DE69321754T3

DE69321754T3 - Hochwertiges, beständiges Glas mit niedriger Emissivität und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69321754T3
Application number: DE69321754T
Authority: DE
Inventors: Klaus W. Brighton Hartig; Philip J. Lambertville Lingle
Original assignee: Guardian Industries Corp
Current assignee: Guardian Industries Corp
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1993-02-25
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2013-02-26
Also published as: CN1078219A; CA2089421A1; HUT67675A; PL175403B1; MX9301838A; US5344718A; JPH06171984A; DK0567735T3; US5425861A; EP0567735B2; PL298732A1; DE69321754D1; DE69321754T2; NO931570D0; HU212342B; CN1044358C; CZ73593A3; CZ284490B6; BR9301659A; HU9301271D0

Description

Fachbereich der Erfindung
Die Erfindung betrifft sputterbeschichtete Gläser und Herstellungsverfahren hierfür. Insbesondere betrifft die Erfindung sputterbeschichtete, als Baugläser nutzbare Gläser, die einen hohen Transmissionsgrad für sichtbares Licht und ausgezeichnete Reflexionseigenschaften für Infrarotenergie besitzen und bestimmte, einzigartige Verfahren sie herzustellen.
Hintergrund der Erfindung
Für flaches Bauglas, wie es im Floatverfahren hergestellt wird, sind zwei der wichtigen Techniken zur Herstellung von Beschichtungen dieser Gläser zum Umgang mit Sonnenstrahlung das pyrolytische Verfahren und das Magnetron-Sputterbeschichtungsverfahren. Nachteile, die man vorher im Sputterbeschichtungsverfahren feststellte, sind, daß die Beschichtungen häufig leicht abgerieben werden können (d.h. Mangel an "Dauerhaftigkeit") und daß die zur Herstellung von Vielfachfensterglasscheiben bei Baufenstern eingesetzte Polyversiegelung häufig die Beschichtung angreift. Dies wiederum zerstört die Dichtung zwischen den Fensterglasscheiben und ermöglicht es, daß sich zwischen diesen schädliches Kondensat ansammelt. Andererseits besitzen Sputterbeschichtungen den großen Vorteil, daß sie niedrige Emissionsgrade und im Ver gleich zu den meisten pyrolytischen Beschichtungen sehr gute Transmissionseigenschaften für sichtbares Licht erreichen. Die beiden letztgenannten Eigenschaften gehören wohl zu den wichtigsten Eigenschaften, die bei bestimmten Baugläsern zu erreichen sind.
Die Begriffe "Emissionsgrad" und "Transmissionsgrad" sind im Stand der Technik gut verstanden und werden hierin entsprechend ihrer gut bekannten Bedeutung benutzt. So bedeutet z.B. der Begriff "Transmissionsgrad" hierin Transmissionsgrad des Sonnenlichts, die aus dem Transmissionsgrad von sichtbarem Licht, von Infrarotenergie und von ultraviolettem Licht besteht. Der gesamte Transmissionsgrad der Sonnenenergie ist dann gewöhnlich durch das gewichtete Mittel dieser anderen Werte gekennzeichnet. Bezogen auf diese Transmissionsgradwerte wird der Transmissionsgrad des sichtbaren Lichts, wie hierin beschrieben, bei Benutzung der Standard-Beleuchtungs-C-Technik bei 380–720 nm gemessen, des infraroten bei 300–400 nm und des gesamten Sonnenanteils bei 300-2100 nm. Bei Messung des Emissionsgrades wird jedoch ein spezieller Infrarotbereich (d.h. 2.500–40.000 nm) verwendet, wie unten dargestellt.
Der Transmissionsgrad des sichtbaren Lichts kann mit üblichen, bekannten Methoden gemessen werden. Z.B. wird durch die Verwendung eines Spektrophotometers, wie eines Beckman 5240 (Beckman Sci. Inst. Corp.) eine spezielle Transmissionsgradkurve bei jeder Wellenlänge beobachtet. Der Transmissionsgrad des sichtbaren Lichts wird dann mit Hilfe der ASTM E-308 "Methode zur Berechnung der Farben von Objekten durch die Verwendung des CIE-Systems" (Jahrbuch der ASTM-Standards, Bd. 14.02) berechnet. Falls gewünscht, kann eine kleinere Zahl von Wellenlängenpunkten als vorgeschrieben benutzt werden. Eine andere Methode zur Messung des Transmissionsgrads des sichtbaren Lichts ist es, ein Spektrometer einzusetzen, wie z.B. ein kommerziell erhältliches Spectragard-Spectrophotometer, hergestellt von Pacific Scientific Corporation. Diese Einrichtung mißt und stellt den Transmissionsgrad des sichtbaren Lichts direkt dar.
Der "Emissionsgrad" (E) ist ein Maß oder Charakteristikum sowohl für den Absorptionsgrad als auch den Reflexionsgrad von Licht bei festen Wellenlängen. Er wird gewöhnlich durch die Formel E = 1 – Reflexionsgradfilm dargestellt.
Für Bauzwecke sind die Emissionsgradwerte im sogenannten "mittleren Wellenlängenbereich", manchmal auch "entfernter Wellenlängenbereich" des Infrarotspektrums genannt, d.h. bei ungefähr 2.500–40.000 nm, sehr wichtig geworden. Der Begriff "Emissionsgrad" wird hierin zur Bezeichung von Emissionsgradwerten benutzt, die in diesem Infrarotbereich gemessen wurden, wie durch den 1991 vorgeschlagenen ASTM-Standard zur Messung von Infrarotenergie zur Berechnung des Emissionsgrads vorgeschrieben wurde, wie vom Ersten Glasherstellerkongreß vorgeschlagen, betitelt "Testmethode zur Messung und Berechnung der spezifischen Ausstrahlung von Bauflachglasprodukten unter Verwendung von Radiometrischen Messungen". Dieser Standard und seine Bestimmungen sind hierin durch Zitat einbezogen. In diesem Standard wird der Emissionsgrad in zwei Anteile aufgespalten: den hemisphärischen Emissionsgrad (E_h) und den Normal-Emissionsgrad (E_n).
Die eigentliche Zusammenfassung der Daten zur Messung solcher Emissionsgradwerte ist üblich und kann durch den Einsatz eines Beckman Model 4260 Spektrophotometers mit "VW" Zusatz (Beckman Scientific Inst. Corp.) geschehen. Dieses Spektrophotometer mißt den Reflexionsgrad bezüglich der Wellenlänge und hieraus wird der Emissionsgrad berechnet unter Benutzung des oben genannten, 1991 vorgeschlagenen ASTM-Standards, der hierin durch Zitat miteinbezogen ist.
Ein anderer, hier verwendeter Begriff ist der "Flächenwiderstand". Der Flächenwiderstand (R_S) ist im Stand der Technik ein bekannter Begriff und wird hierin in Übereinstimmung mit seiner bekannten Bedeutung benutzt. Allgemein ausgedrückt, betrifft diese Größe den Widerstand in Ohm für jede Fläche eines Schichtsystems auf einem Glassubstrat gegenüber einem elektrischen Strom, der durch das Schichtsystem geschickt wird. Der Flächenwiderstand ist ein Maß dafür, wie gut die Schicht Infrarotenergie reflektiert und wird deshalb oft im Zusammenhang mit dem Emissionsgrad benutzt als ein Maß für diese Größe, die bei vielen Baugläsern sehr wichtig ist. Der "Flächenwiderstand" wird üblicherweise unter Verwendung eines Vierpunkt-Fühler-Ohmmeters gemessen, sowie einem üblichen Vierpunkt-Widerstandsfühler mit einem Magnetron-Instrument-Corp.-Kopf, Model M-800, hergestellt von Signatone Corp. aus Santa Clara, Kalifornien.
Wie oben schon beschrieben, ist es für viele Bauzwecke wünschenswert, einen möglichst niedrigen Emissionsgrad und R_S -Wert zu erhalten, so daß das Glasfenster große Anteile der auftreffenden Infrarotenergie reflektiert. Allgemein gesagt, werden als "Niedrig-Emissionsgrad"(Low-E)-Gläser solche Gläser angesehen, die einen hemisphärischen Emissionsgrad (E_h) von weniger als 0,16 und einen Normal-Emissionsgrad (E_n) von weniger als 0,12 besitzen. Vorzugsweise ist E_h ungefähr 0,13 oder weniger und E_n ungefähr 0,10 oder weniger. Gleichzeitig ist der "Flächenwiderstand" (R_S) vorzugsweise niedriger als ungefähr 10,5 Ohm/sq. Um kommerziell verwertbar zu sein, müssen derartige Gläser so viel sichtbares Licht durchlassen wie möglich, oft ca. 76% oder mehr, wobei die Illuminant-C-Technik zur Messung des Transmissionsgrads in Gläsern von 2–6 mm Dicke benutzt wird. Der Transmissionsgrad für sichtbares Licht sollte besonders bevorzugt für Gläser mit einer Dicke zwischen etwa 2–6 mm 78% oder mehr betragen. Ganz besonders bevorzugt sollte der Transmissionsgrad des sichtbaren Lichts ungefähr 80% und größer sein und am meisten bevorzugt größer als ungefähr 80%.
Die Technik, Bauglas durch Magnetron-Sputterbeschichtungs-Mehrfachbeschichtungen aus Metall und/oder Metalloxiden oder Nitriden auf Floatglasscheiben herzustellen ist wohlbekannt und eine große Zahl von Permutationen und Kombinationen von bekannten Metallen (z.B. Ag, Au usw.), Oxiden und Nitriden sind getestet und beschrieben worden. Derartige Techniken können sowohl planare wie röhrenförmige Targets oder eine Kombination aus beiden in Multitarget-Bereichen enthalten, um die gewünschten Resultate zu erzielen. Beispielhaft für einen bevorzugten Apparat, der in in dieser Erfindung verwendbar ist und im Stand der Technik bekannt ist, ist ein Magnetron-Sputterbeschichter, angeboten von der Airco Corporation. Diese kommerziell erhältliche Einrichtung ist im US-Patent Nr. 4 356 073 und 4 422 916 entsprechend offenbart. Die Offenbarungen dieser Patente sind hierin durch Zitat einbezogen.
Insbesondere ist bekannt, den Airco-Sputterbeschichter zur Herstellung von Bauglas mit einem System von Schichten einzusetzen, welche vom Glas (z.B. Standardfloatglas) aus betrachtet nach außen wie im folgenden aufgezählt aufeinanderfolgen: Si₃N₄/Ni:Cr/Ag/Ni:Cr/Si₃N4
Bei diesem Schichtsystem hat sich in der Praxis gezeigt, daß die Ni:Cr-Legierung ein Gewichtsverhältnis 80/20 von Ni/Cr hat und es wird berichtet, daß die zwei Nichrom-Schichten 7 Å dick sind, die Ag-Schicht als nur ungefähr 70 Å dick spezifiziert (außer, daß berichtet wird, daß die Silberschicht etwa 100 Å dick sein kann), und daß die Si₃N₄-Schichten verhältnismäßig dicker sind (z.B. 320 Å für die Grundierungsschicht und ungefähr 450 Å für die Deckschicht). In der Realität ist aufgrund der geringen Dicke der Silberschicht (d.h. ungefähr 70 Å) festgestellt worden, daß sie von eher halbkontinuierlicher Art ist.
1 (unten ausführlicher dargestellt) zeigt schematisch einen typischen, oben dargestellten Airco-Sputterbeschichter zur Herstellung dieses bekannten Airco Produkts. Bezugnehmend auf 1 sind die Zonen 1, 2, 4 und 5 aus Silizium(Si)-Röhrentargets ("t") hergestellt und das Sputtern ist in einer 100%igen N₂-Atmosphäre ausgeführt. In Zone 3 werden typischerweise planare Targets "p" verwendet und sie wird benutzt, um die drei inneren Schichten, d.h. Ni:Cr/Ag/Ni:Cr, herzustellen. Es wird dabei eine 100%-Argon-Atmosphäre verwendet. Früher hat man in der Sputterbeschich tungstechnik angenommen, daß N₂ das Silber während der Sputterbeschichtung nachteilig beeinflußt und deshalb wurde große Sorgfalt darauf verwendet, die Zone 3 frei von N₂ zu halten.
Während diese Beschichtung eine gute "Dauerhaftigkeit" erreichte (d.h. die Beschichtung war widerstandsfähig gegen Verkratzungen und Abnutzung und chemisch stabil) und dehalb ein wichtiges Maß dieser Eigenschaft im Vergleich zu pyrolytischen Beschichtungen darstellte, blieben ihre anderen Eigenschaften in der Praxis hinter den Standards bezüglich Infrarotreflexion und Durchlässigkeit für sichtbares Licht zurück, die man normalerweise für Niedrig-Emissionsgrad-Bauglas anstrebt. So ist zum Beispiel bei Glas mit einer Dicke von 3 mm die Durchlässigkeit für sichtbares Licht ungefähr 76%, E_h ist ungefähr 0.20-0.22 und E_n ist ungefähr 0.14-0.17. Beide Emissionsgradwerte sind recht hoch. Zusätzlich sind die Messungen des Flächenwiderstands (R_S) mit 15.8 Ohm/sq relativ hoch (ein akzeptablerer Wert läge bei 10.5 oder darunter). Während die Dauerhaftigkeit wesentlich verbessert wurde und während sich zeigte, daß diese Beschichtungen mit üblichen Dichtungen verträglich sind (und dadurch ist dieses Problem in der Technik für Mehrfachglasfenster gelöst worden, das normalerweise "Streichung der Ecken" erforderte und nun nicht mehr benötigt), waren die Eigenschaften zum Umgang mit Sonnenlicht für viele moderne Bauzwecke nicht optimal.
Zusätzlich zu diesem Airco-Schichtsystem ist über Beschichtungen, die Silber und/oder Ni:Cr als Schichten enthalten zur Infrarotreflexion und Eigenschaften zum Umgang mit Sonnenlicht in der Patentliteratur und wissenschaftlichen Literatur berichtet worden. So z.B. über die Fabry-Perot-Filter und andere Beschichtungen und Techniken aus dem Stand der Technik, die in den US-Patenten Nr. 3 682 528 und 4 799 745 (und der Stand der Technik, der hierin dikutiert und/oder zitiert ist) offenbart sind. Man beachte weiterhin die dielektrisch-metallischen Schichtsysteme, die in vielen Patenten entwickelt werden, so z.B. in dem US-Patent Nr. 4 179 181; 3 698 946; 3 978 273; 3 901 997 und 3 889 026, um nur ein paar zu nennen. Während derartige andere Beschichtungen bekannt sind oder über sie berichtet wurde, ist anzunehmen, daß vor unserer Erfindung keine dieser Offenbarungen des Standes der Technik es zeigen oder den Stand erreicht haben, den hochproduktiven Sputterbeschichtungsprozeß einzusetzen und gleichzeitig ein Bauglas zu erhalten, das sich nicht nur an die Dauerhaftigkeit der pyrolytischen Beschichtungen annähert oder ihnen gleichsteht, sondern gleichzeitig exzellente Eigenschaften zum Umgang mit Sonnenlicht besitzt.
Weiterhin ist zu erwähnen, daß, während der Grundapparat von Airco und die Grundarbeitsmethode als weitgehend akzeptabel angesehen werden, seine Produktivität mangelhaft ist. Der Grund dieser verminderten Produktivität steht in Beziehung zu der Annahme, die wir als nicht anwendbar für unsere Erfindung gefunden haben, daß nämlich Silber während des Sputterns von N₂-Gas ferngehalten werden muß.
Bei Berücksichtigung der obigen Darstellung ist es offensichtlich, daß im Stand der Technik ein Bedürfnis nach einem sputterbeschichteten Schichtsystem besteht, das sich bzgl. der Dauerhaftigkeit an pyrolytische Beschichtungen annähert oder mit ihnen gleich ist, das aber gleichzeitig optimale Eigenschaften zum Umgang mit Sonnenlicht erreicht, wobei es das Problem löst, das die pyrolytischen Schichten normalerweise mit sich bringen. In der Benutzung in dieser Schrift sind die Ausdrücke "dauerhaftig" oder "Dauerhaftigkeit" in Übereinstimmung mit ihren bekannten Bedeutungen im Stand der Technik und spiegeln in diesem Zusammenhang einen mechanischen und chemischen Widerstand gegen Wertminderung, angenähert oder nahezu gleich mit dem des pyrolytischen Prozesses. Aus dem oben gesagten ist ebenfalls ersichtlich, daß im Stand der Technik ein Bedürfnis nach einer mit einem Magnetron-Sputterbeschichtungsverfahren erzeugten Beschichtung besteht, das den Transmissionsgrad, den Emissionsgrad und vorzugsweise auch den Flächenwiderstand der mit dem Airco-Verfahren erhaltenen Schichten als auch die Produktivität dieses bekannten Verfahrens verbessert.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, die oben aufgezählten Bedürfnisses zu erfüllen, und auch andere Bedürfnisse des Standes der Technik, die dem Fachmann nach der folgenden Offenbarung deutlicher werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Allgemein ausgedrückt erfüllt diese Erfindung die oben beschriebenen Bedürfnisse des Standes der Technik durch Bereitstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines sputterbeschichteten Glasartikels nach Anspruch 1.
In bestimmten, besonders bevorzugten Ausführungsformen sind die Schichtsysteme "dauerhaft" und der Transmissiongrad für sichtbares Licht ist, wie oben erwähnt, mindestens ungefähr 80% oder größer, und am vorteilhaftesten ist er größer als 80%. Bei noch vorteilhafteren Ausführungsformen liegen die Werte des Emissionsgrades bei ungefähr 0,13 oder darunter für E_h und bei 0,10 oder darunter für E_n. Am vorteilhaftesten sind Werte für E_h bei ungefähr 0,12-0,13 und für E_n bei ungefähr 0,09-0,10. Bei diesen Ausführungsformen liegt der bevorzugte Bereich des Flächenwiderstandes bei 10,5 Ohm/sq oder darunter und am meisten vorzuziehen ist ein Wert von ungefähr 9-10 Ohm/sq.
In bestimmten, weiter bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung besteht das Schichtsystem aus den oben genannten fünf Schichten und keinen weiteren. In anderen bevorzugten Ausführungsformen kann das Schichtsystem um andere bekannte Schichten vermehrt sein, die die wesentlichen Qualitäten der Beschichtung dieser Erfindung nicht beeinträchtigen oder stören. In bestimmten Fällen können diese zusätzlichen Schichten tatsächlich die wesentlichen Eigenschaften dieser Beschichtungen verbessern. Ein solches Schichtsystem, wie in dieser Erfindung betrachtet, besteht z.B. aus einem Sieben-Schicht-System, hergestellt durch das Aufteilen einer Silber schicht in zwei Silberschichten mit einer Nickelbasisschicht (z.B. Nickel-Chrom) dazwischen. Von diesem Sieben-Schicht-System nimmt man an, daß es im allgemeinen im Vergleich zu dem oben beschriebenen Fünf-Schicht-System eine etwas höhere Dauerhaftigkeitseigenschaften und verbesserte Widerstandeigenschaften gegen Verkratzen und auch einen höheren Infrarotreflexionsgrad aufweist.
Weitere Schichten könnten eventuell optionale Deckbeschichtungen zur weiteren Verbesserung des Widerstandes gegen Verkratzen oder Grundierungsschichten zur Verbesserung der Haftung und ähnliches enthalten. Jedoch sind in der Praxis dieser Erfindung die bevorzugten Systeme die Fünf- und Sieben-Schicht-Systeme, wie oben ausgeführt.
In der Anwendung dieser Erfindung ist aufgefallen, daß bei den bevorzugten Ausführungsformen und um die gewünschten optimalen Emissionsgrade und Transmissionseigenschaften zu erreichen, die Dicken der verschiedenen Schichten zur Erreichung der gewünschten Grenzwerte ziemlich wichtig sind. In diesem Zusammenhang und im Vergleich zu dem bekannten, oben beschriebenen Airco-Fünf-Schicht-System hat sich als wichtig herausgestellt, über die von Airco beschriebenen 70 Å für die Dicke der Silberschicht hinaus eine größere Dicke zu verwenden, ungefähr in der Größenordnung von zusätzlichen 20%–30% um sicherzustellen, daß, wenn die Silberschicht eine einzige Schicht ist, diese Silberschicht kontinuierlich ist und um auf jeden Fall den richtigen Infrarotreflexionsgrad sicherzustellen. Auf diese Weise wird gegenüber der oben beschriebenen 70Å-Airco-Silberschicht für diese Erfindung eine Dicke der Gesamtsilberschicht von ungefähr 90-105 Å und vorzugsweise ungefähr 95-105 Å verwendet.
Für das Fünf-Schicht-System dieser Erfindung, z.B. mit einer einzigen Ag-Schicht, ist 95 Å die bevorzugte Schichtdicke. In den Ausführungsformen, bei denen die Silberschicht in zwei Schichten mit einer Nickelbasisschicht dazwischen aufgespalten wird, sollte die gesamte Dicke beider Schichten 90-105 Å sein und vorzugsweise sollte eine Schicht ungefähr 50 Å dick sein. In diesem Zusammenhang sollte man festhalten, daß bei 50 Å Dicke die Silberschichten etwas diskontinuierlich werden. Trotz dieser Bedingung, die bei dem Airco-System ein Problem ist, entstehen in der Anwendung dieser Erfindung hieraus keine gegenteiligen Effekte.
Die eingesetzten Nickelbasisschichten sind vorzugsweise dieselben Ni:Cr (80/20) Nichrom-Schichten, die bei dem Airco-System eingesetzt werden. Allerdings wird die Dicke der Ni:Cr-Schichten gewöhnlich unter ungefähr 7 Å gehalten (z.B. ungefähr 6 Å oder weniger, oder eine Verringerung um 15–20%) anstelle der von Airco vorgeschriebenen 10 Å (oder einer noch größeren Dicke).
Auf eine ähnliche Art und Weise wie die gesamten eingesetzten Silberschichten besitzt jede der Si₃N₄-Schichten dieser Erfindung gegenüber der von Airco eine größere Dicke. In den bevorzugten Ausführungsformen ist die Verstärkung von derselben Größenordnung wie bei den Silberschichten, z.B. ungefähr 20% und mehr. Auf diese Weise wird bei den bevorzugten Ausführungsformen anstelle der Benutzung einer Grundierungsschicht und einer Deckschicht aus Si₃N₄, jede mit einer Dicke von ungefähr 320 Å bzw. 450 Å nach den Vorschriften von Airco (wobei die Grundierungsschicht etwas dünner als die Deckschicht ist), in der Anwendung dieser Erfindung eine Grundierungsschichtdicke von ungefähr 400 Å und eine Deckschichtdicke von wenigstens ungefähr 540 Å vorgezogen. Am vorteilhaftesten ist eine Grundierungsschicht von ungefähr 400 A – 425 Å Dicke und eine Deckschicht von ungefähr 540 Å – 575 Å Dicke. Der Sinn dieser Schichten aus Si₃N₄ ist im wesentlichen die Antireflexion, die Farbkontrolle, die chemische Widerstandsfähigkeit, der Widerstand gegen Verkratzen und die Verschleißfestigkeit.
Vielscheiben-Fenster sind für Bauzwecke weit verbreitet. Die Schichtsysteme dieser Erfindung stellten sich als verträglich mit den üblichen, zur Herstellung dieser Fenster verwendeten Dichtungen heraus und auf diese Weise lösten sie dieses Problem im Stand der Technik (wie oben beschrieben) bis zu demselben Grad, wie das Airco-Schichtsystem dieses Problem bewältigte. Deshalb ist bei den bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung keine "Streichung der Ecken" nötig.
Direkt bezugnehmend auf die Vorstellungen, die man hiervor im Stand der Technik hatte, ist es bei der vorliegenden Erfindung bei bestimmten, hierbei betrachteten bevorzugten Schichtsystemen nicht nur unnötig, das Silber während des Sputterns von dem N₂ fernzuhalten, sondern es ist vorteilhaft, Silber- und Nickelbasissputtern zusammen in dieser Umgebung auszuführen. In diesem Zusammmenhang ist kein Auftreten eines wesentlichen Wirkungsverlusts des Silbers zu beobachten gewesen. Dies hat im Gegenteil zu der unerwarteten Entdeckung geführt, daß, wenn die Nickelbasisschicht Chrom enthält und das Chrom während des Sputterns in ein Nitrid verwandelt wurde, erstaunlicherweise eine Verbesserung der Transmissionseigenschaften auftritt. Deshalb ist in dieser Erfindung das Ni-Basis-Target im wesentlichen eine Ni:Cr-Legierung, und das Chrom wird während der Sputterns in derselben Sputterzone wie das Silber in ein chromhaltiges Nitrid verwandelt. Dies bewirkt, wie festgestellt, eine signifikante Steigerung der Transmission des sichtbaren Lichts im Endprodukt. Zusätzlich werden dadurch, daß dieses Nitrid in derselben Zone, in der das Silbersputtern auftritt, erzeugt wird, Verluste vermindert und die Produktivität gesteigert.
Verbesserte Produktivität und verminderte Kosten im Vergleich zu dem Airco-Verfahren erhält man auf diese Weise Im Airco-Verfahren (und anderen) ist das Sputtern von Si schwierig und langsam wegen Erhöhung der Energieversorgung der Targets (z.B. die röhrenförmigen Targets im Airco-Verfahren), was gewöhnlich bis an die Grenzen der Leistungsfähigkeit der Einrichtung geschehen muß, weil die Atmosphäre normalerweise aus 100 N₂ besteht. Unter der Annahme, daß Silber nicht in einer N₂-enthaltenden Atmosphäre gesputtert werden sollte, und wenn man das Chrom in eine Nitrid verwandeln wollte, müßten die Ni:Cr-Targets in getrennte Zonen gebracht werden, was die zusätzliche Ausgaben erfordern würde. Alternativ könnte man die Targets in denselben N₂-enthaltenden Zonen sputtern wie das Si, aber dies würde die Produktion aufgrund der Herabsetzung der Zahl der für den Gebrauch verfügbaren Si-Targets verlangsamen. Sowohl durch die Erkenntnis, daß es in der Anwendung dieser Erfindung vorteilhaft ist ein Chromnitrid herzustellen als auch dadurch, daß N₂ keinen nachteiligen Einfluß auf das Silber während des Sputterns hat, fällt die Notwendigkeit für die oben beschriebenen teuren und unproduktiven Alternativen weg, weil die beiden Ni:Cr-Targets nun in derselben Zone liegen können wie das Silber-Target und das Sputtern nun in einer Ar/N₂-Atmosphäre ausgeführt werden kann, im Gegensatz zu einer reinen Ar-Atmosphäre, wie man es vorher für notwendig hielt. In diesem Zusammenhang wird in bevorzugten Ausführungsformen eine Atmosphäre aus 50/50 Vol.- % Ar/N₂ eingesetzt, obgleich dies in einem weiten Bereich zwischen 0%–75% Ar und 100%–25% N₂ liegen kann.
Das Airco-Verfahren, wie oben beschrieben, schreibt vor, Si in einer 100 N₂-Atmosphäre zu sputtern. Während dies augenblicklich ein Weg ist, diese Phase des Si-Sputterns entsprechend dieser Erfindung auszuführen, hat man daneben gefunden, daß unter bestimmten Umständen (z.B. kleine Einheiten, niedrige Volumenproduktion), Argon während des Si-Sputterns zum N₂ hinzugefügt werden kann, um die Sputterrate von Si auf eine bekannte Weise zu verbessern, während weiterhin eine akzeptable Menge an Si₃N₄ gebildet wird.
Bei Berücksichtigung des oben gesagten erfüllt diese Erfindung weiterhin dadurch die oben beschriebenen Notwendigkeiten des Standes der Technik, daß ein neues Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen Artikel geliefert wird, das die Sputterbeschichtung der Ni:Cr/Ag/Ni:Cr-Targets in derselben Zone umfaßt, während man eine Atmosphäre verwendet, die ausreichend N₂ enthält, um ein Nitrid des Chroms zu erzeugen. Vorzugsweise enthält diese Atmosphäre ungefähr 0 – 75 Vol.-% Ar und ungefähr 100 – 25 Vol.-% N₂. Am meisten vorzuziehen ist eine Volumenverteilung von 50% N₂ und 50% Ar. Bei bestimmten Ausführungsformen wird das Sputtern der Grundierungs- und Deckschicht in einer 100%igen N₂-Atmosphäre ausge führt, während bei anderen Ausführungsformen Argon mit einem Volumenanteil von ungefähr 3-50 Vol.-% mit N₂ zusammen benutzt wird, um die Produktivität zu steigern.
Diese Erfindung wird nun im Hinblick auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, zusammen mit Bezugnahmen auf die begleitenden Figuren:
In den Figuren
1 ist eine schematische Zeichnung des Airco-Apparats, die in der Anwendung dieser Erfindung eingesetzt werden kann (und die in der Anwendung des Standes der Technik anders eingesetzt wird, wie oben beschrieben).
2 ist Teil-Seiten-Schnittansicht des Airco-Schicht-Systems aus dem Stand der Technik.
3 ist eine Teil-Seiten-Schnittansicht einer Ausführungsform dieser Erfindung.
4 ist eine Teil-Seiten-Schnittansicht einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung.
Detailierte Beschriebung von Ausführungsformen dieser Erfindung
Bezugnehmend auf 1 ist ein konventioneller Magnetron-Sputterbeschichter dargestellt so, wie die Airco-Einrichtung, auf die oben Bezug genommen wird. In der Anwendung dieser Erfindung werden vorzugsweise fünf Zonen 1–5 eingesetzt. (Die Schichten werden sequentiell auf das Glas G aufgebracht, so wie sie in die Richtung des Pfeiles A fortschreiten.) Zone 1 enthält 6 röhrenförmige Targets t_1–6 aus Silicium (Si) (z. B. Si dotiert mit 3-5 Gew.-% Al aus Leitfähigkeitsgründen). Zone 2 enthält 6 weitere röhrenförmige Targets (t_7–12) desselben Materials. In einer ähnlichen Ausführungsform enthalten Zone 4 und 5 jeweils 6 weitere röhrenförmige Targets t_19–24 bzw. t_25–30 desselben Materials.
Die mittlere Zone 3 ist vorzugsweise gebildet aus entweder 3 planaren Targets P_1–3 (sie sind mit 31, 16 und 33 ent sprechend numeriert), um ein Fünf-Schicht-System herzustellen, wie in 3 gezeigt, oder aus 5–6 Targets (von röhrenförmigem oder planarem Typ), um ein Sieben-Schicht-System, wie in 4 gezeigt, herzustellen. Das Drei-Planar-Target-System kann, wie gezeigt, natürlich auch benutzt werden, um das Airco-Schicht-System aus dem Stand der Technik, wie in 2 gezeigt, herzustellen. Die Targetanordnung für das Sieben-Schicht-System von 4 in Zone 3 kann vom Fachmann nach seinem Wissen angeordnet werden und ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigt. Wenn man die Verfügbarkeit einer Sechs-Target-Anordnung, wie in den Zonen 1–2 und 4–5 vorhanden, annimmt, wie es für eine derartige Anordnung typisch ist, ist es, die relativ geringe Dicke der drei benötigten Nickelbasisschichten (zum Beispiel Nichrom) vorausgesetzt, eine Methode, Targets (31) und (33) (d.h. P₁ und P₃) als Nickelbasistargets einzusetzen und anstelle des Targets (16) (d.h. P₂) eine Folge von Targets zwischen P₁ und P₃ einzusetzen, wobei t₁₃ Silber, t₁₄ Nickelbasis und entweder t₁₅ oder t₁₆ Silber ist.
In der Anwendung sind die Zonen 1–5 durch entsprechende Zwischenwände "C" getrennt, die die Enden darstellen, wobei es möglich ist, in jeder Zone eine vorgegebene, kontrollierte Atmosphäre einzustellen, und dies alles mit einem konventionellen Apparat, der in der Technik der Sputterbeschichtung weit bekannt ist. Wie oben erklärt, hat man hiervor angenommen, daß es bei dem Einsatz von Silber als Target bei einem Sputterbeschichtungsvorgang wichtig wäre, die entsprechende Zone (d.h. Zone 3) so gut wie möglich im wesentlichen frei von N₂ zu halten. So wird in dem bekannten Verfahren zur Herstellung des Systems nach dem Stand der Technik nach 2 100% Argongas als zu verwendende Atmosphäre angeführt. Man nahm ebenfalls an, daß das Sputtern von Si bei 100% N₂ stattfinden sollte und so wurde diese Atmosphäre vorgeschlagen.
Wenn man nun diesen Apparat und diese Atmosphären benutzte und durch die Kontrolle der Geschwindigkeit und der elektrischen Leistung des Sputtervorgangs stellte man mit dem bekannten Airco-Verfahren ein Schichtsystem her, wie in 2 gezeigt. In dieser 2 ist ein Glassubstrat "G" gezeigt. Ein derartiges Glassubstrat war vorzugsweise eine Glasscheibe mit einer Dicke von ungefähr 2 bis 6 mm, die gewöhnlich in dem bekannten Floatverfahren und unter Verwendung einer für dieses Verfahren typischen, von alt her eingesetzten Soda-Kalk-Quarz-Zusammensetzung hergestellt wurde. In den Zonen 1-2 wurde eine erste Grundierungsschicht 111, die im wesentlichen aus Si₃N₄ bestand, hergestellt. Seine nominelle Dicke war ungefähr 325 Å. Zone 1–2 wurden in im wesentlichen 100%igen N₂ Atmosphäre betrieben. Danach wurde die Zone 3 eingesetzt, wobei eine aus im wesentlichen 100 Argon bestehende Atmosphäre benutzt wurde, um zuerst eine relativ dicke Schicht 113 (z.B. 7 Å oder dicker) aus 80/20 Nichrom herzustellen, gefolgt von einer relativ dünnen, eher diskontinuierlichen Silberschicht 115 (z.B. ungefähr 70 Å), deren Diskontinuierlichkeit durch die Blasen 117 dargestellt ist. In derselben Zone 3 wurde dann auf das Silber eine andere, relativ dicke 80/20 Nichrom-Schicht 119 (z.B. 7 Å oder dicker) aufgebracht. Eine Deckschicht 121 aus Si₃N₄ wurde dann mit einer Dicke etwas größer als die der Grundierungsschicht 111 (z.B. ungefähr 450 Å) in den Zonen 4–5 aufgebaut. Die niedriger als wünschenswert liegenden Qualitäten dieses Glases zum Umgang mit Sonnenlicht sind oben erwähnt und ein Beispiel hiervon ist unten unter der Bezeichnung "Standard (Std.) Airco" dargestellt.
3 zeigt zwei Ausführungsformen unserer Erfindung, die unter Verwendung des Apparates von 1 hergestellt werden können. Wie gezeigt, sind dort fünf Schichten auf Floatglassubstrat "G" (2 bis 6 mm dick) aufgebaut. Die erste Schicht 211 ist Si₃N₄ und wird in den Zonen 1–2 gebildet, wobei eine im wesentlichen 100%-ge N₂ Atmosphäre verwendet wird. Optional kann unter bestimmten Bedingungen (z.B. wo die Größenordnungen kleiner sind) etwas Argon zugeführt werden, zum Beispiel in die Zone 2, um das Sputtern des Si zu vergrößern. Danach werden die Schichten 213 (213'), 215 und 219 (219') in der Zone 3 gebildet.
In einer vergleichenden Ausführungsform besteht die verwendete Atmosphäre in Zone 3 im wesentlichen aus 100 Argon. In dieser Ausführungsform ist das Target P₁ (31) vorzugsweise 80/20 Nichrom kann aber auch aus Nickel oder einer anderen Nickelbasislegierung bestehen, falls gewünscht. Um verbesserte Eigenschaften zum Umgang mit Sonnenstrahlung zu erhalten und auf diese Weise die Probleme, die das Produkt von 2 begleiten, zu lösen, wird die Schicht 213, die eine im wesentlichen rein metallische Schicht ist, bei einer Dicke von weniger als ungefähr 7 Å gehalten. Dies erreicht man dadurch, daß die Leistung zum Target P₁ (31) im Vergleich zu der, die man zur Herstellung des Produkts von 2 benutzt, um ungefähr 20% oder mehr reduziert wird. Dann wird als weitere Verbesserung gegenüber dem Produkt von 2 die Silberschicht 215, die durch das Target P₂ (16) erzeugt wird, verstärkt (z.B. bis auf 90 bis 105 Å) verglichen mit der Schicht 115, wobei die Schicht 215 im wesentlichen kontinuierlich abgegeben wird. Dies wird praktisch durch das Heraufsetzen der Leistung des Targets P₂ um ungefähr 20 bis 33% oder mehr erreicht im Vergleich zu der Leistung, die man zur Herstellung der Schicht 115 benutzt.
Danach wird eine im wesentlichen rein metallische 80/20 Nichromschicht 219 (oder andere Nickelbasis) auf dieselbe Weise und mit derselben Dicke hergestellt, wie die Schicht 213. Hiernach folgt dann die Herstellung einer Deckschicht 221 aus Si₃N₄ in den Zonen 4 und 5 auf eine ähnliche Weise, wie sie zur Herstellung der Grundierungsschicht 211 angewendet wurde. Die Schicht 221 ist in diesem Zusammenhang normalerweise etwas dicker als die Schicht 211 (z.B. ungefähr 540 Å verglichen mit ungefähr 400 Å für die Schicht 211). Während manchmal die Dicken der Si₃N₄-Grundierungs- und Deckschichten (z.B. 211 und 221, oder 311 und 320, wie oben beschrieben) dieser Erfindung dieselben wie die bei dem Airco-Produkt (111 und 121) sind, ist in den bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung jede im Vergleich zu denen des Airco-Produkts verstärkt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Leistung für den Sputterbeschichter, in den Zonen 1–2 und 4–5 ungefähr um 20% oder mehr erhöht wird, um diese größeren Dicken zu errei chen. Das resultierende Schichtsystem hat eine Dauerhaftigkeit, die ungefähr diesselbe ist wie bei dem Schichtsystem des Produkts aus 2, wobei es eine geringfügig niedrigeren Widerstand gegen Verkratzen besitzt, aber einen stark überlegenen Emissionsgrad, Transmissionsgrad und Flächenwiderstandeigenschaften gegenüber diesem Produkt von 2 aufweist (d.h. Transmissionsgrade erreichen den 80%-Level und der Emissionsgrad und die R_S-Werte sind wesentlich niedriger).
In der vorliegenden Erfindung, wie durch 3 verdeutlicht wird, wird eine einzigartige Methode angewandt, wobei vorzugsweise der Apparat von 1 verwendet wird. Hierdurch werden noch bessere Eigenschaften beim Umgang mit Sonnenlicht erreicht. In dieser einzigartigen Methode werden dieselben Grundschritte durchgeführt, die in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben werden, Mit der Ausnahme, daß entgegen den bisherigen Vorstellungen N₂-Gas zusammen mit Argon in der Zone 3 eingesetzt wird und eine Nickel/Chromlegierung für eines bzw. vorzugsweise für beide der Targets P₁ (31) und P₃ (33) verwendet wird, so daß das metallische Chrom als ein Nitrid in der/den Ni:Cr-Schicht(en) abgeschieden wird (d.h. als eine oder beide der Schichten 213' und/oder 219'). In diesem Zusammenhang kann das Verhältnis Argon zu N₂ je nach Bedürfnis variieren, aber im allgemeinen man hat ein Verhältnis von 0–75 Vol.-% Argon zu 100-25 Vol.-% N₂ und vorzugsweise 50-50 vol.-% Argon zu N₂, Letzteres hat sich zur Erreichung verbesserter Eigenschaften als günstig herausgestellt (z.B. Transmissionsgrad und R_S), selbst gegenüber der ersten Ausführungsform dieser Erfindung, die oben beschrieben ist. In den bevorzugten Formen dieser Ausführungsform werden die Dicken gegenüber der ersten Ausführungsform gleichgehalten. Die typischen Leistungslevel werden unten genannt.
Das in 4 exemplarisch dargestellte Schichtsystem kann wie oben beschrieben hergestellt werden, entweder durch Herstellung von Nickelbasisschichten als im wesentlichen rein metallische Schichten oder die Verwendung einer argonhaltigen N₂-Umgebung und unter Verwendung einer Nickel/Chromlegierung für ein oder mehrere Targets, wie oben beschrieben, wobei man durch die Erzeugung eines Chromnitrids in allen Ni:Cr-Schichten verbesserte Ergebnisse erhält. In dieser Ausführungsform ist weiterhin die eine Silberschicht 215 aus 3 in zwei Silberschichten mit einer dazwischen liegenden Nickelbasisschicht aufgespalten. Das heißt, die Ausführungsform der 4 kann dadurch hergestellt werden, daß man die entsprechende Anzahl von Targets (nicht gezeigt) in Zone 3 verwendet, indem man in den Zonen 1–2 eine Grundierungsschicht 311 aus Si₃N₄ und in den Zonen 4–5 eine Deckschicht 321 aus Si₃N₄ herstellt. Für die Schichten 311 und 321 sind vorzugsweise dieselben Dicken zu verwenden, wie für die Schichten 211 und 221 benutzt werden.
4 unterscheidet sich wesentlich von 3 dadurch, daß in Zone 3 zuerst die metallische Nickelbasisschicht 313 (das ist vorzugsweise 80/20 Nichrom) oder ihr Nitridersatz 313' hergestellt wird, die eine Dicke von weniger als ungefähr 7 Å hat. Danach wird eine erste Schicht aus Silber 315A mit einer Dicke von ungefähr 50 Å hergestellt, gefolgt von einer anderen metallischen Nickelbasisschicht 314 oder ihrem Nitridersatz 314' mit einer kleineren Dicke als ungefähr 7 Å. Eine zweite Silberschicht 315B mit einer Dicke von ungefähr 50 Å wird danach gebildet, gefolgt von einer anderen metallischen Nickelbasisschicht 319 oder ihrem Nitridersatz 319' mit einer Dicke von weniger als ungefähr 7 Å. In dieser Hinsicht soll festgehalten werden, daß die gesamte Dicke der kombinierten Silberschichten vorzugsweise zwischen ungefähr 90-105 Å liegt. Das System wird mit einer Deckschicht 321 aus Si₃N₄ beendet, wie oben gesagt.
Es ist zu erwarten, daß, wenn in der Ausführungsform von 4 die Silberschichten 315A und B jede nur ungefähr 50 Å dick ist, Diskontinuitäten auftreten können, dargestellt durch die Blasen 317, wie es in der Ausführungsform von 2 mit den Blasen 117 der Fall ist. Derartige Diskontinuitäten, die ein signifikanter Nachteil in 2 sind, treten in der Anwendung der Ausführungsform von 4 nicht auf.
Das Sieben-Schicht-System aus 4 ist dauerhafter als die beiden vorherigen Ausführungsformen der 3 und, während es einen niedrigeren Transmissionsgrad aufweist als diese beiden Ausführungsformen (d.h. nur sehr wenig über den minimalen 76%-Wert), sind seine Emissionsgradwerte und R_S-Werte besser als die der Ausführungsformen von 3. Die genauen Gründe für dieses Verhalten sind nicht bekannt, aber man nimmt an, daß die Aufteilung der Silberschicht in zwei Schichten verbunden mit der Verwendung einer mittleren Nickelbasisschicht (z.B. Ni:Cr) hierfür im wesentlichen verantwortlich ist. In dieser Hinsicht nimmt man an, daß die mittlere Nickelbasisschicht eine wesentliche funktionelle Schicht ist, die wesentlich dazu beiträgt, eine größere Dauerhaftigkeit zu erreichen insbesondere, wenn sie in der Form einer Legierung von Ni:Cr (z.B. 80/20 Nichrom) besteht, wobei das Chrom sich in ein chromhaltiges Nitrid verwandelt hat.
Die Erfindung wird nun im Hinblick auf bestimmte Beispiele wie folgt beschrieben:
Beispiele
Ein typisches Standard-("STD") Airco-System, verdeutlicht durch 2, und die beiden Ausführungsformen verdeutlicht durch 3 wurden durch die Verwendung des Apparates aus 1 hergestellt. Die vergleichende Ausführungsform wird als Typ "A" bezeichnet und die erfindungsgemäße wird als Typ "B" bezeichnet (d.h. bei der das Nitrid in den beiden Schichten 213' und 219 gebildet wird). Die verwendeten Targets waren röhrenförmige, Aluminium dotierte Si-Targets von Airco bei t_1–12 und t_19–30. Die Targets P₁ (31) und P₃ (33) bestanden aus 80 Gew.-% Ni und 20 Gew.-% Chrom. Das Target P₂ (16) bestand aus Silber (Ag). Das verwendete Glas war ein konventionelles Soda-Kalk-Quarz-Floatglas, hergestellt von der Guardian Industries Corp. mit einer Dicke von 3 mm (d.h. 0,123 Inch). Als Liniengeschwindigkeit wurden 345 Inch/Minute benutzt. Der Druck in den Zonen 1–2 und 4–5 wurde bei 2.5 × 10^–3 Torr gehalten. In diesen Zonen wurde eine 100%-ige N₂ Atmosphäre eingesetzt. In der Zone 3 wurde ein Druck von 2.0 × 10^–3 Torr gehalten. Für das STD-Airco-System und den Typ "A" dieser Erfindung wurde ein 100%-ige Argon Atmosphäre verwendet. Für den Typ "B" wurde eine 50%/50% Argon/N₂-Atmosphäre benutzt. Die elektrische Versorgung für jedes Target war wie folgt:
Tabelle 1
Tabelle 2 (Typ "A", Zone 3)
Tabelle 6 (Vergleichsresultate)
Als zwei weitere Beispiele dieser Erfindung und zur Demonstration der Auswirkungen der Schichtdicke, insbesondere der Dicke der Nickelbasisschicht, auf den Transmissionsgrad und der Reflexionsgrad der Infrarotenergie wurden zwei Typ "B"-Gläser hergestellt, wobei man im wesentlichen identische Bedingungen in den Zonen 1 und 2 eingesetzt hat und auch in den Zonen 4 und 5, wobei die Grundierungs- und Deckschicht aus Si₃N₄ in einer 100%-igen N₂-Atmosphäre hergestellt wurden. Die Targets in den Zonen 1, 2, 4 und 5 waren Aluminium dotierte Si-Targets, P₁ (31) und P₃ (33) waren 80/20 Nichrom und P₂ (16) war Silber. Der einzige Unterschied war, daß in der Zone 3 andere Leistungswerte eingesetzt wurden, wie in der folgenden Tabelle dargestellt ist. Das Glas war ein 3 mm dickes Floatglas vom Typ Soda-Kalk-Quarz.
Tabelle 7
Wie man durch leichtes Erhöhen der Dicke der beiden Ni:Cr-(Nitrid) Schichten und leichtes Herabsetzen der Dicke der Silberschicht erkennen kann, nehmen der Infrarotreflexionsgrad und die Werte des Transmissionsgrades ab. Beide dieser Gläser sind jedoch für kommerzielle Zwecke bei Vielfachscheibenbaufenstern einsetzbar.
Weitere Beispiele von Typ "A" Glas wurden durch Einsatz unterschiedlicher Leistungsgrade in den verschiedenen Zonen hergestellt, wie unten beschrieben. Die Glasdicke war 3 mm und es war dasselbe Standardfloatglas wie in Tabelle 7 oben benutzt.
Mit der obigen Offenbarung werden dem Fachmann verschiedene andere Ansichten, Modifikationen und Verbesserungen offenbar werden. Solche anderen Ansichten, Modifikationen und Verbesserungen werden deshalb als Teil dieser Erfindung angesehen, deren Umfang durch folgende Ansprüche bestimmt wird:

Claims

Verfahren zum Herstellen eines dünnen, haltbaren Solarbehandlungs-Schichtsystems auf einem Glassubstrat, dadurch gekennzeichnet, daß es der Reihe nach Schritte zum Sputterbeschichten der folgenden Schichten auf dem Glassubstrat beinhaltet: a) Herstellen einer Untergrundschicht aus Si₃N₄ in einer stickstoffhaltigen Atmosphere; b) Herstellen einer ersten Schicht aus einer Nickel-Chrom-Legierung in einer stickstoffhaltigen Atmosphere, wobei ein wesentlicher Teil des Chroms eine Nitridverbindung daraus ist; c) Herstellen von mindestens einer Schicht aus Silber in derselben im Schritt b) verwandten Atmoshhere; d) Herstellen einer zweiten Schicht aus der Nickel-Chrom-Legierung in derselben Atmosphere wie bei den Schritten b) und c), wobei ein wesentlicher Teil des Chroms eine Nitridverbindung daraus ist; e) Herstellen einer Überzugschicht aus Si₃N₄ in einer stickstoffhaltigen Atmosphere; Die Schritte werden so durchgeführt, daß ein Schichtsystem gebildet wird, in dem das Glassubstrat eine Stärke von 2 mm bis 6 mm aufweist, in Kombination mit: einer Stärke der Silberschicht von mehr als 7 nm bzw. wenn mehr als eine Silberschicht bereitgestellt ist, ei ne Gesamtstärke von allen Silberschichten größer als 7 nm ist; Die Stärke der Ni-Cr-Legierungsschichten kleiner als 1 nm ist; und die Stärke der Si₃N₄ Schichten gleich oder größer als 32 nm für den Untergrund und gleich oder größer als 45 nm für den Überzug ist; so daß das beschichtete Glas eine normale Emmisivität (E_n) von weniger als 0,12 und eine hemispherische Emmisivität (E_h) von weniger als 0,16 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Sputterbeschichten in einer Vielzahl von gegenseitig isolierten Zonen durchgeführt wird und wobei die Schritte zum Herstellen der Schichten aus Si₃N₄ durch Sputterbeschichten in mindestens zwei separierten Zonen durchgeführt werden, die jeweils eine Atmosphäre aufweisen, die im wesentlichen 100 % N₂ beinhaltet und wobei die Schritte zum Herstellen der Ni-Cr-Nitrid- und Silberschichten in derselben Zone ausgeführt werden und wobei das Sputterbeschichten in einer Atmosphäre ausgeführt wird, die im wesentlichen eine Mischung von 0 % – 75 % Ar und 100 % – 25 % N₂ bezüglich des Volumens enthält.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Mischung aus Ar und N₂ jeweils 50 vol-% der Gase enthält.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei rohrförmige Ziele, die hauptsächlich Silicium (Si) beinhalten, für das Herstellen der Si₃N₄-Schicht durch Sputterbeschichten verwandt werden und die Ziele zum Herstellen der Ni-Cr-Nitrid- und Silberschichten planare Ziele aus Nickelchrom bzw. Silber sind.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Durchlässigkeit größer als 80 % ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die E_n 0,10 oder weniger ist und die E_h 0,13 oder weniger ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das beschichtete Glas einen Flächenwiderstand von 10,5 Ohm pro Fläche oder weniger aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gesamtstärke des Silbers 9 bis 10,5 nm ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Schichtsystem fünf Schichten beinhaltet, die durch die Schritte a) bis e) hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Schichtsystem sieben Schichten beinhaltet und wobei das Verfahren den Schritt zum Herstellen von mindestens 2 Schichten aus Silber mit einer Zwischenschicht aus Ni-Cr-Nitrid dazwischen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Sputterbeschichten des Si in einer Atmosphäre, die eine Mischung aus Argon und Stickstoff umfaßt, ausgeführt wird.
Erzeugnis, hergestellt durch ein Verfahren nach Anspruch 1.
Erzeugnis, hergestellt durch ein Verfahren nach Anspruch 9.
Erzeugnis, hergestellt durch ein Verfahren nach Anspruch 10.