als 150 nm, insbesondere 80 bis 120 nm, oder zwischen 10 und 25 nm. Dabei hat es sich gezeigt, dass die Beschichtung, sogar wenn sie sehr dünn ist, ausreichende photokatalytische Eigenschaften besitzen kann (wenigstens bei bestimmten Verwendungen) mit außerdem dem optischen Vorteil, dass sie wenig reflektierend ist.
Wie weiter oben zu ersehen war, kann die Kathodenzerstäubung der Beschichtung reaktiv oder nichtreaktiv sein. In dem eine wie dem anderen Fall kann das zu zerstäubende Target dotiert werden, insbesondere mit mindestens einem Metall. Dabei kann es sich um ein oder mehrere Metalle handeln, die aus folgender Reihe ausgewählt werden: Nb, Ta, Fe, Bi, Co, Ni, Cu, Ru, Ce, Mo, Al.
Dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren kann vorhergehen und/oder folgen eine oder mehrere Stufen zum Aufbringen von einer oder mehreren anderen dünnen Schichten, insbesondere mit optischer, antistatischer, entfärbender, entspiegelnder, hydrophiler und schützender Funktion oder um die Rautiefe der Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften zu vergrössern. So ist beobachtet worden, dass es vorteilhaft sein kann, (mindestens) eine Schicht derart aufzubringen, dass sie besonders rau ist, beispielsweise durch Pyrolyse oder Sol-Gel-Verfahren, und anschließend die photokatalytische Beschichtung aufzubringen, wobei dann die Beschichtung dazu neigt, der Rautiefe der darunter befindlichen Schicht "zu folgen" und aus diesem Grund ebenfalls eine signifikante Rautiefe aufweist, während die durch Kathodenzerstäubung aufgebrachten Schichten eher die Tendenz haben, wenig rau zu sein. Es können so Aufbauten mit einer Unterschicht (mit einer RMS-Rautiefe von beispielsweise mindestens 5 oder 10 nm) vom Typ SiO₂, SiOC oder SiON, aufgebracht durch Gasphasenabscheidung (CVD), und anschließend der photokatalytischen Schicht durch Kathodenzerstäubung hergestellt werden.
Die Erfindung umfasst daher eine beliebige Kombination zwischen dem Aufbringen einer oder mehrerer Schichten durch Kathodenzerstäubung (davon wenigstens die photokatalytische Beschichtung) und dem Aufbringen von der oder den anderen Schichten des Aufbaus durch ein Verfahren, an welchem eine thermische Zersetzung, insbesondere eine Pyrolyse (aus der flüssigen, gasförmigen bzw. pulverförmigen Phase) oder ein Sol-Gel-Verfahren, beteiligt ist.
Wie weiter oben zu entnehmen war, haben die photokatalytischen Beschichtungen auf TiO₂-Basis einen hohen Brechungsindex. Dies bedeutet, dass sie reflektierend sind und ihrem Substrat ein reflektierendes Aussehen verleihen, das oftmals als wenig ästhetisch angesehen wird. Außerdem kann die Farbe bei Reflexion, abgesehen von diesem brillanten Charakter, unerwünscht sein. Es ist nicht einfach, dieses Aussehen bei Reflexion zu verbessern, da die photokatalytische Funktionalität Zwänge aufweist: Die Beschichtung muss sich im Allgemeinen mit der Außenatmosphäre in Berührung befinden, um UV-Licht aufzunehmen und die äußeren Verschmutzungen abzubauen. Sie kann deshalb nicht mit einer Schicht mit niedrigem Brechungsindex bedeckt werden (wenigstens muss diese sehr dünn und/oder porös sein). Sie muss auch eine gegebene Mindestdicke haben, um ausreichend wirksam zu sein.
Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe besteht deshalb in der Verbesserung des Aussehens des Substrates bei Reflexion, ohne dabei die photokatalytische Aktivität der Beschichtung zu verschlechtern, insbesondere, indem ihre Lichtreflexion so weit wie möglich verringert wird und/oder ihr eine Färbung bei Reflexion verliehen wird, die so neutral wie möglich ist.
Die Erfindung hat deshalb ebenfalls zum Gegenstand das zuvor definierte transparente oder halbtransparente Substrat, das auf wenigstens einem Teil mindestens einer Seite mit einer photokatalytischen Beschichtung versehen ist, die das wenigstens teilweise in Form von Anatas kristallisierte Titanoxid umfasst, wobei diese Beschichtung einen hohen Brechungsindex von mindestens 2, 2,1 oder 2,2 besitzt. Erfindungsgemäß ist, wenn diese Beschichtung als Bestandteil eines Antireflexaufbaus aus dünnen Schichten betrachtet wird, die Beschichtung die letzte Schicht (d.h. die Schicht, die am weitesten vom Substrat entfernt ist). Der Antireflexaufbau besteht aus einer abwechselnden Abfolge von Schichten mit hohem und mit niedrigem Brechungsindex und endet daher in diesem Fall mit der photokatalytischen Schicht mit hohem Brechungsindex. Dabei wird diese Bezeichnung "Antireflexaufbau" aus Gründen der Bequemlichkeit benutzt: Im Allgemeinen wird sie benutzt, wenn gewünscht wird, eine Lichtreflexion zu erhalten, die geringer als diejenige ist, die man mit dem Substrat allein hätte. Erfindungsgemäß handelt es sich eher darum, die Erhöhung der Lichtreflexion zu begrenzen (und/oder die Farbe bei Reflexion zu modifizieren oder abzuschwächen), die von der Verwendung einer Titanoxid enthaltenden Beschichtung verursacht wird.
Erfindungsgemäß ist unter einer "Schicht" eine einzige Schicht oder ein Schichtaufbau zu verstehen. Wenn es sich um einen Schichtaufbau handelt, ist zu beachten, dass seine gesamte Dicke die Summe der Dicken der jeweiligen Schichten ist und sein Gesamtbrechungsindex der Mittelwert aller Brechungsindizes der Schichten ist. Dies trifft auch auf die photokatalytische Beschichtung zu. Sie kann auch mit einer anderen Schicht mit hohem Brechungsindex verbunden werden.
Erfindungsgemäß, und wie weiter oben erwähnt, ist unter "Antireflex" die Funktion zu verstehen, die es erlaubt, den Lichtreflexionsgrad des beschichteten Substrates zu senken und/oder dessen Färbung bei Lichtreflexion abzuschwächen, insbesondere um diese heller, neutraler und so ästhetisch wie möglich zu machen (man spricht auch von einem "Entfärbungseffekt").
Dies ist eine recht freie und überraschende Anpassung der herkömmlichen Reflexaufbauten. Auf bekannte Weise wechseln in diesen Aufbauten Schichten mit hohem Brechungsindex und mit niedrigem Brechungsindex einander ab und enden mit Schichten mit niedrigem Brechungsindex (der so nah wie möglich dem Brechungsindex der Luft und somit gleich 1 ist), und sie sind im Allgemeinen Schichten auf der Basis von beispielsweise SiO₂ und MgF₂. Hier jedoch endet der Schichtaufbau mit einer Schicht mit hohem Brechungsindex, was recht paradox ist. Dennoch gelingt es, indem die Kennwerte der einzelnen Schichten auf geeignete Weise ausgewählt werden, diesem speziellen Antireflexaufbau den reflektierenden Charakter des TiO₂ mit hohem Brechungsindex deutlich abzuschwächen und dem Substrat eine bei Reflexion akzeptable Färbung zu verleihen (neutral, in hellen Farbtönen, wobei rote und andere warme Farben, die als wenig ästhetisch angesehen werden, insbesondere zugunsten von Grau, Blau oder Grün vermieden werden).
Vorteilhafterweise hat die photokatalytische Beschichtung einen Brechungsindex von größer als oder gleich 2,30, insbesondere von 2,35 bis 2,50, oder zwischen 2,40 und 2,45 (wie weiter oben zu entnehmen, kann sie auch derart aufgebracht werden, dass sie einen Index von nur 2,10 bis 2,30 hat). Sie wird vorzugsweise durch Kathodenzerstäubung aufgebracht. Ihre optische Dicke wird vorteilhafterweise zu sammen mit den optischen Dicken der anderen Schichten des Aufbaus ausgewählt, um den Lichtreflexionsgrad des Substrates zu senken. So ist gezeigt worden, dass eine optimale optische Dicke vorzugsweise etwa λ/2 beträgt, wobei λ bei 580 nm ist. Dies entspricht einer optischen Dicke von 250 bis 350 nm und insbesondere zwischen 270 und 310 nm und einer geometrischen Dicke von 80 bis 120 nm und insbesondere zwischen 90 und 110 nm. Dieser geometrische Dickenbereich erweist sich als ausreichend, um gleichzeitig eine photokatalytische Aktivität zu erhalten, die als genügend angesehen wird (die photokatalytische Aktivität ist von zahlreichen Parametern abhängig, davon beispielsweise der Dicke, aber auch der Oberflächenrautiefe, der kristallinen Morphologie der Schicht und deren Porosität). Es können auch deutlich dünnere Schichten verwendet werden mit einer geometrischen Dicke von insbesondere zwischen 10 und 25 nm.
Der erfindungsgemäße Antireflexaufbau in seiner einfachsten Ausführungsform umfasst drei Schichten, davon übereinander eine Schicht mit hohem Brechungsindex, eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex und darauf die photokatalytische Beschichtung mit hohem Brechungsindex.
Die Schicht(en) mit hohem Brechungsindex des Aufbaus, abgesehen von der photokatalytischen Beschichtung, hat (haben) im Allgemeinen einen Brechungsindex von mindestens 1,9, insbesondere zwischen 1,9 und 2,3, oder zwischen 1,9 und 2,2. Dabei kann es sich um Zink-, Zinn- und Zirconiumoxid, Aluminiumnitrid oder Siliciumnitrid handeln. Es kann sich auch um ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Verbindungen handeln.
Die optische Dicke dieser Schichten mit hohem Brechungsindex wird ausgewählt. Ihre optimale optische Dicke beträgt vorzugsweise etwa λ/10, wobei λ nahe 580 nm ist. Dies entspricht einer optischen Dicke von 48 bis 68 nm und insbesondere zwischen 53 und 63 nm und einer geometrischen Dicke von 20 bis 40 nm und insbesondere von 25 bis 35 nm. Es ist auch möglich, eine geringere Dicke zu wählen, insbesondere von 20 bis 48 nm.
Die Schicht(en) mit niedrigem Brechungsindex hat (haben) im Allgemeinen einen Brechungsindex von 1,4 bis 1,75 und insbesondere zwischen 1,45 und 1,65. Sie können beispielsweise auf der Basis von Siliciumoxid, Aluminiumoxid oder einem Gemisch der beiden sein. Die optische Dicke dieser Schichten mit niedrigem Brechungsindex wird ausgewählt: Ihre optimale optische Dicke beträgt vorzugsweise etwa λ/20, wobei λ nahe 580 nm ist. Diese entspricht einer optischen Dicke von 20 bis 79 nm, insbesondere zwischen 19 und 39 nm, speziell zwischen 25 und 35 nm, und einer geometrischen Dicke von 12 bis 50 nm, speziell zwischen 15 und 30 nm, beispielsweise zwischen 20 und 28 nm.
In einer anderen Abwandlung kann in dem weiter oben beschriebenen dreischichtigen Aufbau die Abfolge Schicht mit hohem Brechungsindex/Schicht mit niedrigem Brechungsindex durch eine Schicht mit einem "Zwischenbrechungsindex", d.h. vorzugsweise von über 1,65 und unter 1,9, ersetzt werden. Der bevorzugte Brechungsindexbereich beträgt 1,75 bis 1,85. Sie kann auf der Basis von Siliciumnitridoxid und/oder Aluminiumnitridoxid sein. Sie kann auch auf der Basis eines Gemischs aus einem Oxid mit niedrigem Brechungsindex wie SiO₂ und mindestens einem Oxid mit höherem Brechungsindex wie SnO₂, ZnO, ZrO₂ und TiO₂ sein (dabei erlaubt es das Verhältnis zwischen den Oxiden, den Brechungsindex zu regulieren).
Diese Zwischenschicht kann auch verwendet werden, um die erste Abfolge Schicht mit hohem Brechungsindex/Schicht mit niedrigem Brechungsindex eines Aufbaus zu ersetzen, der nicht drei, sondern beispielsweise fünf oder sieben Schichten enthält.
Die optische Dicke dieser Schicht mit Zwischenbrechungsindex wird ausgewählt. Die optimale optische Dicke beträgt etwa λ/4, wobei λ nahe 580 nm ist. Diese entspricht einer optischen Dicke von 120 bis 150 nm und insbesondere zwischen 125 und 135 nm und einer geometrischen Dicke von 65 bis 80 nm und insbesondere zwischen 68 und 76 nm.
Wie weiter oben erwähnt, wird bei diesem unterschiedlichen Auswählen der optischen Dicke die Gesamtheit des Aussehens des Substrats bei Reflexion berücksichtigt: Man ist gezwungen, nicht nur den Lichtreflexionsgrad, R_L, zu senken, sondern auch ihm einen heutzutage als ästhetisch angesehenen (d.h. eher in kühlen Farben als Gelb oder Rot) und so wenig intensiv wie möglichen Farbton zu verleihen. Es ist daher der beste Kompromiss dafür zu finden, dass insgesamt das Aussehen des Substrats bei Reflexion das beste ist. Je nach den Verwendungen kann vor allem die Senkung des R_L oder die Auswahl einer speziellen Kolorimetrie bei Reflexion (beispielsweise quantifiziert durch die Werte von a^* und b^* der Normfarbtafel L, a^*, b^* oder durch die maßgebende Wellenlänge, die mit dem spektralen Farbanteil verknüpft ist) begünstigt werden.
Vorteilhafterweise kann die Gesamtheit der Schichten des Antireflexaufbaus durch Kathodenzerstäubung aufgebracht werden, eine nach der anderen und in derselben Produktionslinie.
In einer wahlweisen erfindungsgemäßen Abwandlung kann zwischen dem Substrat und dem Antireflexaufbau eine Barriereschicht gegen Spezies eingefügt werden, die aus dem Substrat diffundieren können. Dabei handelt es sich insbesondere um Alkaliionen, wenn das Substrat aus Glas besteht. Sie ist beispielsweise auf der Basis des Oxids (oder Carbidoxids) des Siliciums, wobei das SiO₂ durch Kathodenzerstäubung aufgebracht werden kann und das SiOC auf bekannte Weise durch Gasphasenabscheidung (CVD) aufgebracht werden kann. Ihre Dicke beträgt vorzugsweise mindestens 50 nm, beispielsweise 80 bis 200 nm. Aus diesem Typ eines Materials mit einem relativ niedrigen Brechungsindex (nahe 1,45 bis 1,55) ausgewählt, ist sie im Allgemeinen in optischer Hinsicht im weitgehend "neutral". Das Siliciumoxid kann Nebenelemente enthalten, die insbesondere aus Al, C und N ausgewählt sind.
Die Erfindung hat auch zum Gegenstand die Verglasung, insbesondere eine einfache Glasscheibe (ein starres Substrat), eine Verbundglasscheibe und eine Mehr fachverglasung vom Typ einer Doppelverglasung, die mindestens ein auf die weiter oben beschriebene Weise beschichtetes Substrat umfasst.
Diese Verglasung weist vorzugsweise durch den erfindungsgemäßen Antireflexeffekt einen Lichtreflexionsgrad, R_L (auf der Seite der Schichten) auf, der höchstens 20 % und insbesondere höchstens 18 % bleibt. Vorzugsweise hat dieser Lichtreflexionsgrad einen angenehmen Farbton im Blauen oder Grünen mit Werten von a^* und b^* in der Normfarbtafel (L, a^*, b^*), die negativ und als Absolutwerte insbesondere kleiner als 3 oder als 2,5 sind. Der Farbton ist somit gleichzeitig für das Auge angenehm, hell und wenig intensiv.
Die Verglasung kann auch eine oder mehrere andere funktionelle Beschichtungen umfassen (aufgebracht durch Kathodenzerstäubung, Pyrolyse oder Sol-Gel), entweder auf derselben Seite des mit der photokatalytischen Beschichtung versehenen Substrats, auf der anderen Seite des Substrats oder auf einer Seite eines anderen Substrats, das mit dem ersten in der Verglasung verbunden ist (Doppelverglasung oder Verbundglasscheibe). Sie kann auch eine Doppelverglasung vom Typ Glasscheibe/Gasfüllung/Glasscheibe sein, wobei auf der (den) Außenseite(n) der Glasscheiben die photokatalytische Beschichtung und auf den Innenseiten (die zur Gasfüllung zeigen) sich ein Aufbau mit einer oder zwei Silberschichten befindet. Derselbe Typ einer Gestaltung lässt sich auch auf Verbundglasscheiben anwenden.
Die andere(n) funktionelle(n) Beschichtung(en) kann (können) insbesondere beispielsweise eine schmutzabweisende, vor Sonne schützende, niedrigemittierende, beheizende, hydrophobe, hydrophile, entspiegelnde, antistatische oder eine andere photokatalytische Beschichtung sein. Insbesondere sind vor Sonne schützende oder niedrigemittierende Aufbauten mit einer oder mehreren Schichten aus Silber, Nickelchrom, Titannitrid oder Zirconiumnitrid zu nennen. Bei Schichten auf der Basis eines Metallnitrids kann ein CVD-Verfahren angewendet werden.
Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 betreffen das Aufbringen von photokatalytischen TiO₂-Schichten durch Kathodenzerstäubung.
Beispiel 1 (nicht erfindungsgemäß)
Auf ein 4 mm dickes Kalk-Natron-Silicat-Klargas wurde eine 80 nm dicke erste Schicht aus SiOC durch CVD und anschließend eine 90 nm dicke photokatalytische zweite Schicht aus TiO₂ aufgebracht (die SiOC-Schicht kann auch durch eine SiO₂:Al-Schicht ersetzt werden, die durch reaktive Kathodenzerstäubung aus einem mit Al dotierten Si-Target erhalten wird).
Die TiO₂-Schicht wurde durch magnetfeldgestützte Kathodenzerstäubung aufgebracht. Dabei handelte es sich um eine reaktive Zerstäubung in Gegenwart von Sauerstoff ausgehend von einem Titantarget. Das Glas wurde auf eine Temperatur von etwa 220 bis 250 °C vorerhitzt. Diese Temperatur wurde um +5 °C während des Aufsprühens der Schicht mittels einer gegenüber dem Target angeordneten beheizten Vorrichtung konstant gehalten.
Die erhaltene TiO₂-Schicht hatte einen Brechungsindex von 2,44. Sie war in Form von Anatas (sie kann auch amorphe Zonen enthalten) mit einer mittleren Kristallitgröße von unter 25 nm auskristallisiert.
Ihre photokatalytische Aktivität wurde mittels eines Versuchs quantifiziert, in welchem Palmitinsäure verwendet wurde: Dabei handelt es sich darum, eine gegebene Dicke von Palmitinsäure auf einer photokatalytischen Beschichtung aufzubringen, diese mit einer UV-Strahlung mit einer Mittenwellenlänge von 365 nm und mit einer Energieflussdichte von etwa 50 W/m² während der gesamten Versuchsdauer zu bestrahlen und anschließend die Geschwindigkeit des Verschwindens der Palmitinsäure gemäß folgender Relation zu messen: V(nm·h–1) = [Dicke der Palmitinsäure (nm)]/[2·t½ Verschwinden (h)].
Mit der erfindungsgemäßen Schicht wurde durch Berechnung eine photokatalytische Aktivität von mindestens 10 nm·h^–1, insbesondere von mindestens 20 nm·h^–1, speziell von 20 bis 100 nm·h^–1 je nach Wahl der Beschichtungsparameter vom Typ Druck und Temperatur erhalten.
Das so mit zwei Schichten versehene Glas wies für Normlichtart D65 einen Lichtreflexionsgrad, R_L, von 23 % mit Werten für a^* und b^* gemäß der Normfarbtafel (L, a^*, b^*) von etwa 17 bzw. 28 bei Reflexion auf.
Die photokatalytische Aktivität der Schicht ist somit interessant, aber ihr Aussehen ist noch deutlich reflektierend mit einer zu intensiven Farbe.
Dazu ist festzustellen, dass es möglich ist, die photokatalytische Aktivität der Schicht zu erhöhen, indem nach dem Beschichten ein herkömmlicher Glühvorgang durchgeführt wird (eine oder mehrere Stunden bei mindestens 400 °C).
Beispiel 1a
Beispiel 1 wurde wiederholt, aber dieses Mal wurde die TiO₂-Schicht auf einem nicht erhitzten Substrat aufgebracht und anschließend vier Stunden lang bei etwa 500 bis 550 °C behandelt. Außerdem wurde die SiO₂-Unterschicht auf 100 nm dicker gemacht. Die Morphologie der Schicht war ein wenig anders mit einer mittleren Kristallitgröße von eher über 30 nm.
Ihre photokatalytische Aktivität war ähnlich derjenigen der Schicht des Beispiels 1 ohne Glühen, wobei sie aber geringer ist, wenn eine geringere Dicke der SiO₂-Unterschicht gewählt wird.
Beispiel 2 und die folgenden Beispiele betreffen den Einbau einer photokatalytischen TiO₂-Schicht mit hohem Brechungsindex, die insbesondere durch Kathoden zerstäubung aufgebracht war, in Antireflexaufbauten, um deren optischen Eigenschaften zu verbessern.
Beispiel 2 (realisiert)
Auf ein 4 mm dickes Kalk-Natron-Silicat-Floatglas wurde folgender Schichtaufbau aufgebracht:
Die Schicht (1) aus Si₃N₄ wurde durch reaktive Kathodenzerstäubung in Gegenwart von Stickstoff ausgehend von einem mit Al dotierten Si-Target aufgebracht.
Die Schicht (2) aus SiO₂ wurde durch reaktive Kathodenzerstäubung in Gegenwart von Sauerstoff ausgehend von einem mit Al dotiertem Si-Target aufgebracht.
Die Schicht (3) aus TiO₂ war photokatalytisch und wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, in der Hitze aufgebracht (nicht erfindungsgemäß).
Wahlweise kann eine zusätzliche Schicht zwischen dem Glas und der Si₃N₄-Schicht eingefügt werden, eine SiO₂-Schicht von etwa 100 nm, die wie die weiter oben beschriebene andere SiO₂-Schicht (2) erhalten wird. Sie hat fast keinen Einfluss auf die optischen Eigenschaften des Substrats und kann als Barriereschicht gegen Alkaliionen aus dem Glas dienen. Sie ist wahlweise, umso mehr als die Schichten der Antireflexbeschichtung unter der photokatalytischen Schicht, nämlich die Schichten (1) und (2), selbst völlig zufriedenstellende Barriereschichten bilden, außer ihren optischen Eigenschaften, da diese zwei Schichten bereits eine Barriere von 100 nm gegen Spezies bilden, die aus dem Glas diffundieren können.
Die photokatalytische Aktivität der Schicht 3 betrug 80 nm·h^–1.
Alternativ kann eine TiO₂-Schicht verwendet werden, die in der Kälte aufgebracht und anschließend, wie in Beispiel 1a beschrieben, geglüht wird.
Bei Reflexion auf der beschichteten Seite war das Ergebnis für einen solchen Schichtaufbau Folgendes:

R_L (für Normlichtart D65): 17,3 %

a^* (R_L) –2

b^* (R_L) –2,8

λ_d (nm) = 494 nm (maßgebende Wellenlänge der Lichtreflexion)

pe (%) = 2,5 % (spektraler Farbanteil bei Reflexion).
Gegenüber Beispiel 1 ist eine deutliche Senkung des Wertes von R_L zu sehen, es wurde hier eine Farbe im blaugrünen Bereich, die eher hell war, erhalten. Insgesamt wurde ein bei Reflexion ästhetisches und wesentlich verbessertes Aussehen erhalten.
Beispiel 3
Es ist sehr ähnlich Beispiel 2, außer dass die Dicke der TiO₂-Schicht etwas verändert wurde.
Hier:
Das Ergebnis für die Lichtreflexion war Folgendes (mit denselben Konventionen wie für Beispiel 2):

R_L = 17,9 %

a^* = –0,8

b^* = –0,7

λ_d (nm) = 494 nm

pe (%) = 0,8 %.
Es besteht hier ein etwas anderer Kompromiss mit einem Wert für R_L, der etwas größer ist, wobei aber die Werte für a^* und b^* als Absolutwerte kleiner sind.
Beispiel 4 (Modellierung)
Es ist sehr ähnlich Beispiel 2, außer dass die Dicke der ersten Schicht aus Si₃N₄ verändert wurde:
Das Ergebnis für den Lichtreflexionsgrad war Folgendes (wieder mit denselben Konventionen):

R_L = 15, 8 %

a^* = 0

b^* = –9

λ_d (nm) = 475 nm

pe (%) = 4,9 %.
Hier war der Wert für R_L stark gesenkt, wobei aber die Farbe bei Reflexion den Farbton gewechselt hatte.
Beispiel 5 (Modellierung/Vergleichsbeispiel)
Hier waren gegenüber Beispiel 2 alle Dicken verändert worden.
Das Ergebnis für den Lichtreflexionsgrad war Folgendes:

R_L = 25,8 %

a^* = –0,3

b^* = –0,7

λ_d (nm) = 492 nm

pe (%) = 0,5 %.
Wenn auch das Substrat bei Reflexion eine zufrieden stellende Farbe aufwies, hatte es dafür einen Wert von R_L, der deutlich über 20 % lag, der zu hoch ist, die ausgewählten Dicken sind daher nicht optimal.
Beispiel 6 (Modellierung/Vergleichsbeispiel)
Hier wurde sich noch weiter von den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dicken entfernt, mit folgendem Schichtaufbau:
Das Ergebnis für die Lichtreflexion war Folgendes:

R_L = 30 %

a^* = 2,3

b^* = 7,2

λ_d (nm) = 587 nm

pe (%) = 14 %.
Hier hat man gleichzeitig einen sehr hohen Wert für R_L und eine kaum erwünschte und stärkere Farbe bei Reflexion. Sein Aussehen bei Reflexion ist daher nicht zufrieden stellend.
Beispiel 7 (realisiert)
Der Schichtaufbau war dieses Mal Folgender:
Es wurde somit das Si₃N₄ durch SnO₂ ersetzt, das durch reaktive Kathodenzerstäubung in Gegenwart von Sauerstoff ausgehend von einem Zinntarget aufgebracht wurde.
Das Ergebnis für die Lichtreflexion war Folgendes:

R_L = 17,4 %

a^* = –2,8

b^* = –2,7

λ_d (nm) = 496 nm

pe (%) = 2,8 %.
Das Aussehen bei Reflexion war ähnlich demjenigen, das in Beispiel 2 erhalten worden war.
Beispiel 8 (Modellierung)
Hier wurden die ersten beiden Schichten durch eine einzige Schicht aus Siliciumnitridoxid, SiON, mit einem Brechungsindex von 1,84 ersetzt.
Man hatte daher den Schichtaufbau:
Das Ergebnis für die Lichtreflexion war Folgendes:

R_L = 17,4 %

a^* = 0

b^* = –1,08

λ_d (nm) = 480 nm

pe (%) = 1 %.
Das Aussehen bei Reflexion war somit zufrieden stellend.
Beispiel 9 (Modellierung)
Beispiel 8 wurde wiederholt, aber mit einem Brechungsindex von 1,86 für die Si-ON-Schicht.
Das Aussehen bei Reflexion war etwas modifiziert:

R_L = 17, 8 %

a^* = –1,1

b^* = –1,5

λ_d (nm) = 494 nm

pe (%) = 1,3 %.
Beispiel 10 (realisiert)
Man hatte den Aufbau:
Die letzte "Schicht" mit hohem Brechungsindex war deshalb die Übereinanderanordnung einer Si₃N₄- und einer TiO₂-Schicht. Der Lichtreflexionsgrad, R_L, auf der beschichteten Seite betrug zwischen 16,5 und 17,5 %. Die photokatalytische Aktivität betrug etwa 80 nm·h^–1.
Beispiel 11 (realisiert)
Es wurde der Typ eines Aufbaus von Beispiel 3 wiederholt, aber mit anderen Dicken. Es handelte sich um:
Der Lichtreflexionsgrad auf der beschichteten Seite betrug zwischen 13 und 16 %. Die optischen Schwankungen des so beschichteten Substrats, nachdem jede Schicht des Aufbaus um 3 % variiert worden war, waren Folgende:

ΔR_L: 0,8 %

Δa^*(R_L): 0,3

Δb^*(R_L): 1,3.
Dieses Beispiel besaß eine photokatalytische Aktivität von etwa 15 bis 20 nm·h^–1.
Dieses Beispiel ist aus mehreren Gründen interessant: Es ist sehr wenig empfindlich gegenüber Dickenschwankungen und deshalb leicht industriell herzustellen. Es bleibt ausreichend photokatalytisch, obwohl die Titanoxidschicht sehr dünn ist. Es ist in kolorimetrischer Hinsicht zufrieden stellend.
Zusammenfassend wurde erfindungsgemäß eine neue Art und Weise des Aufbringens von Schichten, die photokatalytisches TiO₂ umfassen, unter Vakuum entwickelt. Weiterhin wurde entwickelt ein neuer Typ eines entfärbenden/Antireflex-Schichtaufbaus, der mit einer Schicht mit hohem Brechungsindex abschließt, ein Aufbau, der industriell einfach zu realisieren ist und das reflektierende Aussehen des TiO₂ beträchtlich abschwächt, ohne dabei die photokatalytischen Eigenschaften zu verschlechtern. Es erlaubt auch, Gläser im bei Reflexion hellblauen oder hellgrünen Bereich zu erhalten, wobei die daraus folgenden Dicken der photokatalytischen Schicht von etwa 100 nm erhalten bleiben. Die Wahl einer deutlich dünneren photokatalytischen Schicht mit 12 bis 30 nm ist ebenfalls möglich.
Die Erfindung mit ihren zwei Merkmalen (Erzeugnis und Verfahren) lässt sich auf dieselbe Weise auf photokatalytische Beschichtungen anwenden, die nur TiO₂ enthalten.
Erfindungsgemäß werden Beschichtungen bei Umgebungstemperatur mit anschließenden geeigneten Wärmebehandlungen und einer speziellen Kontrolle des Beschichtungsdrucks vorgeschlagen, um unter Vakuum aufgebrachte Schichten mit vollkommen unüblichen Kennwerten, die sich in bemerkenswerten schmutzabweisenden Eigenschaften ausdrücken, zu erhalten.

Claims

Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften, die wenigstens teilweise kristallisiertes Titanoxid, insbesondere in Form von Anatas, umfasst, durch Kathodenzerstäubung auf ein transparentes oder halbtransparentes Substrat vom Typ Glas, Glaskeramik und Kunststoff, in welchem die Zerstäubung unter einem Beschichtungsdruck P von mindestens 2 Pa durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubung bei Umgebungstemperatur durchgeführt wird, und dass auf das Aufbringen der Beschichtung eine Wärmebehandlung vom Typ Abkühlen im Kühlofen folgt, um die Kristallisation der Beschichtung zu erhalten.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsdruck P höchstens 6,67 Pa und insbesondere mindestens 2,67 Pa beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex der Beschichtung mehr als 2, insbesondere mehr als 2,1, vorzugsweise 2,15 bis 2,35 oder zwischen 2,35 und 2,50 beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung Titanoxidkristallite enthält, deren Größe weniger als oder gleich 50 oder 40 nm, vorzugsweise 15 bis 30 nm oder zwischen 20 und 40 nm beträgt.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rautiefe RMS der Beschichtung mindestens 2 nm, insbesondere höchstens 10 nm, vorzugsweise 2,5 bis 7 nm oder zwischen 2,8 und 5 nm beträgt.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Dicke der Beschichtung weniger als 150 nm, insbesondere 80 bis 120 nm oder zwischen 10 und 25 nm beträgt.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubung reaktiv mit einem im Wesentlichen metallischen Target oder nichtreaktiv mit einem keramischen Target durchgeführt wird.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zu zerstäubende Target mit einem Metall, das insbesondere aus Nb, Ta, Fe, Bi, Co, Ni, Cu, Ru, Ce, Mo und Al ausgewählt ist, dotiert ist.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor ihm und/oder nach ihm eine Stufe zum Aufbringen mindestens einer dünnen Schicht, insbesondere mit optischer, antistatischer, entfärbender, entspiegelnder, hydrophiler und schützender Funktion oder um die Rautiefe der Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften zu vergrößern, durch ein Kathodenzerstäubungsverfahren oder durch ein Verfahren, an welchem eine thermische Zersetzung vom Typ Pyrolyse oder Sol-Gel beteiligt ist, stattfindet.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor ihm das Aufbringen mindestens einer dünnen Schicht durch Pyrolyse, insbesondere durch CVD, stattfindet, wobei die Rautiefe RMS der dünnen Schicht mindestens 5 nm und insbesondere mindestens 10 nm beträgt.
Transparentes oder halbtransparentes Substrat vom Typ Glas, Glaskeramik und Kunststoff, das auf wenigstens einem Teil einer Seite mit einer Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften versehen ist, die das wenigstens teilweise kristallisierte Titanoxid, insbesondere in Form von Anatas, umfasst und gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche erhalten werden kann, da durch gekennzeichnet, dass die Rautiefe RMS der Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften 2,5 bis 4,6 nm beträgt.
Transparentes oder halbtransparentes Substrat vom Typ Glas, Glaskeramik und Kunststoff, das auf wenigstens einem Teil einer Seite mit einer Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften versehen ist, die das wenigstens teilweise kristallisierte Titanoxid, insbesondere in Form von Anatas, umfasst, wobei diese Beschichtung eine Rautiefe RMS von 2,5 bis 4,6 nm und einen hohen Brechungsindex von mindestens 2 und höchstens 2,45 besitzt und die letzte Schicht eines Antireflexaufbaus aus dünnen Schichten bildet, der sich aus einer abwechselnden Abfolge aus Schichten mit hohem und mit niedrigem Brechungsindex zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Schicht mit niedrigem Brechungsindex einen solchen von 1,40 bis 1,75 und eine geometrische Dicke von 12 bis 50 nm aufweist, und dass die oder jede Schicht mit hohem Brechungsindex, außer der photokatalytischen Beschichtung, einen Brechungsindex von 1,9 bis 2,3 aufweist.
Substrat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex der Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften mehr als oder gleich 2,30 oder weniger als oder gleich 2,30 und insbesondere 2,15 bis 2,25 beträgt.
Substrat nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Dicke der Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften 200 bis 350 nm und insbesondere zwischen 210 und 310 nm beträgt.
Substrat nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Dicke der Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften weniger als 50 nm und insbesondere 25 bis 45 nm beträgt.
Substrat nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Dicke der Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften 80 bis 120 nm, vorzugsweise zwischen 90 und 110 nm, oder 10 bis 25 nm beträgt.
Substrat nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften durch Kathodenzerstäubung gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufgebracht wird.
Substrat nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften Titanoxidkristallite mit einer Größe von kleiner als oder gleich 50 oder 40 nm, insbesondere von 15 bis 30 nm oder 20 bis 40 nm, oder Titanoxidkristallite mit einer Größe von mindestens 30 nm und insbesondere 30 bis 50 nm enthält.
Substrat nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Antireflexaufbau mindestens drei Schichten umfasst, übereinander eine erste Schicht mit hohem Brechungsindex, eine zweite Schicht mit niedrigem Brechungsindex und die Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften, die gegebenenfalls mit mindestens einer weiteren Schicht mit hohem Brechungsindex verbunden ist.
Substrat nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex der Schichte/n mit hohem Brechungsindex 1,9 bis 2,2 beträgt und sie beispielsweise auf der Basis von Zinnoxid, Zinkoxid, Zirconiumoxid, Aluminiumnitrid bzw, Siliciumnitrid oder auf der Basis eines Gemisch aus mindestens zwei dieser Verbindungen ist/sind.
Substrat nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Dicke der ersten Schicht mit hohem Brechungsindex 48 bis 68 nm, insbesondere zwischen 53 und 63 nm, oder zwischen 20 und 48 nm beträgt.
Substrat nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Dicke der ersten Schicht mit hohem Brechungsindex 20 bis 40 nm, zwischen 25 und 35 nm oder zwischen 10 und 20 nm beträgt.
Substrat nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex der Schicht/en mit niedrigem Brechungsindex 1,45 bis 1,55 beträgt und sie beispielsweise auf der Basis von Siliciumoxid, Aluminiumoxid oder einem Gemisch der beiden ist/sind.
Substrat nach einem der Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Dicke der Schicht mit niedrigem Brechungsindex 20 bis 79 nm beträgt.
Substrat nach einem der Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Dicke der Schicht mit niedrigem Brechungsindex 15 bis 30 nm beträgt.
Substrat nach einem der Ansprüche 12 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Substrat und dem Antireflexaufbau eine Barriereschicht gegen Spezies vom Typ Alkaliionen, die in der Lage sind, aus dem Substrat zu diffundieren, eingefügt ist.
Substrat nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht auf der Basis von Siliciumoxid ist und gegebenenfalls Al, C oder N enthält, mit insbesondere einer Dicke von mindestens 50 nm, beispielsweise 60 oder 80 nm bis 200 nm.
Glas, insbesondere einfaches Glas, Verbundglas und Mehrfachglas vom Typ Doppelverglasung, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Substrat nach einem der Ansprüche 11 bis 27 umfasst.
Glas nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass es auf der beschichteten Seite einen Lichtreflexionsgrad, R_L, von höchstens 20 % und insbesondere von höchstens 18 % aufweist.
Glas nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass es auf der beschichteten Seite einen Lichtreflexionsgrad im Blau oder Grün mit Werten von a^* und b^* in der Normfarbtafel (L, a^*, b^*) aufweist, die negativ und vorzugsweise kleiner als 3 oder 2,5 (als Absolutwerte) sind.
Glas nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine weitere funktionelle, insbesondere schmutzabweisende, vor Sonne schützende, niedrig emittierende, beheizende, hydrophobe, hydrophile, entspiegelnde und antistatische Beschichtung oder eine zweite Beschichtung mit photokatalytischen Eigenschaften umfasst.