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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Vakuumbeschichtung,
und insbesondere das Gebiet der Herstellung von Vakuumbeschichtungen,
welche ein metallisches Aussehen und andere metallische Eigenschaften
während
der ganzen Hochtemperaturverfahren beibehalten, wie Biegen, Laminieren
und Temperieren.
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Die
meisten Vakuumbeschichtungen auf Glas, welche ein wünschenswertes
metallisches Aussehen und andere metallische Eigenschaften aufweisen,
wenn sie abgeschieden wurden, verlieren das charakteristische metallische
Aussehen und die Eigenschaften, wenn sie einer Hochtemperaturverarbeitung
unterworfen werden. Vakuumbeschichtungen mit einem metallischen
Aussehen und anderen metallischen Eigenschaften, wie Leitfähigkeit
und Infrarot-Reflexionsvermögen
sind im Allgemeinen Metalle, Metallnitride, Metallkarbide oder Metallboride,
welche Oxidieren, wenn sie in Luft erwärmt werden, um Metalloxide
zu bilden, die elektrisch isolierend, transparenter und weniger
absorbierend sind. Während
viele Metalle in der Luft bis zur Formtemperatur des Glases (600° bis 700°C) erwärmt werden
können
und eine schützende
Oxidoberflächenschicht
bilden, verhindert die Dünne
der transparenten metallischen Beschichtungen und ihre daraus folgende
nicht feste, eher porösen
Natur, die Bildung einer geeigneten Schutzschicht. Daher können die
dünnen
transparenten metallisch aussehenden Filme im Allgemeinen nicht
auf Temperaturen erwärmt
werden, bei welchen Glas gebogen werden kann, ohne dass sich die
metallischen Eigenschaften verschlechtern.
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US-A-4,992,087
von Holscher offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer getemperten
oder gebogenen Glasplatte mit einer die Durchlässigkeit reduzierenden Beschichtung,
bei welcher auf einer Seite der Glasplatte wenigstens eine opake
Metallbeschichtung aufgebracht ist, welche im Wesentlichen aus wenigstens
einem Metall oder einer Legierung der Elemente 22 bis 28 besteht,
und einer metallhaltigen Schutzschicht aus einer Legierung aus Aluminium
und wenigstens 10 Atom-% Titan und/oder Zirkon und wobei die Dicke
so ausgewählt
ist, dass während
des Temperns oder des Biegens keine erhebliche Sauerstoffdiffusion
in die Metallbeschichtung auftritt.
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Eine
Titannitridbeschichtung weist metallische Eigenschaften auf, die
sie für
eine beständige
solare Kontrolbeschichtung geeignet machen. Durch Veränderung
der Be schichtungsdicke können
die Durchlässigkeit
und die Solareigenschaften verändert
werden und durch Zugabe der geeigneten Kombination der dielektrischen
Schichten, können
das Reflektionsvermögen
und die Farbe verändert
werden, während
die chemische und mechanische Beständigkeit beibehalten wird.
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Solche
beschichteten Gegenstände
weisen eine besondere Anwendbarkeit bei der monolithischen Verglasung
von Kraftfahrzeugen auf. Wenn die Beschichtung auf einem dunklen
Substrat, wie Solargray®-Glas aufgebracht wird,
kann als Verglasung zur Privatsphäre verwendet werden, mit gesteigerten
Solareigenschaften und einem gewünschten
Reflektionsvermögen
und Farbe. Auf einem klaren Glas kann die Titannitridschicht eingestellt
werden, um mehr als 70 % Durchlässigkeit
des Leuchtmittels A (LTA) mit niedrigen inneren Reflektionsvermögen zu ermöglichen,
ein neutrales Erscheinungsbild und gesteigerte solare Eigenschaften. Die
meisten Scheiben von Kraftfahrzeugen sind jedoch gebogen und getempert.
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JP-A-63,242,948
offenbart ein reflektierendes Solarglas mit einem geringen Reflektionsvermögen auf der
beschichteten Seite, während
die Durchlässigkeit
willkürlich
auf einen vorbestimmten Wert eingestellt werden kann. Das Glas umfasst
eine Metallschicht (vorzugsweise Cr, Ti, Zr, Hf, Ta, Ni, Mo, Nb,
W, Si, deren Legierungen oder rostfreien Stahl), eine Metallnitridschicht
(Nitrid oder ein Verbundnitrid aus Ti, Zr, Ta, Hf und Cr) und eine
Metalloxidschicht (Oxid oder ein Verbundoxid aus Ti, Cr, Zr, Si,
Al, Hf, Ta und Nb). Das Problem, dass die meisten Vakuumbeschichtungen
auf Glas, welche ein gewünschtes
metallisches Aussehen und andere metallische Eigenschaften aufweisen,
wenn sie abgeschieden wurden, ihr charakteristisches metallisches Aussehen
und Eigenschaften verlieren, wenn sie einer Hochtemperaturverarbeitung
unterworfen werden, wird in der JP-A-6,242,948 nicht angesprochen.
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Die
EP-A-0 239 280 beschreibt eine transparente Glasplatte, umfassend
darauf TiN, VN, NbN, TaN, CrN oder Cr3N4 als die hauptsächliche Sonnenschutzschicht
zur Verringerung der Durchlässigkeit
im nahen Infrarotbereich und darauf eine Schicht aus Zinnoxid. Die
Zinnoxidschicht dient zum Schutz des Metallnitrids vor Oxidation
während
der Hochtemperaturverarbeitungsverfahren, erhöht die Verschleißbeständigkeit
und ist geeignet die Farbe und das Reflektionsvermögen einiger
Metallnitridfilme zu verringern.
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Es
ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung einen neuen metallisch
aussehenden beschichteten Gegenstand bereitzustellen, welcher das
metallische Aussehen und ande re metallische Eigenschaften während der
Hochtemperaturverarbeitung, wie Biegen, Laminieren und Tempern,
behält.
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EP-A-546
302 ist ein Dokument des Standes der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ, und betrifft
ein wärmebehandeltes
beschichtetes Glas, umfassend ein Glassubstrat, eine solare Kontrollschicht
oder eine elektrisch leitende Schicht auf dem Glassubstrat, und
eine erste Schutzschicht. Die solare Kontrollschicht kann wenigstens
eines umfassen, gewählt
aus rostfreiem Stahl, Titan, Chrom, Zirkonium, Tantal und Hafnium,
ein Nitrid, ein Borid, ein Karbid dieser Metalle, oder eine Mischung
dieser. Die Schutzschicht kann u.a. Siliziumnitrid, Zirkonium-Siliziumnitrid
oder Zinn-Siliziumnitrid sein.
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In
Bezug auf die Vertragsstaaten DE, FR, GB und IT betrifft die vorliegende
Erfindung folgende Gegenstände:
Gemäß eines
ersten Gegenstandes betrifft sie einen heißbearbeitbaren, metallisch
aussehenden beschichteten Gegenstand, umfassend:
- (a)
ein transparentes Glassubstrat;
- (b) einen Film auf einer Metallverbindung mit metallischen Eigenschaften,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Metallboriden, Metallkarbiden, Metalloxynitriden,
Chromnitrid, Zirkoniumnitrid, Hafniumnitrid, Tantalnitrid, Niobnitrid
und
- (c) eine Schutzschicht, die ein zu dem Metall der Metallverbindung
des Films unterschiedliches Metall enthält und die Oxidation des Films
aus der Metallverbindung minimiert und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend
aus Chrom, Titan und Nitriden und Oxynitriden von Silizium-Metall-Legierungen,
mit Ausnahme von Silizium-Zirkonium-Nitrid und Silizium-Zinn-Nitrid.
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Gemäß eines
zweiten Gegenstandes betrifft es einen heißbearbeitbaren, metallisch
aussehenden beschichteten Gegenstand, umfassend:
- (a)
ein transparentes Glassubstrat;
- (b) einen Film aus einer Metallverbindung mit metallischen Eigenschaften,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Metallboriden, Metallkarbiden, Metalloxynitriden,
Chromnitrid, Titannitrid, Zirkoniumnitrid, Hafniumnitrid, Tantalnitrid,
Niobnitrid; und
- (c) eine Schutzschicht, die ein zu dem Metall der Metallverbindung
des Films unterschiedliches Metall enthält und die Oxidation des Films
aus der Metallverbindung minimiert und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend
aus Titan und Nitriden und Oxynitriden von Silizium-Metall-Legierungen,
mit Ausnahme von Silizium-Zirkonium-Nitrid und Silizium-Zinn-Nitrid.
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Gemäß eines
dritten Gegenstands betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung eines
heißbearbeiteten metallisch
aussehenden Gegenstandes, umfassend die Schritte:
- (a)
Abscheiden eines Films aus einer Metallverbindung mit metallischen
Eigenschaften, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Metallboriden, Metallkarbiden, Metalloxynitriden,
Chromnitrid, Titannitrid, Zirkoniumnitrid, Hafniumnitrid, Tantalnitrid,
Niobnitrid, auf der Oberfläche
eines Glassubstrats; und
- (b) Abscheiden einer Schutzschicht, die ein zu dem Metall der
Metallverbindung des Films unterschiedliches Metall enthält und die
Oxidation des Films aus der Metallverbindung minimiert und ausgewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus Chrom, Titan und Nitriden und Oxynitriden
von Silizium-Metall-Legierungen,
mit der Ausnahme von Silizium-Zirkonium-Nitrid und Silizium-Zinn-Nitrid, und
- (c) Erhitzen des Glassubstrates, auf dem dieser Film aus der
Metallverbindung und diese Schutzschicht abgeschieden sind, auf
eine Temperatur, die ausreicht, um das Glas zu biegen;
wobei
Silizium-Zirkonium-Nitrid und Silizium-Zinn-Nitrid durch einen Disclaimer
aus den Materialien gemäß der drei
ersten Gegenstände
der Erfindung ausgenommen wurden, um den Gegenstand der vorliegenden Efindung
in Bezug auf die überlappenden
Vertragsstaaten DE, FR, GB und IT der EP-A-546 302 abzugrenzen.
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Gemäß eines
vierten Gegenstandes betrifft sie einen heißbearbeitbaren, metallisch
aussehenden, beschichteten Gegenstand, umfassend
- (a)
ein transparentes Glassubstrat,
- (b) einen Film aus einer Metallverbindung mit metallischen Eigenschaften,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Metallboriden, Metallkarbiden, Metal loxynitriden,
Chromnitrid, Titannitrid, Zirkoniumnitrid, Hafniumnitrid, Tantalnitrid,
Niobnitrid; und
- (c) eine Schutzschicht, die ein zu dem Metall der Metallverbindung
des Films unterschiedliches Metall enthält und die Oxidation des Films
aus einer Metallverbindung minimiert und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend
aus Chrom, Titan und Nitriden und Oxynitriden von Silizium und Silizium-Metall-Legierungen;
wobei
eine stabilisierende Schicht, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Silizium, Titan, Zirkonium, Tantal, Chrom, Niob, Siliziumlegierungen,
Nickel-Chrom-Legierungen und Aluminiumnitrid, zwischen diesem Glassubstrat
und diesem Film aus der Metallverbindung abgeschieden ist.
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In
einem fünften
Gegenstand betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung eines heißbearbeiteten,
metallisch aussehenden Gegenstandes, umfassend die Schritte:
- (a) Abscheiden eines Films aus einer Metallverbindung
mit metallischen Eigenschaften, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Metallboriden, Metallkarbiden, Metalloxynitriden, Chromnitrid,
Titannitrid, Zirkoniumnitrid, Hafniumnitrid, Tantalnitrid, Niobnitrid,
auf einer Oberfläche
eines Glassubstrats;
- (b) Abscheiden einer Schutzschicht, die ein zu dem Metall der
Metallverbindung des Films unterschiedliches Metall enthält und die
Oxidation des Films aus der Metallverbindung minimiert und ausgewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus Chrom, Titan und Nitriden und Oxynitriden
von Silizium und Silizium-Metall-Legierungen;
- (c) Erhitzen des Glassubstrats, auf dem dieser Film aus der
Metallverbindung und diese Schutzschicht abgeschieden sind, auf
eine Temperatur, die ausreicht, um das Glas zu biegen,
des
weiteren umfassend den Schritt des Abscheidens einer stabilisierenden
Schicht, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Silizium, Titan, Zirkonium, Tantal,
Chrom, Niob, Siliziumlegierungen, Nickel-Chrom-Legierungen und Aluminiumnitrid,
zwischen diesem Glassubstrat und diesem Film aus der Metallverbindung.
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Gemäß eines
sechsten Gegenstandes betrifft sie einen heißbearbeitbaren, metallisch
aussehenden beschichteten Gegenstand, umfassend:
- (a)
ein transparentes Glassubstrat
- (b) einen Film aus einer Metallverbindung mit metallischen Eigenschaften,
welcher Titannitrid ist
- (c) eine Schutzschicht, welche Siliziumnitrid ist.
-
In
Bezug auf die Vertragsstaaten CH, ES, LI, LU und SE betrifft die
vorliegende Erfindung folgende Gegenstände.
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Gemäß eines
ersten Gegenstandes betrifft sie einen heißbearbeitbaren, metallisch
aussehenden beschichteten Gegenstand, umfassend:
- (a)
ein transparentes Glassubstrat;
- (b) einen Film aus einer Metallverbindung, mit metallischen
Eigenschaften, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Metallboriden, Metallkarbiden, Metalloxynitriden,
Chromnitrid, Zirkoniumnitrid, Hafniumnitrid, Tantalnitrid, Niobnitrid;
und
- (c) eine Schutzschicht, die ein zu dem Metall der Metallverbindung
unterschiedliches Metall enthält
und die Oxidation des Films aus der Metallverbindung minimiert und
ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus Chrom, Titan, und Nitriden und
Oxynitriden von Silizium und Silizium-Metall-Legierungen.
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Gemäß eines
zweiten Gegenstandes betrifft sie einen heißbearbeitbaren, metallisch
aussehenden, beschichteten Gegenstand, umfassend:
- (a)
ein transparentes Glassubstrat;
- (b) einen Film aus einer Metallverbindung mit metallischen Eigenschaften,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Metallboriden, Metallkarbiden, Metalloxynitriden,
Chromnitrid, Titannitrid, Zirkoniumnitrid, Hafniumnitrid, Tantalnitrid,
Niobnitrid; und
- (c) eine Schutzschicht, die ein zu dem Metall der Metallverbindung
des Films unterschiedliches Metall enthält und die Oxidation des Films
aus der Metallver bindung minimiert und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend
aus Titan und Nitriden und Oxynitriden von Silizium und Silizium-Metall-Legierungen.
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Gemäß eines
dritten Gegenstandes betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung
eines heißbearbeiteten, metallisch
aussehenden Gegenstandes, umfassend die Schritte:
- (a)
Abscheiden eines Films aus einer Metallverbindung mit metallischen
Eigenschaften, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Metallboriden, Metallkarbiden, Metalloxynitriden,
Chromnitrid, Titannitrid, Zirkoniumnitrid, Hafniumnitrid, Tantalnitrid,
Niobnitrid, auf der Oberfläche
eines Glassubstrats; und
- (b) Abscheiden einer Schutzschicht, die ein zu dem Metall der
Metallverbindung des Films unterschiedliches Metall enthält und die
Oxidation des Films aus der Metallverbindung minimiert und ausgewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus Chrom, Titan und Nitriden und Oxynitriden
von Silizium und Silizium-Metall-Legierungen; und
- (c) Erhitzen des Glassubstrates, auf dem dieser Film aus der
Metallverbindung und diese Schutzschicht abgeschieden sind, auf
eine Temperatur, die ausreicht, um das Glas zu biegen.
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Vakuumbeschichtungen
mit metallischem Aussehen, wenn sie abgeschieden wurden, können so
hergestellt werden, dass sie ihr metallisches Aussehen beim Biegen
behalten, in dem sie mit einem anderen Metall überzogen werden, welches ein
dichtes Oxid bildet. Weitere Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit
des metallischen Films kann erzielt werden, in dem zusätzliche
Zwischenflächen
eingeführt
werden, gebildet durch eine weitere Schicht aus einem anderen Material,
insbesondere einem amorphen Metalloxid.
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Vakuumbeschichtungen
aus Metallverbindungen mit metallischen Eigenschaften, wie Titannitrid,
welche ihr metallisches Aussehen behalten, wenn sie mit einem dielektrischen
Material überzogen
werden, werden für
das Tempern durch Zugabe eines verformbaren Materials, Legierung
oder Halbleiterschichten unter dem Titannitrid stabilisiert. Solch
eine Unterschicht, welche einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
aufweist, welcher dem des Substrates entspricht oder geringer ist,
weist eine gute Adhesion an dem Glassubstrat und an der Titannitridschicht
auf, eliminiert die Probleme der Trübung, Marmorierung, Picture
framing und Oberflächenverunreinigung
und erhöht
den Betriebstemperaturbereich beim Tempern wesentlich. Bevorzugte Materialien
für die
Unterschicht umfassen Silizium, Titan, Zirkonium, Tantal, Chrom,
Niob, Siliziumlegierungen und Nickel-Chrom-Legierungen.
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1 vergleich
das Reflektionsvermögen
einer erhitzen, jedoch nicht oxidierten Metallschicht gemäß der vorliegenden
Erfindung (A) mit dem Reflektionsvermögen einer oxidierten Metallschicht
(B) und dem Reflektionsvermögen
einer nicht erhitzten Metallschicht (C).
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2 vergleicht
die Durchlässigkeit
einer erhitzten, jedoch nicht oxidierten Metallschicht gemäß der vorliegenden
Erfindung (A) mit der Durchlässigkeit
einer erhitzen, oxidierten Metallschicht (B) und der Durchlässigkeit
einer nicht erhitzten Metallschicht (C).
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3 stellt
einen beschichteten Gegenstand der vorliegenden Erfindung dar, wobei
das Substrat 10 mit einer ersten verformbaren metallhaltigen
Schicht 20 beschichtet ist, welche eine zweite Metallverbindungsschicht 30 mit
metallischen Eigenschaften stabilisiert, welche wiederum durch eine
auf Silizium basierende dielektrische Schicht 40 vor Oxidation
geschützt
ist.
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4 zeigt
die Durchlässigkeit
als eine Funktion der Wellenlänge,
für eine
Beschichtung der vorliegenden Erfindung, vor und nach der Erhitzung
auf 704°C
(1.300°F)
für 3,5
Minuten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können
einige der oxidationsbeständigeren
Beschichtungen, insbesondere Chromnitrid und Titannitrid, welche
trotzdem normalerweise sehr schnell bei 700°C oxidieren, vor solch einer
Oxidation durch ein anderes oxidationsbeständiges Metall geschützt werden.
Die Schutzschicht muss dicht sein, um die Oxidation der darunter
liegenden Metallschichten zu verhindern. Da Metalloxide im Allgemeinen
nicht ausreichend dicht sind, wenn sie im Vakuum abgeschieden werden,
wird die Schutzschicht als ein Metall abgeschieden, das eine dichte
Oxidoberflächenschicht
bildet, welche die Oxidation des darunter liegenden Materials verhindert.
Das Metall der Schutzschicht muss sich von dem Material der Metallschicht
unterscheiden, um zu verhindern, dass die Oxidation durch die Zwischenfläche durchschreitet.
Daher verhindert zum Beispiel eine Titanschutzschicht die Oxidation
einer Chrom-Nitridschicht, wohingegen eine Chromschicht die Oxidation
nicht verhindert.
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Eine
ungeschützte
Beschichtung oxidiert bei der Erhitzung, was zu einer höheren Durchlässigkeit
und niedrigerem Reflektionsvermögen
führt,
als bei einer metallischen Beschichtung, die gemäß dieser Erfindung beschichtet
wurde, wie in den 1 und 2 dargestellt,
wie auch zu einem getrübten
und lichtdurchlässigen Aussehen.
Im Gegensatz dazu wird eine metallisch aussehende Vakuumbeschichtung
zum Beispiel aus Chromnitrid oder Titannitrid, welche durch eine
unterschiedliche oxidationsbeständige
Schicht geschützt
ist, wie Titan, gemäß der vorliegenden
Erfindung die charakteristischen metallischen Reflektionsvermögens-, Durchlässigkeits-
und Absorptionseigenschaften bei dem Erhitzen auf die Glasbiegetemperaturen
behalten, wie in den 1 und 2 dargestellt.
Das etwas niedrigere Reflektionsvermögen und die höhere Durchlässigkeit
der erhitzten Beschichtung sind die Ergebnisse der Oxidation der
Oberfläche
der Schutzschicht.
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Eine
weitere Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit kann erzielt werden,
indem zusätzliche
Zwischenflächen
eingeführt
werden, gebildet aus noch einer anderen Art eines Materials. Dieses
Material ist vorzugsweise glasartig, zum Beispiel ein amorphes Metalloxid,
wie Zink-Zinn-Oxid, vorzugsweise mit der ungefähren Zusammensetzung Zn2SnO4.
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Um
Titannitrid auf einem flachen Glassubstrat zu verwenden, welches
nachfolgend getempert wird, wurde nunmehr entdeckt, dass es nicht
nur vor der Oxidation mittels einer schützenden Überschicht geschützt werden
sollte, sondern vorzugsweise auch stabilisiert werden sollte, z.B.
gegen eine Wechselwirkung zwischen dem Glassubstrat und der Titannitridschicht
oder einen durch Spannung induzierten „Ausfall", der bei den hohen Temperaturen auftreten
kann, die für
das Tempern notwendig sind. Zum Beispiel hat sich herausgestellt,
dass eine Beschichtung aus Titannitrid/Siliziumnitrid, hergestellt
durch ein Magnetronsputterverfahren, bei welchem die Siliziumnitridüberschicht
die Oxidation des Titannitrids verhindert, das Tempern bei Dicken
der Silziumnitridschicht von bis zu 800 Angstrom nicht überlebt.
Solche eine Besichtung wird getrübt, marmoriert,
entwickelt Haarrisse und entwickelt nach dem Tempern den Picture
framing-Effekt (Ausfall der Beschichtung um die Kante einer Glasplatte).
Zusätzlich
ist die Beschichtung nach der Erhitzung anfällig für eine Verunreinigung der Glasoberfläche, wie
Packer Belt Markierungen, Scheibenverunreinigungen in der Form von
Streifen oder Punkten in der Beschichtung.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, können
oxidationsbeständige
metallische Metallverbindungsbeschichtungen, insbesondere Titannitrid, welche
normalerweise sofort bei 700°C
oxidieren, vor solch einer Oxidation durch dielektrische Oxide oder
Nitride geschützt
werden, wenn noch eine stabilisierende Schicht unter der Titannitridschicht
angeordnet wird. Diese stabilisierenden Schichten sollten eine gute
Adhesion an den benachbarten Schichten aufweisen, etwas verformbar
sein und thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, welche den
Ausdehnungskoeffizienten von Glas entsprechen oder darunter liegen.
Die bevorzugten stabilisierenden Schichten sind Silizium und Siliziumlegierungen,
Titan, Zirkonium, Tantal, Chrom, Niob, Nickel-Chrom und Nickel-Chrom-haltige
Legierungen. Aluminiumnitrid kann auch als eine stabilisierende
Schicht verwendet werden, insbesondere um eine hohe Durchlässigkeit
beizubehalten. Silizium-Aluminium als eine stabilisierende Schicht
führt zu
höheren
gesamten Solarenergie-Durchlässigskeits(SET)-Werten
als Silizium-Nickel und Aluminiumnitrid für den gleichen Wert der Lichttransmissionsgrades des
Leuchtmittels A (LTA).
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Die
stabilisierende Schicht isoliert das Glassubstrat von der metallischen
Metallverbindungsschicht und bietet eine gleichmäßig kontrollierte Oberfläche für die metallische
Metallverbindungsschicht. Während des
thermischen Verfahrens verhindert sie, z.B., dass die Titannitridschicht
mit der Glasoberfläche
reagiert und stellt eine mechanische Übergangsschicht zwischen dem
Glassubstrat und der Titannitridschicht zur Verfügung. Die stabilisierende Sicht
reagiert mit der Glasoberfläche,
welche ein Oxid bildet, wodurch die Durchlässigkeit erhöht wird,
und die Bindung an der metallischen Metallverbindung beibehalten
wird. Die stabilisierende Schicht sollte dick genug sein, um die
metallische Metallverbindungsschicht von dem Glas zu isolieren,
und dünn
genug, um zu oxidieren und eine maximale Durchlässigkeit bereitzustellen: da
diese Schicht die solaren Eigenschaften nicht deutlich steigert.
Die Dicke der stabilisierenden Schicht liegt vorzugsweise in dem
Bereich von 5 bis 100 Angstrom. Eine bevorzugte stabilisierende
Schicht ist Silizium, vorzugsweise mit dem Dickebereich von 20 bis
50 Angstrom. Titan ist eine weitere bevorzugte stabilisierende Schicht,
insbesondere in dem Dickebereich von 15 bis 40 Angstrom.
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Dielektrika
aus Siliziumlegierung, gewählt
aus Nitriden oder Oxynitriden, sind für Überzüge gemäß der vorliegenden Erfindung
bevorzugt. Das Dielektrikum aus der Siliziumlegierung, welches für die Überschicht verwendet
wird, ist kritisch bei der Verhinderung eines Ausfalls der Beschichtung
während
der Erhitzung. Silizium kann mit vielen unterschiedlichen Elementen
legiert oder dotiert werden. Jedes Element verleiht dem Silizium
eine einzigartige Eigenschaft, entweder in der Form eines Targetmaterials
zur Sputte rabscheidung oder in der Form einer gesputterten Beschichtung.
Zusätzlich
wird die Tar getherstellung entweder durch Gießen oder Plasmasprühen durch
Legieren vereinfacht. Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfassen Elemente, die mit Silizium dotiert oder legiert
sind, Aluminium, Nickel, Chrom, Eisen, Nickel-Chrom-Legierungen,
Bor, Titan oder Zirkonium. Die Menge des anderen Metalls, welche
mit Silizium legiert ist, ändert
sich in Bezug auf das Metall und ist nur durch die gewünschten
Eigenschaften des Targets und der Beschichtung beschränkt. Typischerweise
können
bis zu 50 Gewichtsprozent des zusätzlichen Metalls zu Silizium
verwendet werden vorzugsweise 5 bis 25 % des legierenden Metalls
und/oder bis zu 2 % Dotiermittel.
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Das
Sputtern eines ebenen Targets aus Silizium-Nickel ist z.B. stabiler
mit einer 40 % höheren
Sputterrate als das Sputtern eines ebenen Targets aus Silizium-Aluminium
in einer Sauerstoff-Argon-Gasmischung, und die Wirkung von 20 Gewichtsprozent
Nickel auf die Absorption und den Brechungsindex einer Oxidbeschichtung
ist für
die hier beschriebenen Anwendungen nicht von Bedeutung. Silizium-Nickel,
ist jedoch, wenn es als ein Nitrid gesputtert wird, absorbierend,
wobei das Maß von
der Menge an Nickel abhängt,
wohingegen Silizium-Aluminium-Nitrid nicht absorbierend ist. Wenn
eine Variation des Index oder der Absorption gewünscht werden, z.B. bei einer
Beschichtung, die eine Privatsphäre
schaffen soll, kann der Anteil der Legierung variiert werden. Dies
führt zu
einer zusätzlichen
Flexibilität
einer zusätzlichen
Schicht bezüglich
der Veränderung
der optischen Eigenschaften und insbesondere der Verringerung der
Durchlässigkeit.
Chrom und Chrom-Nickellegierungen verhalten sich ähnlich wie
Nickel, mit einer zusätzlichen
chemischen Beständigkeit, insbesondere
bei der Nitridbeschichtung. Silzium-Aluminiumnitrid ist dagegen chemisch
nicht so beständig.
-
Im
Allgemeinen stellen Siliziumlegierungen Nitrid- und Oxidnitridbeschichungen
beständige Überzüge bereit,
welche die Verhinderung der Oxidation der darunter liegenden metallischen
Metallverbindungsschicht während
eines Temperverfahrens unterstützen.
Silzium-Eisen ist mit einer zusätzlichen
Schicht über
der metallischen Metallverbindung besonders wirkungsvoll. Zusätzlich steigert
das Verfahren der Erhitzung während des
Temperns die chemische und mechanische Beständigkeit dieser Schichten weiter.
Ein Silizium-Aluminium- oder Silizium-Nickel-Nitrid- oder -Oxynitrid-Überzug,
ist z.B. besonders wirkungsvoll. Ein Silizium-Eisennitrid ist besonders
wirkungsvoll mit einer dazwischen angeordneten Silizium-Aluminiumnitrid-,
Aluminiumnitrid-, Silizium- oder Siliziumlegierungs-Schicht zwischen
der Titannitrid und Silizium-Eisennitridschicht. Schützende Überzüge aus Silizium-Legierungsnitrid
sind besonders wirkungsvoll in dem Bereich von 125 bis 1.000, vorzugsweise
200 bis 800 Angstrom Dicke.
-
Im
Allgemeinen bestehen bei solarkontrollierten Verglasungen in Kraftfahrzeugen,
die Beschichtungsstapel aus Titannitrid, angeordnet zwischen dielektrischen
Schichten, um einen Indifferenzbeschichtungsstapel zu bilden und
einen schützenden Überzug bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine stabilisierende Metallschicht zwischen dem Glassubstrat
und einer Schicht aus einer Metallverbindung mit metallischen Eigenschaften
eingeführt.
Eine bevorzugte Metallverbindung ist Titannitrid, typischerweise
mit einer Dicke von 20 bis 1.000 Angstrom, vorzugsweise mit einer
Dicke von 30 bis 500 Angstrom. Die Metallverbindungsschicht wird
vor der Oxidation durch einen Überzug
aus einem dielektrischen Material geschützt, vorzugsweise einem auf
Silizium basierenden dielektrischen Material. Der Überzug ist
dann bei einem Biege- oder Temperverfahren
stabil. Die Kombination dieser Schichten und die thermische Verarbeitung
steigert die Eigenschaften der Beschichtung. Die solaren Eigenschaften
dieses getemperten oder gebogenen beschichteten Glases mit der stabilisierenden
Metallschicht, Titannitrid und dielektrischem Material aus Siliziumlegierung
sind immer den äquivalenten,
nicht erhitzen Beschichtungen ohne stabilisierende Schicht überlegen.
Bevorzugte, auf Silizium basierende dielektrische Materialien sind
Nitride und Oxynitride von Silizium und Siliziumlegierung, enthalten
z.B. Aluminium, Nickel und/oder Chrom.
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Kombinationen
aus Nitrid- und Oxynitridschichten können auch als Überzüge verwendet
werden, in Bereichen, die keine Anforderungen an der Lichttransmissionsgrad
(LTA) von mehr als 70 % besitzen. Siliziumnitrid oder Kombination
aus Nitrid oder Oxynitrid als Überzugsschichten
stellen beständige
Beschichtungen zur Verfügung,
mit einer erhöhten
Flexibilität
hinsichtlich der Wahl der Farbe und des Reflektionsvermögens. Diese Überzüge weisen
eine besondere Verwendbarkeit als eine Verglasung zum Schutz der
Privatsphäre
mit gesteigerten solaren Eigenschaften zur Verfügung.
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Die
bevorzugten, beschichteten Gegenstände der vorliegenden Erfindung
weisen den allgemeinen Aufbau auf
Glas/M1/M3/Silzium(M2)Dielektrikum,
wobei
M1 ein Halbleiter oder eine Metalllegierung oder Kombinationen dieser
ist, M2 ein Element, kombiniert mit Silizium in dem Siliziumlegierung-Target,
und M3 die metallische Metallverbindung ist, welche vor der Oxidation
geschützt
werden soll und während
der Hochtemperaturbearbeitung, wie Tempern, stabilisiert werden soll.
Eine mögliche
Zwischenschicht kann zwischen der Metallverbindung und dem auf Silizium
basierenden dielektrischem Material angeordnet sein.
-
In
Bezug auf 3 wird ein Glassubstrat (10)
zunächst
durch Sputtern mit einer stabilsierenden Schicht (20) beschichtet,
deren Funktion es ist einen Ausfall der Beschichtung während der
Hochtemperaturverarbeitung zu verhindern. Darauf folgt eine metallische
Metallverbindungsschicht (30) mit metallischen Eigenschaften,
deren Funktion es hauptsächlich
ist, die solare Wärmelast
zu reduzieren und zweitens ästhetische
Anforderungen zu erfüllen.
Auf diese Schicht kann eine mögliche
Zwischensicht (nicht dargestellt) folgen, deren Funktion es ist,
sofern notwendig, die Leistung des schützenden Überzugs zu steigern und gegebenenfalls,
eine erhöhte
Flexibilität
hinsichtlich der Ästhetik
der Beschichtung und der Durchlässigkeit
zur Verfügung zu
stellen. Auf diese Schicht folgt der dielektrische schützende Überzug (40),
dessen Funktion es ist, die Oxidation der metallischen Verbindungsschicht
während
der Hochtemperaturverarbeitung zu verhindern und einen beständigen Überzug bereitzustellen.
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Die
stabilisierende Schicht wird vorzugsweise aus der Gruppe gewählt, bestehend
aus Silizium, Titan, Zirkonium, Tantal, Chrom, Niob, Siliziumlegierungen,
Nickel-Chrom-Legierungen
und Aluminiumnitrid. Die Metallverbindungsschicht (30)
mit metallischen Eigenschaften, deren Funktion es hauptsächlich ist
die solare Wärmelast
zu reduzieren und zweitens ästhetische
Anforderungen zu erfüllen,
wird gewählt
aus der Gruppe bestehend aus Metallboriden, Chromnitrid, Zirkoniumnitrid,
Hafniumnitrid, Tantalnitrid, Niobnitrid, Titannitrid, Metallkarbiden
und Metalloxynitriden. Die mögliche
Zwischenschicht wird vorzugsweise gewählt aus der Gruppe bestehend
aus Silizium, Titan, Siliziummetalllegierungen und Oxiden, Nitriden
und Oxynitriden. Schließlich wird
der dielektrische schützende Überzug (40),
dessen Funktion es ist, ein Ausfall der Beschichtung während der
Hochtemperaturverarbeitung zu verhindern und einen schützenden Überzug bereitzustellen,
vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Nitriden
und Oxynitriden von Silizium und Siliziummetalllegierungen.
-
Zusätzlich können, um
eine Flexibilität
hinsichtlich der Steuerung der Farbe, des Reflektionsvermögens und
der Durchlässigkeit
zusammen mit der Erfüllung
der Anforderungen an die Solareigenschaften bereitzustellen, zusätzliche
Schichten aufgesputtert werden. Zum Beispiel kann eine Siliziumnitridschicht
zwischen der stabilisierenden Schicht (20) und der metallischen
Metallverbindungsschicht (30) eingeführt werden. Andere mögliche Schichtabfolgen
sind das Stapeln der metallischen Metallverbindungsschichten alternativ
mit der Gruppe gewählt
für die
stabilisierende Schicht und Zufügen
einer Metallschicht über
den schützenden Überzug (40).
Die Sichten können
auch wiederholt werden, z.B. können
zusätzliche
metallische Metallverbindungsschichten gefolgt von dem schützenden Überzug über dem
schützenden Überzug (40)
gesputtert werden.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden die Beschichtungen in einer Magnetronsputtereinrichtung
mit großem
Maßstab
hergestellt, welche geeignet ist, Glas mit bis zu 2,54 × 3,66 m
(100 × 144
Inch) zu beschichten. In den folgenden Beispielen werden die Beschichtungen
auf einem kleineren Maßstab
abgeschieden, unter Verwendung von planaren Magnetronkathoden mit
12,7 × 43,2
cm (5 × 17 Inch)
Metalltargets aus z.B. Chrom oder Titan, oder einer rotierenden
Kathode aus Silizium oder Siliziumlegierung mit 7,6 cm (3 Inch)
Durchmesser. In jedem Beispiel werden 6 mm dicke Glassubstrate über die
Targets auf einer Förderwalze
mit einer Geschwindigkeit von 3,05 mm (120 Inch) je Minute durchgeführt. Der
Druck liegt in dem Bereich von 1,33 × 10–4 Paskal
(10–6 Torr).
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Die
Beschichtungen werden hergestellt, indem zunächst das Sputtergas mit einem
Druck von 0,53 Paskal (4 Militorr) zugeführt wird und anschließend die
Kathode auf eine konstante Leistung eingestellt wird. In jedem Beispiel,
es sei denn, es ist anders angegeben, werden 6 mm dicke Glassubstrate
unter den Targets auf einer Förderwalze
mit einer Geschwindigkeit von 3,05 m (120 Inch) je Minute durchgeführt, es
sei denn, es ist anders angegeben. Dieses Verfahren wird für jede Schicht
in dem Aufbau wiederholt.
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Die
Beschichtungen werden bezüglich
der thermischen Stabilität überprüft, indem
5,1 × 30,
5 cm (2 × 12
Inch) Streifen aus beschichtetem 6,0 mm klarem Glas an Zangen gehängt werden
und diese in einen vertikalen „Speicher"-Ofen mit 1,2 × 0,76 × 0,3 m
(48 × 30 × 12 Inch)
geführt
werden, welcher auf 705°C
erwärmt ist.
Die Streifen werden für
3,5 Minuten erhitzt, es sei denn es ist anders angegeben, um ein
Tempern zu simulieren. Luftabschreckung bei dem Temperverfahren
führt nicht
zu einer Verschlechterung der Beschichtung. Um die Kompatibilität mit einem
Herstellungsverfahren zu bestimmen, wurden beschichtete Glasplatten
mit 0,3 m2 (12 Inch2)
abgekantet, gewaschen, mit einer Black Band Fritte gesiebt und in
vertikalen und horizontalen Öfen
getempert. Die Beschichtungseigenschaften wurden bezüglich der
Durchlässigkeit,
dem Reflektionsvermögen,
der Farbe und der solaren Eigenschaften der gesamten Solarenergiedurchlässigkeit
und der gesamten Solarinfrarotdurchlässigkeit (TSET und TSIR) überprüft. Taber- Verschleißuntersuchungen
wurden durchgeführt
und der Prozentanteil an Trübung
aufgezeichnet.
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Die
Erfindung wird weiter aus der Beschreibung der spezifischen Beispiele
deutlich, welche nachfolgen.
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BEISPIEL 1 (Vergleichsbeispiel)
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Eine
Beschichtung aus Chromnitrid mit 380 Angstrom Dicke wird durch das
Sputtern eines Chrommetall-Targets (2 Durchgänge) bei 7,5 Kilowatt, 587
Volt in reinem Stickstoffgas bei einem Druck von 0,53 Paskal (4
Millitorr) erhalten, bis der Lichttransmissionsgrad 9 % beträgt. Das
beschichtete Glas wird anschließend
für 10
Minuten bei 570°C
erhitzt. Die Beschichtung wird durch Wärme oxidiert und die Lichtdurchlässigkeit
bzw. Transmissionskurve ist ähnlich
wie die Kurve in 2.
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BEISPIEL 2
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Zum
Vergleich mit Beispiel 1 wurde eine Beschichtung aus Chromnitrid
mit ungefähr
380 Angstrom Dicke durch das Sputtern eines Chrommetall-Targets
(2 Durchgänge)
bei 7,5 Kilowatt, 586 Volt in reinem Stickstoffgaserhalten, bis
der Lichttransmissionsgrad 10 % betrug. Anschließend wurde eine Schicht aus
Titanmetall mit ungefähr
40 Angstrom Dicke durch Sputtern eines Titan-Targets (1 Durchgang)
bei 0,5 Kilowatt, 346 Volt, abgeschieden bis sich die Transmission
der Probe auf 8,9 % verringerte. Die Probe wurde für 10 Minuten bei
570°C erhitzt
und die Beschichtung besaß noch
ein metallisches Aussehen, obwohl sich die Durchlässigkeit
bzw. Transmission etwas erhöhte,
und zeigte spektrophotometrische Kurven ähnlich zu (A) in den 1 und 2.
Bei einer Erhitzung bei 625°C
für 10
Minuten oxidierte die Beschichtung.
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BEISPIEL 3
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Ein
Film aus Chromnitrid mit ungefähr
380 Angstrom Dicke, aufgebracht wie in den obigen Beispielen bis
ein Transmissionsgrad von 9,6 % erzielt wurde, wurde mit einer Schicht
mit 60 Angstrom Dicke aus Zink/Zinnoxid mit der ungefähren Zusammensetzung
Zn2SnO4, überzogen,
indem ein Zink-Zinn-Legierung-Target mit der Zusammensetzung Zn-2Sn
bei 1,8 Kilowatt, 346 Volt in einer Mischung von 50 % Sauerstoff,
50 % Argon in Bezug auf das Volumen gesputtert wurde. Die Transmission
betrug 10,2 %. Schließilich wurde
eine Schicht aus Titanmetall mit ungefähr 50 Angstrom Dicke wie im
Bespiel 2 aufgebracht, bis die Transmission 8,7 % betrug. Die Beschichtung
behielt ihr metalli sches Aussehen nach einer Erhitzung für 10 Minuten
bei 570°C
und 10 Minuten bei 625°C.
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BEISPIEL 4 (Vergleichsbeispiel)
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Eine
Schicht aus Titannitrid mit ungefähr 450 Angstrom Dicke wird
durch das Sputtern eines Titanmetall-Targets in reinem Stickstoff
bei einem Druck von 4 Millitorr erhalten. Nach vier Durchgängen betrug
die Transmission 23,5 %. Die Farbe ist metallisch blau. Nach dem
Erhitzen in Luft für
10 Minuten bei 570°C
ist die Beschichtung vollständig
oxidiert.
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BEISPIEL 5
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Eine
Schicht aus Titannitrid mit ungefähr 470 Angstrom Dicke, wurde
wie im Bespiel 4 aufgebracht. Die Transmission betrug 22,8 %. Eine
Schicht aus Siliziumnitrid mit ungefähr 100 Angstrom Dicke wird
von einer C-Mag Kathode wie in Beispiel 7 aufgebracht, durch Sputtern
eines Siliziumtargets mit 3 Kilowatt, 416 Volt in reinem Stickstoffgas
bei 4 Millitorr. Die Transmission erhöhte sich nach einem einzelnen
Durchgang auf 25 %. Das Aussehen der Probe veränderte sich nach einer Erwärmung für 10 Minuten
bei 625°C
nicht.
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BEISPIEL 6
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Eine
Titanschicht wurde durch Sputtern einer planaren Titankathode in
Argon mit 0,6 Kilowatt, 332 Volt abgeschieden, bis eine Transmission
von 62 % (1 Durchgang) erzielt wurde, gefolgt von 9 Durchgängen unter Verwendung
einer planeren Titankathode in reinem Stickstoff bei 4,0 Kilowatt,
536 Volt, bis zu einer Transmission von 18,5 %, gefolgt von 5 Durchgängen unter
Verwendung einer rotierenden Kathode mit Silizium-5 % Aluminium
in einem Stickstoff bei 2,8 Kilowatt, 473 Volt bis zu einer Transmission
von 23 %. Die Beschichtungsdicke für jede einzelne Schicht in
Angstrom sind 25 Angstrom Titan, 400 Angstrom Nitrid und 270 Angstrom
Silzium-5 % Aluminiumnitrid. Die Eigenschaften des klaren Glases,
vor und nach dem Erwärmen
sind die folgenden:
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Die
durchgelassene gesamte solare Infrarotstrahlung (TSIR) zeigt, dass
sich das Titannitrid nach der Erhitzung nicht verschlechtert, sondern
etwas gesteigert wird. Dies wird auch in dem Wellenlängenbereich
von mehr als 900 nm deutlich, bei welchem TSIR bis zu 1 % weniger
als erhitzte Probe beträgt.
Die Verschleißbeständigkeit
nach der Erwärmung
liegt unter der geforderten 2 % Trübungsgrenze für Glas.
Die Kratzbeständigkeit
vor der Erhitzung ist mehr als ausreichend, um das vollständige Herstellungsdämpferverfahren
(schneiden, kanten, waschen, sieben und tempern) ohne Kratzenr oder
eine Verschlechterung der Beschichtung zu übersehen.
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Diese
Beschichtung wird auf 4,0 Millimeter Solargray®-Glas
aufgebracht für
die Verglasung zu Privatzwecken in den Seitenfenstern und Rückfenstern
von Kraftfahrzeugen, wodurch die Lichttransmession auf ungefähr 20 %
und die gesamte Solartransmission auf 13 % reduziert wird.
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BEISPIEL 7
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Ein
beschichteter Gegenstand mit dem Aufbau
Glas/Si-5%Al/Ti Nitrid/Si-5%Al-Nitrid
wird
wie folgt hergestellt:
Die erste Schicht wird durch Sputtern
einer planaren Silizium-5%Al-Kathode in Argon bei 0,4 Kilowatt,
500 Volt, bis zu einer Transmission von 81,4 % (1 Durchgang) abgeschieden,
gefolgt von einem Durchgang bei 2,3 m (90 Inch) je Minute unter
Verwendung einer planaren Titankathode in reinem Stickstoff bei
6,0 Kilowatt, 596 Volt, auf eine Transmission von 53,7 %, gefolgt
von 12 Durchgängen
unter Verwendung einer planaren Kathode mit Silizium-5%Al in reinem
Stickstoff bei 3,0 Kilowatt, 348 Volt auf eine Transmission von
63,2 %.
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Der
beschichtete Gegenstand ist bei einem Tempern mit einer Si-5%Al
Dicke von mehr als 25 Angstrom oder entsprechend 25 Angstrom für eine Si-5%Al-Nitridschicht
von mehr als 125 Angstrom oder mehr stabil.
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BEISPIEL 8
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Ein
beschichteter Gegenstand, hergestellt wie in Beispiel 7, jedoch
mit im Aufbau
Glas/Si-8%Fe-0,25%B/Ti Nitrid/Al Nitrid/Si-8%Fe-0,25%B-Nitrid
ist
beim Tempern mit einer Si-8%Fi-0,25%B Dicke von 25 Angstrom, Aluminiumnitrid
Dicke von 80 Angstrom, und einer Si-8%FI-0,25%B-Nitrid Dicke von
200 Angstrom stabil. Obwohl sich Aluminiumnitrid in Wasser auflöst, überlebt
bei einer Beschichtung mit dem obigen Aufbau, die nicht erhitzte
Beschichtung ein Sieden in Wasser für 30 Minuten und ist beim Tempern
stabil. Die erhitzte Beschichtung überlebt auch ein Sieden für 30 Minuten.
Si-8%Fi-0,25%B wird verwendet, wenn die Absorption in der Beschichtung
wünschenswert
ist, zum Beispiel für
eine Verglasung zum Erhalt der Privatsphäre.
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BEISPIEL 9
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Ein
beschichteter Gegenstand wird wie in den vorangehenden Beispielen
hergestellt, mit dem Aufbau
Glas/Si-8%Fe-0,25%B/Ti-Nitrid/Si-8%Fe-0,25%B/Si-8%Fe-0,25B-Nitrid.
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Die
Beschichtung ist bei einem Tempern für Si-8%Fi-0,25%B mit einer
Dicke von 25 Angstrom und Si-8%Fi-0,25B-Nitrid Dicke von 350 Angstrom
stabil. Die zusätzliche Schicht
verleiht eine erhöhte
Flexibilität hinsichtlich
der sich veränderten
Farbe, Transmission und dem Reflektionsvermögen zusätzlich zu der thermischen Stabilität.
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BEISPIEL 10
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Beschichtungen
wurden wie in den vorangehenden Beispielen hergestellt, mit dem
Aufbau
Glas/Ti/Ti-Nitrid/Si-13%Al-Nitrid oder Oxynitrid.
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Diese
Beschichtungen zeigen die Unterschiede zwischen den Si-M2-Nitrid
und Oxynitrid Überzügen. Beide
diese Überzüge sind
beim Tempern stabil. Die ersten drei Schichten beider Überzüge wurden
durch Sputtern der Schichten auf einem 9 mm klarem Glas, wie in
Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, mit der Ausnahme, dass die
9 Durchgänge
der Titannitridschicht bei 4,4 Kilowatt, 543 Volt bis zu einer Transmission
von 16,5 Prozent gesputtert wurden. Die Dicke der Titannitridschicht
betrug 440 Angstrom. Beide Überzüge wurden
anschließend
auf die gleiche physikalische Dicke von 220 Angstrom gesputtert.
Der Si-13%Al-Nitrid Überzug
wurde durch das Sputtern mit 5 Durchgängen von einer planaren Kathode
in reinem Stickstoff mit 3,0 Kilowatt, 456 Volt auf eine Endtransmission
von 19,7 % hergestellt. Die Si-13%Al-Oxinitridschicht wurde hergestellt
durch das Sputtern von 5 Durchgängen
von der gleichen planaren Kathode in einer 6%Sauerstoff-Stickstoffmischung
bei 2,6 Kilowatt, 450 Volt auf eine Endtransmission vom 18,9 %.
Die CIE-Farbkoordinaten wurden anschließend für die Beschichtung nach der
Erhitzung auf beiden Film- und Glasseiten verglichen.
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Aus
den obigen Ergebnissen wir deutlich, dass wenn sich der Überzug mit
konstanter physikalischer Dicke von Nitrid zu Oxynitrid bewegt,
ein Farbwechsel und eine Änderung
des Reflektionsvermögens
auf Grund der Änderung
des Farbindex auftritt.
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BEISPIEL 11
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Ein
beschichteter Gegenstand hergestellt wie in den vorangegangenen
Beispielen mit Aufbau
Glas/Si-7,5%Ni/Ti-Nitrid/Si-10%Cr-Nitrid
ist
nach dem Tempern stabil, z.B. mit der Si-10%Cr-Nitridschicht im
Dickebereich von 290 Angstrom bis 1.050 Angstrom für Titannitridschichtdicken
von 100 Angstrom und Si-7,5%Ni-Schichtdicke
von 34 Angstrom.
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Die
zwei ersten Schichten dieser Beschichtung wurden durch Sputtern
auf einem 6,0 mm klarem Glas, wie in Beispiel 4 beschrieben, hergestellt.
Die dritte Schicht wurde durch Sputtern von 4 Durchgängen von
einer planaren Si-10%-Kathode in reinem Stickstoff bei 3,0 Kilowatt,
510 Volt auf eine Endtransmission von 53,1 % hergestellt. Die Dicke
dieser Schicht beträgt
290 Angstrom.
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Die
obigen Beispiele sollen die vorliegende Erfindung nur erläutern. Andere
metallisch aussehende Filme aus Metallnitrid und Metallkarbid können durch
dichte Oxidoberfläche
bildende Metallschichten vor Oxidation geschützt werden, wie oben beschrieben.
Andere metallische Metallnitrid-, Metallkarbid- und Metallborid-Filme
und Zusammensetzungsbereiche können
als die metallischen Metallverbindungsschicht können mit anderen Oxynitrid
und Nitridschichten, welche als Schutzüberzug verwendet werden, und
anderen stabilisierenden Metallschichten verwendet werden. Die Abscheidungsbedingungen ändern sich
gemäß der Geräte und des
abzuscheidenden Materials. Die Beschichtungsdicken können variiert
werden, um das gewünschte
Reflektionsvermögen
und die Transmissionseigenschaften zu erzielen.
