EP4605351A1

EP4605351A1 - Mit elektrisch leitfähigen schichtstapel beschichtete scheibe

Info

Publication number: EP4605351A1
Application number: EP23776952.6A
Authority: EP
Inventors: Anna NEFT; Julie RUFF; Jan Hagen
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: 2022-10-20
Filing date: 2023-09-25
Publication date: 2025-08-27
Also published as: MX2025004482A; CN117917383A; WO2024083449A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine beschichtete Scheibe (100), umfassend ein Substrat (1) und einen elektrisch leitfähigen Schichtstapel (2) auf einer Oberfläche (IV) des Substrats (1), welcher ausgehend vom Substrat (1) mindestens - eine dielektrische Barriereschicht (3) gegen Ionendiffusion mit einem Brechungsindex von mindestens 1,9 und einer Schichtdicke von 5 nm bis 18 nm, - eine dielektrische Entspiegelungsschicht (4) mit einem Brechungsindex von höchstens 1,6, - eine elektrisch leitfähige Schicht (5) mit einer Schichtdicke von 75 nm bis 120 nm, - eine dielektrische Blockerschicht (6) zur Regulierung von Sauerstoffdiffusion mit einem Brechungsindex von mindestens 1,9 und einer Schichtdicke von 10 bis 25 nm und - eine dielektrische optische Schicht (7) mit einem Brechungsindex von höchstens 1,6 umfasst.

Description

Mit elektrisch leitfähigen Schichtstapel beschichtete Scheibe

Die Erfindung betrifft eine beschichtete Scheibe mit elektrisch leitfähigem Schichtstapel, eine Verbundscheibe, aufweisend die beschichte Scheibe, sowie die Herstellung der beschichteten Scheibe und deren Verwendung.

Glasscheiben mit transparenten elektrisch leitfähigen Beschichtungen sind bekannt. Die Glasscheiben können dadurch mit einer Funktion versehen werden, ohne die Durchsicht durch die Scheibe wesentlich zu stören. Solche Beschichtungen kommen beispielsweise als heizbare Beschichtungen oder Wärmestrahlung reflektierende Beschichtungen auf Fensterscheiben für Fahrzeuge oder Gebäude zum Einsatz.

Der Innenraum eines Kraftfahrzeugs oder eines Gebäudes kann sich im Sommer bei hohen Umgebungstemperaturen und intensiver direkter Sonneneinstrahlung stark erwärmen. Ist die Außentemperatur dagegen geringer als die Temperatur im Innenraum, was insbesondere im Winter auftritt, so wirkt eine kalte Scheibe als Wärmesenke, die als unangenehm empfunden wird. Auch muss der Innenraum stark beheizt werden, um eine Auskühlung über die Fensterscheiben zu vermeiden.

Wärmestrahlung reflektierende Beschichtungen (sogenannte Low-E-Beschichtungen) reflektieren einen erheblichen Teil der Sonnenstrahlung insbesondere im Infrarotbereich, was im Sommer zu einer verringerten Erwärmung des Innenraums führt. Die Beschichtung verringert außerdem die Aussendung von langwelliger Wärmestrahlung einer erwärmten Scheibe in den Innenraum hinein. Sie verringert außerdem bei niedrigen Außentemperaturen im Winter die Abstrahlung der Wärme des Innenraums in die äußere Umgebung.

Um optimal zu wirken, muss die Wärmestrahlung reflektierende Beschichtung auf der innenraumseitigen Oberfläche der Scheibe angeordnet sein, also gleichsam zwischen dem Innenraum und der eigentlichen Glasscheibe. Dort ist die Beschichtung der Atmosphäre ausgesetzt, was die Verwendung von korrosionsanfälligen Beschichtungen, beispielsweise auf Basis von Silber, ausschließt. Als elektrisch leitfähige Beschichtungen auf exponierten Oberflächen haben sich aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit und guten Leitfähigkeit Beschichtungen auf Basis von transparenten leitfähigen Oxiden (TCO, transparent conductive oxide), beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO, indium tin oxide). Solche Beschichtungen sind beispielsweise aus EP 2 141 135 A1 , WO 2010115558 A1 und WO 2011105991 A1 bekannt. Die WO2018206236A1 offenbart eine Verbundscheibe mit einer elektrisch leitfähigen Schicht mit reflektierenden Eigenschaften in Bezug auf Wärmestrahlung, wobei durch einen speziellen Schichtaufbau Fingerabdrücke auf der elektrisch leitfähigen Schicht weniger stark sichtbar sind.

Die WO2013132176A2 zeigt eine Verglasungseinheit für den Gebäudebereich mit einer elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von ITO, wobei die Beschichtung insbesondere dazu dient, die Kondensation von Feuchtigkeit auf der Verglasungseinheit zu reduzieren.

Die WO2015055944A1 beschreibt einen Prozess zur Aufbringung von Beschichtungen, aufweisend transparente Oxide, auf ein Substrat.

Die WO2019106264A1 beschreibt ein Substrat beschichtet mit einer Low-E-Schicht im Zusammenhang mit einem Abdeckdruck auf Basis von Bismuth, wobei der Abdeckdruck eine gute Haftung auf der LoW-E-Schicht aufweist.

Scheiben, die eine Low-E-Beschichtung aufweisen, sollten neben thermischen Kriterien auch verschiedene andere Anforderungen erfüllen. Ein Problem bei der Beschichtung von Scheiben ist die Kompatibilität mit anderen Beschichtungen insbesondere Siebdrücken. Ein Siebdruck wird in der Regel bei Scheiben im Automobilbereich auf die Scheibe aufgebracht. Bei mit einer Low-E-Beschichtung ganzflächig vorbeschichteten Scheibe kann es zu Problemen bei der Haftung des Siebdruckes auf der Scheibe kommen. Ebenso kann es hierdurch zu einer verminderten Kratzfestigkeit des Schwarzdruckes kommen. Die Low-E-Beschichtung sollte zudem auch stabil, also chemisch inert, bei hohen Temperaturen sein. Hohe Temperaturen werden beispielsweise im Biegeprozess von Scheiben eingesetzt.

Ein weiteres häufiges Problem, welches bei Low-E-Beschichtungen in Verbindung mit Scheiben, insbesondere getönten Scheiben, auftritt, ist eine erhöhte Lichtreflexion sowie eine betrachtungswinkelabhängige Färbung der Scheibe durch die Beschichtung. Eine hohe Reflexion sowie eine Färbung der Scheibe können eine für den Betrachter ablenkende oder ästhetisch störende Wirkung haben, welche insbesondere bei Verwendung der Scheibe als Fahrzeugscheibe auch ein Sicherheitsrisiko darstellen kann. Bei gattungsgemäßen Scheiben hängen die Farbeneutralität und die Lichtreflexion reziprok miteinander zusammen. Das bedeutet, dass die beschichtete Scheibe bei einer geringeren Lichtreflexion dafür eine stärkere Färbung aufweist und andersherum.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine beschichtete Scheibe mit einer Wärmestrahlung-isolierenden Wirkung bereitzustellen, die zusätzlich eine höhere Farbneutralität und eine geringere Lichtreflexion, insbesondere unter höheren Einfallwinkeln, aufweist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine beschichtete Scheibe gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Scheibe umfasst ein Substrat und einen elektrisch leitfähigen Schichtstapel auf einer Oberfläche des Substrats. Der Schichtstapel weist ausgehend vom Substrat in folgender Reihenfolge auf:

- eine dielektrische Barriereschicht gegen lonendiffusion mit einem Brechungsindex von mindestens 1 ,9 und einer Schichtdicke von 5 nm bis 18 nm,

- eine dielektrische Entspiegelungsschicht mit einem Brechungsindex von höchstens 1 ,6,

- eine elektrisch leitfähige Schicht mit einer Schichtdicke von 75 bis 120 nm,

- eine dielektrische Blockerschicht zur Regulierung von Sauerstoffdiffusion mit einem Brechungsindex von mindestens 1 ,9 und einer Schichtdicke von 10 bis 25 nm und

- eine dielektrische optische Schicht mit einem Brechungsindex von höchstens 1 ,6.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Schichten mit Emissivität- verringernden Eigenschaften in der Regel hohe Reflexionseigenschaften im sichtbaren Lichtspektrum und/oder eine hohe Farbigkeit aufweisen. Eine hohe Reflexion und/oder Farbigkeit kann aber von Nutzern als irritierend und störend empfunden werden. Es kann zudem auch ein Sicherheitsrisiko darstellen, wenn beispielsweise Licht an einer Scheibe in einem Auto zu stark reflektiert wird oder Verkehrszeichen außerhalb des Autos falsch wahrgenommen werden (beispielsweise rotes Schild bekommt in Durchsicht durch Scheibe eine grünlich-rötliche Färbung). Die Tönung der Scheibe ist hierbei abhängig vom Betrachtungswinkel. Insbesondere flache Betrachtungswinkel auf die Scheibe von 60° bis 85° zur Oberfläche der Scheibe führen zu einer starken Färbung in der Durchsicht bzw. in Reflexion. Diese flachen Betrachtungswinkel treten insbesondere bei Windschutzscheiben (flacher Einbauwinkel) und bei Dachscheiben (flacher Betrachtungswinkel für Passagiere, die hinten sitzen) in Fahrzeugen auf. Die Erfinder stellten fest, dass der dominante Farbanteil, welcher maßgeblich für die visuell stark wahrnehmbare Färbung bei gattungsgemäß beschichteten Scheiben verantwortlich ist, auf hohe positive a*-Werte des LAB-Farbraums zurückgeht. Hohe positive a*-Werte wirken sich in der visuellen Wahrnehmung durch eine rote Tönung der Scheibe aus.

Der erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Schichtstapel ist eine Wärmestrahlung reflektierende Beschichtung. Ein solcher Schichtstapel wird häufig auch als Low-E- Beschichtung, Beschichtung niedriger Emissivität oder emissivitätsmindernde Beschichtung bezeichnet. Er hat die Funktion, die Einstrahlung von Wärme in den Innenraum zu vermeiden (IR-Anteile der Sonnenstrahlung und insbesondere die thermische Strahlung der Scheibe selbst) und ebenso die Abstrahlung von Wärme aus dem Innenraum heraus. Der Schichtstapel kann prinzipiell aber auch andere Funktionen erfüllen, beispielsweise als beheizbare Beschichtung, wenn sie elektrisch kontaktiert ist, sodass sie infolge eines elektrischen Stromflusses erwärmt wird.

Die erfindungsgemäße Scheibe ist bevorzugt eine Fensterscheibe und dafür vorgesehen, in einer Öffnung, beispielsweise eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Die Oberfläche des Substrates, auf der der erfindungsgemäße Schichtstapel angeordnet ist, ist bevorzugt die innenraumseitige Oberfläche der Scheibe beziehungsweise des Substrats. Unter der innenraumseitigen Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Oberfläche verstanden, die dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der Scheibe dem Innenraum zugewandt zu sein. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf den thermischen Komfort im Innenraum. Der erfindungsgemäße Schichtstapel kann dabei bei hohen Außentemperaturen und Sonneneinstrahlung besonders effektiv die von der gesamten Scheibe in Richtung des Innenraums abgestrahlte Wärmestrahlung zumindest teilweise reflektieren. Bei niedrigen Außentemperaturen kann der Schichtstapel effektiv die aus dem Innenraum abgestrahlte Wärmestrahlung reflektieren und somit die Wirkung der kalten Scheibe als Wärmesenke verringern. Üblicherweise werden die Oberflächen einer Verglasung von außen nach innen durchnummeriert, so dass die innenraumseitige Oberfläche bei Einfachverglasungen als „Seite 2“ bezeichnet wird, bei Zweifachverglasungen (beispielsweise Verbundgläser oder Isolierverglasungen) als „Seite 4“. Der Schichtstapel kann alternativ aber auch auf der außenseitigen Oberfläche des Substrates angeordnet sein. Dies kann insbesondere im Architekturbereich sinnvoll sein, beispielsweise als Antikondensationsbeschichtung auf einer Fensterscheibe.

Der Schichtstapel kann aber alternativ auch andere Funktionen erfüllen, beispielsweise als elektrisch basierter kapazitiver oder resistiver Sensor für taktile Anwendungen, wie Touch Screens oder Touch Panels.

Die Schichtstapel ist eine Abfolge dünner Schichten (Schichtaufbau, Schichtstapel). Während die elektrische Leitfähigkeit durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht sichergestellt wird, so werden die optischen Eigenschaften, insbesondere die Transmission und Reflexivität, maßgeblich durch die übrigen Schichten beeinflusst und können durch deren Ausgestaltung gezielt eingestellt werden. Einen besonderen Einfluss haben in diesem Zusammenhang sogenannte Entspiegelungsschichten und optische Schichten, die einen geringeren Brechungsindex aufweisen als die elektrisch leitfähige Schicht und unterhalb wie oberhalb derselben angeordnet sind. Die Entspiegelungsschichten, die mit optischen Schichten Zusammenwirken, können insbesondere infolge von Interferenzeffekten die Transmission durch die Scheibe erhöhen und die Reflexivität verringern. Die Wirkung hängt entscheidend von Brechungsindex und Schichtdicke ab. In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Schichtstapel mindestens jeweils eine Entspiegelungsschicht unterhalb und mindestens eine optische Schicht oberhalb der elektrisch leitfähigen Schicht. Die Entspiegelungsschicht und die optische Schicht weisen jeweils einen geringeren Brechungsindex auf als die elektrisch leitfähige Schicht (Brechungsindex von höchstens 1 ,6, insbesondere von höchstens 1 ,5).

Der erfindungsgemäße Schichtstapel ist transparent, schränkt die Durchsicht durch das Substrat also nicht merklich ein. Die Absorption des Schichtstapels beträgt bevorzugt von etwa 1 % bis etwa 20 % im sichtbaren Spektralbereich. Unter dem sichtbaren Spektralbereich wird der Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm verstanden.

Ist eine erste Schicht oberhalb einer zweiten Schicht angeordnet, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass die erste Schicht weiter vom Substrat entfernt angeordnet ist als die zweite Schicht. Ist eine erste Schicht unterhalb einer zweiten Schicht angeordnet ist, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass die zweite Schicht weiter vom Substrat entfernt angeordnet ist als die erste Schicht. Ist eine erste Schicht oberhalb oder unterhalb einer zweiten Schicht angeordnet, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung nicht notwendigerweise, dass sich die erste und die zweite Schicht in direktem Kontakt miteinander befinden. Es können eine oder mehrere weitere Schichten zwischen der ersten und der zweiten Schicht angeordnet sein, sofern dies nicht explizit ausgeschlossen wird.

Der Schichtstapel ist typischerweise vollflächig auf der Oberfläche des Substrates aufgebracht, eventuell mit Ausnahme eines umlaufenden Randbereichs und/oder anderer lokal begrenzter Bereich, die beispielsweise zur Datenübertragung dienen können. Der beschichtete Anteil der Substratoberfläche beträgt bevorzugt mindestens 80%, insbesondere mindestens 90%.

Enthält eine Schicht oder ein sonstiges Element zumindest ein Material, so schließt das im Sinne der Erfindung den Fall ein, dass die Schicht aus dem Material besteht, was grundsätzlich auch bevorzugt ist. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschriebenen Verbindungen, insbesondere Oxide, Nitride und Carbide können grundsätzlich stöchiometrisch, unterstöchiometrisch oder überstöchiometrisch sein, auch wenn dem besseren Verständnis halber die stöchiometrischen Summenformeln erwähnt werden.

Die elektrisch leitfähige Schicht weist bevorzugt einen Brechungsindex von 1 ,7 bis 2,3 auf. Die elektrisch leitfähige Schicht enthält in einer vorteilhaften Ausgestaltung zumindest ein transparentes, elektrisch leitfähiges Oxid (TCO, transparent conductive oxide). Solche Schichten sind korrosionsbeständig und können auf exponierten Oberflächen eingesetzt werden. Die elektrisch leitfähige Schicht enthält bevorzugt Indium-Zinnoxid (ITO, indium tin oxide), was sich besonders bewährt hat, insbesondere aufgrund eines geringen spezifischen Widerstands und einer geringen Streuung hinsichtlich des Flächenwiderstands. Die leitfähige Schicht kann alternativ aber auch beispielsweise Aluminium-Zink-Mischoxid (AZO), Indium-Zink-Mischoxid (IZO), Galliumdotiertes Zinnoxid (GZO), Fluor-dotiertes Zinnoxid (SnÜ2:F) oder Antimon-dotiertes Zinnoxid (SnO2:Sb) enthalten.

Die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht beträgt von 75 nm bis 120 nm, besonders bevorzugt von 75 nm bis 100 nm, besonders bevorzugt von 80 nm bis 95 nm. Damit werden besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit erreicht bei gleichzeitiger hinreichender optischer Transparenz. In diesem Schichtdickenbereich werden zudem hinreichende emissivitätsmindernde Eigenschaften erzielt, ohne dass gleichzeitig eine sehr starke farbliche Tönung der Scheibe erzeugt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die Schichtdicke der dielektrischen Entspiegelungsschicht bevorzugt von 5 nm bis 50 nm, bevorzugt von 5 nm bis 30 nm, besonders bevorzugt von 5 nm bis 20 nm, ganz besonders bevorzugt von 10 nm bis 15 nm. In diesem Schichtdickenbereich wird eine besonders niedrige Färbung der Scheibe erzielt. Die Färbung ist im Besonderen sehr gering in einem Schichtdickenbereich von 5 nm bis 20 nm, bevorzugt 10 nm bis 15 nm. Diese Erkenntnis war für die Erfinder unerwartet und überraschend.

Ist von dünnen Schichten die Rede, also Schichten mit einer Dicke von unter 1000 nm, gilt: ist etwas „auf Basis“ eines Materials ausgebildet, so besteht es mehrheitlich aus diesem Material, insbesondere im Wesentlichen aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen. Die Angabe von Schichtdicken oder Dicken beziehen sich, sofern nicht anders angegeben, auf die geometrische Dicke einer Schicht. Ist etwas „auf Basis“ eines polymerischen Materials ausgebildet, so besteht es mehrheitlich, also zu mindestens 50 %, vorzugsweise zu mindestens 60 % und insbesondere zu mindestens 70%, aus diesem Material. Es kann also noch weitere Materialien wie beispielsweise Stabilisatoren oder Weichmacher enthalten.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die Schichtdicke der dielektrischen optischen Schicht bevorzugt von 30 nm bis 120 nm, bevorzugt von 50 bis 100 nm, besonders bevorzugt von 55 nm bis 75 nm, insbesondere von 60 nm bis 70 nm. Die Färbung ist im Besonderen sehr gering in einem Schichtdickenbereich von 55 nm bis 75 nm, bevorzugt 60 nm bis 70 nm. Diese Erkenntnis war für die Erfinder unerwartet und überraschend.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schichtstapel weitere Entspiegelungsschichten und/oder optische Schichten auf.

Entspiegelungsschichten und optische Schichten bewirken insbesondere vorteilhafte optische Eigenschaften der Scheibe. So setzten sie den Reflexionsgrad herab und erhöhen dadurch die Transparenz der Scheibe und stellen einen neutralen Farbeindruck sicher. Die Entspiegelungsschichten enthalten bevorzugt ein Oxid oder Fluorid, besonders bevorzugt Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumfluorid oder Kalziumfluorid. Das Siliziumoxid kann Dotierungen aufweisen und ist bevorzugt mit Aluminium (SiO2:AI), mit Bor (SiO2:B), mit Titan (SiÜ2:Ti) oder mit Zirkonium dotiert (SiC>2:Zr). Die Schichten können alternativ aber auch beispielsweise Aluminiumoxid (AI2O3) enthalten.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die optische Schicht die oberste Schicht des Schichtstapels. Sie weist also den größten Abstand zur Substratoberfläche auf und ist die abschließende Schicht des Schichtstapels, die freiliegend, exponiert sowie für Personen zugänglich und berührbar ist. Weitere Schichten, insbesondere mit höherem Brechungsindex als die Entspiegelungsschicht, oberhalb der Entspiegelungsschicht würden die optischen Eigenschaften verändern und könnten den gewünschten Effekt herabsetzen.

Es hat sich gezeigt, dass der Sauerstoffgehalt der elektrisch leitfähigen Schicht, insbesondere wenn diese auf einem TCO basiert, einen wesentlichen Einfluss auf deren Eigenschaften hat, insbesondere auf die Transparenz, Färbung und Leitfähigkeit. Die Herstellung der Scheibe umfasst typischerweise eine Temperaturbehandlung, beispielsweise einen thermischen Vorspannprozess, wobei Sauerstoff zur leitfähigen Schicht diffundieren und diese oxidieren kann. Der erfindungsgemäße Schichtstapel umfasst zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht und der optischen Schicht eine dielektrische Blockerschicht zur Regulierung von Sauerstoffdiffusion mit einem Brechungsindex von mindestens 1 ,9 und einer Schichtdicke von 10 nm bis 25 nm, bevorzugt von 10 nm bis 20 nm, besonders bevorzugt von 12 nm bis 20 nm, ganz besonders bevorzugt von 12 nm bis 18 nm, insbesondere von 15 nm bis 18 nm. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn der Brechungsindex der Blockerschicht von 1 ,9 bis 2,5 beträgt. Die Blockerschicht dient dazu, die Sauerstoffzufuhr auf ein optimales Maß einzustellen. Es hat sich herausgestellt, dass es bei niedrigeren Schichtdicken der Blockerschicht bei der Temperaturbehandlung zu einer Überoxidation des Schichtmaterials kommen kann. Die Überoxidation kann die elektrische Leitfähigkeit und emissivitätsmindernde Wirkung des Schichtstapels herabsetzen. Bei den genannten Schichtdickenbereichen der Blockerschicht konnte die Leitfähigkeit und emissivitätsmindernde Wirkung stabilisiert werden. Diese Verbesserung war für die Erfinder überraschend und unerwartet. Die dielektrische Blockerschicht zur Regulierung von Sauerstoffdiffusion enthält zumindest ein Metall, ein Nitrid oder ein Carbid. Die Blockerschicht kann beispielsweise Titan, Chrom, Nickel, Zirkonium, Hafnium, Niob, Tantal oder Wolfram enthalten oder ein Nitrid oder Carbid von Wolfram, Niob, Tantal, Zirkonium, Hafnium, Chrom, Titan, Silizium oder Aluminium. In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält die Blockerschicht Siliziumnitrid (SisN^ oder Siliziumcarbid, insbesondere Siliziumnitrid (SisN^, womit besonders gute Ergebnisse erzielt werden. Das Siliziumnitrid kann Dotierungen aufweisen und ist in einer bevorzugten Weiterbildung mit Aluminium (SisN^AI), mit Zirkonium (SisN^Zr), mit Titan (SisN^Ti), oder mit Bor dotiert (SisN^B). Bei einer Temperaturbehandlung nach dem Aufbringen des Schichtstapels kann das Siliziumnitrid teilweise oxidiert werden. Eine als SisN4 abgeschiedene Blockerschicht enthält dann nach der Temperaturbehandlung Si_xN_yO_z, wobei der Sauerstoffgehalt typischerweise von 0 Atom-% bis 35 Atom-% beträgt.

Der Schichtstapel enthält unterhalb der elektrisch leitfähigen Schicht und unterhalb der Entspiegelungsschicht, eine dielektrische Barriereschicht gegen Alkalidiffusion. Durch die Barriereschicht wird die Diffusion von Alkali-Ionen aus dem Glassubstrat in das Schichtsystem reduziert oder unterbunden. Alkali-Ionen können die Eigenschaften der Beschichtung negativ beeinflussen. Weiterhin trägt die Barriereschicht im Zusammenspiel mit der Entspiegelungsschicht zur Einstellung der Färbung und Reflexion des Gesamtschichtaufbaus vorteilhaft bei. Der Brechungsindex der Barriereschicht beträgt bevorzugt mindestens 1 ,9. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn der Brechungsindex der Barriereschicht von 1 ,9 bis 2,5 beträgt. Die Barriereschicht enthält bevorzugt ein Oxid, ein Nitrid oder ein Carbid, bevorzugt von Wolfram, Chrom, Niob, Tantal, Zirkonium, Hafnium, Titan, Silizium oder Aluminium, beispielsweise Oxide wie WOs, Nb20s, Bi20s, TiO2, Ta2Ü5, , ZrO2, HfO2 SnO2, oder ZnSnOx, oder Nitride wie AIN, TiN, TaN, ZrN oder NbN. Die Barriereschicht enthält besonders bevorzugt Siliziumnitrid (SisN^, womit besonders gute Ergebnisse erzielt werden. Das Siliziumnitrid kann Dotierungen aufweisen und ist in einer bevorzugten Weiterbildung mit Aluminium (SisN^AI), mit Titan (SisNzrTi), mit Zirkonium (SisN^Zr) oder mit Bor dotiert (SisN^B). Die Schichtdicke der Barriereschicht beträgt erfindungsgemäß von 5 nm bis 18 nm, besonders bevorzugt von 10 nm bis 18 nm, insbesondere von 12 nm bis 18 nm. Die Barriereschicht ist bevorzugt die unterste Schicht des Schichtstapels, hat also direkten Kontakt zur Substratoberfläche, wo sie ihre Wirkung optimal entfalten kann. Schichtdicken von 5 nm bis 18 nm, insbesondere von 12 nm bis 18 nm bieten sich im besonderen an, da hier eine gute Verformbarkeit der Scheibe, beispielsweise beim anschließenden biegen, erhalten bleibt. Gleichzeitig dient die Barriereschicht auch als Haftschicht für die übrigen Schichten auf dem Substrat, wodurch eine Schichtdicke höher 10 nm bevorzugt ist.

Die Beschichtung besteht in einer vorteilhaften Ausgestaltung ausschließlich aus Schichten mit einem Brechungsindex von mindestens 1 ,9 oder von höchstens 1 ,8, bevorzugt höchstens 1 ,6. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung besteht der Schichtstapel nur aus den beschriebenen Schichten und enthält keine weiteren Schichten.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Barriereschicht eine Schichtdicke von 5 nm bis 18 nm, die Entspiegelungsschicht eine Schichtdicke von 5 nm bis 20 nm und die optische Schicht eine Schichtdicke von 55 nm bis 75 nm auf. Hierbei werden optimale optische Eigenschaften in Bezug auf Reflexion und Färbung des Schichtstapels erreicht, ohne dass Stabilität oder Transparenz der Scheibe eingebüßt werden. Besonders bevorzugt besteht der Schichtstapel nur aus den beschriebenen Schichten, also Blockerschicht, Entspiegelungsschicht, elektrisch leitfähige Schicht, Barriereschicht sowie optische Schicht und enthält keine weiteren Schichten.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Barriereschicht eine Schichtdicke von 5 nm bis 18 nm, die Entspiegelungsschicht eine Schichtdicke von 5 nm bis 20 nm und die optische Schicht eine Schichtdicke von 55 nm bis 75 nm auf. Bei diesen Schichtdicken ist eine im Vergleich zu herkömmlichen Scheiben nur sehr geringe Färbung und Reflexionsgrad visuell wahrnehmbar.

Die Erfinder haben überraschend erkannt, dass eine Scheibe mit dem erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Schichtstapel, der so eingestellt ist, dass er unter 8° Einfallswinkel ein lokales Minimum des Reflexionsgrads im Bereich von 360 nm bis 440 nm und ein lokales Maximum des Reflexionsgrads im Bereich von 310 nm bis 360 nm aufweist, zu einem neutraleren Farbeindruck der Scheibe führt, ohne dass gleichzeitig der Reflexionsgrad der beschichteten Scheibe wesentlich erhöht wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Reflexionsgrad der mit dem erfindungsgemäßen Schichtstapel beschichten Oberfläche des Substrats höchstens 10 %, bevorzugt höchstens 5 %, insbesondere höchstens 4 %. Gemessen bei einer sichtbaren Lichtstrahlung, die in einem Einfallswinkel von 8° auf die beschichte Oberfläche des Substrats auftrifft.

Das lokale Minimum des Reflexionsgrads liegt bevorzugt im Bereich von 315 nm bis 355 nm, besonders bevorzugt von 320 nm bis 350 nm. Das lokale Maximum des Reflexionsgrads liegt bevorzugt im Bereich von 415 nm bis 450 nm. Die besagten lokalen Extremwerte sind dabei als Minimalanforderung zu verstehen und sollen nicht den Fall ausschließen, dass es sich dabei um globale Extremwerte handelt. Während im Falle des Maximums des Reflexionsgrads zumindest außerhalb des sichtbaren Bereichs Spektralbereiche existieren werden, die einen höheren Reflexionsgrad aufweisen, so ist es aber denkbar, dass das besagte, lokale Minimum des Reflexionsgrades im mathematischen Sinne das globale Minimum ist.

Der Begriff „Reflexionsgrad“ wird im Sinne der Norm DIN EN 410 - 2011-04 verwendet. Unter dem Reflexionsgrad wird immer der schichtseitige Reflexionsgrad bezeichnet, der gemessen wird, wenn die beschichtete Oberfläche der Scheibe der Lichtquelle und dem Detektor zugewandt ist. Brechungsindizes sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich bezogen auf eine Wellenlänge von 550 nm angegeben. Methoden zur Bestimmung von Brechungsindizes sind dem Fachmann bekannt. Die im Rahmen der Erfindung angegebenen Brechungsindizes sind beispielsweise mittels Ellipsometrie bestimmbar, wobei kommerziell erhältliche Ellipsometer eingesetzt werden können. Die Angabe von Schichtdicken oder Dicken bezieht sich, sofern nicht anders angegeben, auf die geometrische Dicke einer Schicht.

Der Reflexionsgrad wird gemessen mit einem Einfallswinkel von 60° oder 8° (sofern nichts anderes angegeben ist) zur innenraumseitigen Flächennormalen (mit dem Schichtstapel beschichtete Oberfläche des Substrats), was etwa dem natürlichen Betrachtungswinkel auf die Scheibe in einem Fahrzeug entspricht. Der Spektralbereich von 380 nm bis 680 nm wurde zur Charakterisierung der Reflexionseigenschaften herangezogen, weil der optische Eindruck eines Betrachters in erster Linie durch diesen Spektralbereich geprägt wird.

Der Reflexionsgrad beschreibt den Anteil der insgesamt eingestrahlten Strahlung, der reflektiert wird. Er wird in % angegeben (bezogen auf 100% eingestrahlte Strahlung) oder als einheitenlose Zahl von 0 bis 1 (normiert auf die eingestrahlte Strahlung). Aufgetragen in Abhängigkeit von der Wellenlänge bildet er das Reflexionsspektrum. Die Angaben zum Reflexionsgrad beziehungsweise zum Reflexionsspektrum beziehen sich auf eine Reflexionsmessung mit einer Lichtquelle, die im betrachteten Spektral be re ich gleichmäßig abstrahlt mit einer normierten Strahlungsintensität von 100%.

Für die verminderte Sichtbarkeit von Fingerabdrücken oder Oberflächenkontaminationen ist das Auftreten der lokalen Extrema des Reflexionsgrads entscheidend. Diese Eigenschaften können grundsätzlich durch eine Vielzahl von Ausgestaltungen des Schichtaufbaus der Beschichtung realisiert werden, und die Erfindung soll nicht auf einen bestimmten Schichtaufbau beschränkt sein. Grundsätzlich wird die Extremwertverteilung durch die Auswahl der Schichtenfolge, der Materialien der Einzelschichten und die jeweiligen Schichtdicken bestimmt, wobei sie durch eine nach dem Beschichten stattfindende Temperaturbehandlung beeinflusst werden kann. Es haben sich jedoch bestimmte Ausgestaltungen auch hinsichtlich eines optimierten Materialeinsatzes und der sonstigen optischen Eigenschaften als besonders vorteilhaft erwiesen, die nachstehend vorgestellt werden.

Die innenraumseitige Emissivität der erfindungsgemäßen Scheibe beträgt bevorzugt kleiner oder gleich 45%, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 35%, ganz besonders bevorzugt kleiner oder gleich 25%, insbesondere kleiner oder gleich 20%. Mit innenraumseitiger Emissivität wird dabei das Maß bezeichnet, welches angibt, wie viel Wärmestrahlung die Scheibe in Einbaulage im Vergleich zu einem idealen Wärmestrahler (einem schwarzen Körper) in einen Innenraum, beispielsweise eines Gebäudes oder eines Fahrzeugs abgibt. Unter Emissivität wird im Sinne der Erfindung der normale Emissionsgrad bei 283 K nach der Norm EN 12898 verstanden.

Der Flächenwiderstand des erfindungsgemäßen Schichtstapels beträgt bevorzugt von 10 Ohm/Quadrat bis 100 Ohm/Quadrat, besonders bevorzugt von 15 Ohm/Quadrat bis 35 Ohm/Quadrat.

Das Substrat ist aus einem elektrisch isolierenden, insbesondere starren Werkstoff gefertigt, vorzugsweise aus Glas oder Kunststoff. Das Substrat enthält in einer bevorzugten Ausgestaltung Kalk-Natron-Glas, kann aber grundsätzlich auch andere Glassorten enthalten, beispielsweise Borsilikatglas oder Quarzglas. Das Substrat enthält in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung Polycarbonat (PC) oder Polymethylmethacrylat (PMMA). Das Substrat kann weitestgehend transparent oder auch getönt oder gefärbt sein. Das Substrat weist bevorzugt eine Dicke von 0,1 mm bis 20 mm auf, typischerweise von 2 mm bis 5 mm. Das Substrat kann plan oder gebogen ausgebildet sein. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Substrat eine thermisch vorgespannte Glasscheibe.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Scheibe in einem Betrachtungswinkel a von mindestens 60° auf die beschichtete Oberfläche einen a*- Wert des L*a*b*-Farbraumes von höchstens +10, bevorzugt höchstens +5, insbesondere höchstens +3, auf. Die Schichten des Schichtstapels sind also so angeordnet, dass der a*-Wert des L*a*b*-Farbraumes höchstens +10, bevorzugt höchstens +5, insbesondere höchstens +3, bei einem Betrachtungswinkel a von mindestens 60° auf die beschichtete Oberfläche ist. Es hat sich herausgestellt, dass ein hoher a*-Anteil zu einer dominanten Färbung der Scheibe führt. Die visuell wahrgenommene Färbung ist abhängig vom Betrachtungswinkel a und bei gattungsgemäßen Scheiben insbesondere für Betrachtungswinkel oberhalb von 60° deutlich ausgeprägt.

Der Betrachtungswinkel a bemisst sich ausgehend von einer Normalen zur Flächenebene der Scheibe, also einer Achse, welche senkrecht zur Flächenebene der Scheibe angeordnet ist. Ein Betrachtungswinkel a von 0° bedeutet entsprechend den senkrechten Blick auf eine der äußeren Oberflächen der Scheibe. Ein Betrachtungswinkel a von 90° bedeutet entsprechend den horizontalen Blick entlang einer der äußeren Oberflächen der Scheibe.

Die Zeichen a* und b* sind Werte des L*a*b*-Farbraums, also eines Farbmodells, das alle wahrnehmbaren Farben beschreibt. L* gibt den Helligkeitswert an und kann Werte zwischen 0 und 100 aufweisen, a* gibt die Farbart und Farbintensität zwischen Grün und Rot an, während b* die Farbart und Farbintensität zwischen Blau und Gelb angibt. Je negativer oder positiver die Werte von b* und a* sind, desto intensiver ist der Farbton. Für Werte nahe 0 für a* und b* liegt ein eher unbunter, also neutraler, Farbton vor.

Gängige Messmethoden zur Ermittlung von a*, b* und L* -Werten des L*a*b*-Farbraums (CIELAB) sind dem Fachmann allgemein bekannt. Übliche Messgeräte zur Bestimmung sind kommerziell erhältlich und beispielsweise das Minolta CM508d Spektrometer der Firma Konica Minolta Sensing Europe B.V. oder das Tec5 Spektrometer der Firma tec5 AG. Zur Bestimmung der a*, b* und L* -Werten des L*a*b*-Farbraums ist zunächst die Festlegung der Messbedingungen notwendig. Es muss zum Beispiel die Lichtart (D50, D65, A oder weitere, siehe DIN 5033-7:2014-10), der Normalbeobachter (2° oder 10° siehe DIN 5033-7:2014-10), die Messgeometrie (gerichtet oder diffuse Beleuchtung siehe DIN 5033-7:2014-10), der Messmodus (Reflexion in Aufsicht oder Transmission in Durchsicht), die Messpunkte der Probe und die Anzahl der Messungen festgelegt werden. Unter dem Begriff „Normalbeobachter“ versteht man das mittlere Sehvermögen der farbnormalsichtigen Bevölkerung bei unterschiedlichen Geschichtsfeldgrößen (DIN 5033-7:2014-10). Um eine einheitliche Bewertung zu ermöglichen, legte die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) spektrale Bewertungsfunktionen fest. Die Bewertungsfunktionen beschreiben, wie ein Normalbeobachter Farbe wahrnimmt. Die Bewertung basiert auf experimentell bestimmten Empfindlichkeitskurven der langwelligen, mittelwelligen und kurzwelligen Zapfen des menschlichen Auges (siehe auch DIN 5033-1 :2017-10).

Beispielhaft kann zur Messung des a*-Wertes die beschichtete Scheibe in einem vorher festgelegten Winkel beleuchtet werden. Bei einem „vorher festgelegten Winkel“ beleuchtet, bedeutet jedoch nicht zwingend, dass das auf die beschichtete Scheibe eintreffende Licht einzig einen Einfallswinkel des vorher festgelegten Winkels aufweist. Die beschichtete Scheibe kann beispielsweise mit einem diffusem Licht beleuchtet werden, wobei das Licht bei etlichen unterschiedlichen Einfallswinkeln auf die beschichtete Scheibe trifft, vorzugsweise mindestens in einem Winkel von 60° bis 90°. Ein Detektor eines Messgerätes erfasst das von der Probe reflektierte Licht. Es wird die spektrale Intensität des reflektierten Lichtes über einen Wellenlängenbereich von 360 nm bis 830 nm erhalten. Das erhaltene Spektrum wird anschließend nur in den Bereichen integriert, welche sich mit einer der Empfindlichkeitskurven der langwelligen, mittelwelligen und kurzwelligen Zapfen decken. Auf diese Weise werden die Integrale für die langwelligen, mittelwelligen und kurzwelligen Lichtanteile gebildet, welche gemäß der DIN 6174:2007-10 dann rechnerisch in die a*, b* und L* -Werten des L*a*b*- Farbraums transformiert werden. Es versteht sich, dass zur Bestimmung der a*, b* und L*-Werte der Detektor das reflektierte Licht im Betrachtungswinkel a zur Scheibe erfasst. Zwischen dem Detektor und der Probe, also im Strahlengang des reflektierten Lichtes, kann ein linearer Polfilter angeordnet sein. Der Winkel, indem die Probe beleuchtet wird, kann von 0° bis 90°, vorzugsweise von 0° bis 80° zur Oberfläche der beschichteten Scheibe betragen (bemessen ausgehend von einer Normalen zur Flächenebene der Scheibe).

Bevorzugt wird der a*-Wert für den Normalbeobachter von 10° gemessen. Es wird vorzugsweise das Normlicht D65 (mittleres Tageslicht mit ca. 6500 Kelvin) eingesetzt. Der Messmodus ist vorzugsweise Reflexion in Aufsicht und die beschichtete Scheibe wird mit diffusem Licht beleuchtet. Der Detektor ist vorzugsweise mit einem linearen Polfilter ausgestattet.

Das Substrat kann transparent oder semitransparent, beispielsweise getönt, sein. „Transparent“ bedeutet im Sinne der Erfindung eine Lichttransmission (nach ISO 9050:2003) von mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 60 % und besonders bevorzugt mindestens 70 %. Semitransparent (nach ISO 9050:2003) bedeutet im Sinne der Erfindung eine Lichttransmission von höchstens 50 % bevorzugt höchstens 30 % und besonders bevorzugt höchstens 10 %.

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Verbundscheibe, umfassend die erfindungsgemäße beschichtete Scheibe, eine zweite Scheibe und eine zwischen der beschichteten Scheibe und der zweiten Scheibe angeordnete thermoplastische Zwischenschicht.

Die zweite Scheibe umfasst bevorzugt ein Substrat oder besteht im Wesentlichen aus einem Substrat. Das vorzugsweise wie das Substrat der beschichten Scheibe ausgebaut ist.

Die thermoplastische Zwischenschicht ist bevorzugt als mindestens eine thermoplastische Verbundfolie ausgebildet und ist auf Basis von Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) oder Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, besonders bevorzugt auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB) und zusätzlich dem Fachmann bekannte Additive wie beispielsweise Weichmacher ausgebildet. Bevorzugt enthält die thermoplastische Folie mindestens einen Weichmacher. Die Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Scheibe mit einem elektrisch leitfähige Schichtstapel, wobei

(A) das Substrat bereitgestellt wird und

(B) die Barriereschicht, die Entspiegelungsschicht, die elektrisch leitfähige Schicht, die Blockerschicht und die optische Schicht in dieser Reihenfolge als Schichtstapel auf der Oberfläche, vorzugsweise mittels Magnetronsputtern, aufgebracht werden.

Die Scheibe wird vorzugsweise nach dem Aufbringen des Schichtstapels einer Temperaturbehandlung unterzogen, durch die insbesondere die Kristallinität der optischen Schicht, insbesondere wenn die optische Schicht eine TCO-Schicht ist, verbessert wird. Die Temperaturbehandlung erfolgt bevorzugt bei mindestens 300°C, besonders bevorzugt bei mindestens 500°C. Die Temperaturbehandlung verringert insbesondere den Flächenwiderstand der Beschichtung. Außerdem werden die optischen Eigenschaften der Scheibe bzw. des Substrates deutlich verbessert, insbesondere die Transmission erhöht.

Die Temperaturbehandlung kann auf verschiedene Arten erfolgen, beispielsweise durch Erwärmen der Scheibe bzw. des Substrates mittels eines Ofens oder eines Heizstrahlers. Alternativ kann die Temperaturbehandlung auch durch Bestrahlung mit Licht erfolgen, beispielsweise mit einer Lampe oder einem Laser als Lichtquelle.

In einer vorteilhaften Ausführung erfolgt die Temperaturbehandlung im Falle eines Glassubstrats im Rahmen eines thermischen Vorspannprozesses. Dabei wird das erwärmte Substrat mit einem Luftstrom beaufschlagt, wobei es rasch abgekühlt wird. Es bilden sich Druckspannungen an der Scheibenoberfläche und Zugspannungen im Scheibenkern aus. Die charakteristische Spannungsverteilung erhöht die Bruchfestigkeit der Glasscheiben. Dem Vorspannen kann auch ein Biegeprozess vorangehen.

Die einzelnen Schichten des Schichtstapels werden durch an sich bekannte Verfahren abgeschieden, bevorzugt durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung (Magnetronsputtern). Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine einfache, schnelle, kostengünstige und gleichmäßige Beschichtung des Substrats. Die Kathodenzerstäubung erfolgt in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise aus Argon, beziehungsweise in einer Reaktivgasatmosphäre, beispielsweise durch Zugabe von Sauerstoff oder Stickstoff. Die Schichten können aber auch durch andere, dem Fachmann bekannte Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufdampfen oder chemische Gasphasenabscheidung (chemical vapour deposition, CVD), durch Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD), durch plasmagestützte Gasphasenabscheidung (PECVD) oder durch nasschemische Verfahren.

Zur Auswahl geeigneter Materialien und Schichtdicken, um das geeignetes Reflexionsspektrum zu realisieren, kann sich der Fachmann beispielsweise fachüblicher Simulationen bedienen.

Die Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer erfindungsgemäßen Scheibe in Gebäuden, in elektrischen oder elektronischen Geräten oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser. Die Scheibe wird dabei bevorzugt Fensterscheibe verwendet, beispielsweise als Gebäudefensterscheibe oder als Dachscheibe, Seitenscheibe, Heckscheibe oder Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnungen schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe mit elektrisch leitfähigen Schichtstapel,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung einer Verbundscheibe mit der erfindungsgemäßen Scheibe,

Fig. 3-5 Diagramme des Reflexionsgrads R in Abhängigkeit von der Wellenlänge für 4 erfindungsgemäße Beispiele sowie ein Vergleichsbeispiel und

Fig. 6 Diagramm mit a* und b* in Abhängigkeit des Betrachtungswinkel a für Beispiel 1 und das Vergleichsbeispiel.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe 100 mit dem Substrat 1 und dem elektrisch leitfähigen Schichtstapel 2. Das Substrat 1 ist beispielsweise eine Glasscheibe aus getöntem Kalk-Natron-Glas und weist eine Dicke von 2,1 mm auf. Der Schichtstapel 2 ist eine Wärmestrahlung reflektierende Beschichtung (Low-E-Beschichtung). Die Scheibe 100 ist beispielsweise als Dachscheibe eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Dachscheiben werden typischerweise als Verbundglasscheiben ausgeführt, wobei das Substrat 1 über seine von der Beschichtung 2 abgewandte Oberfläche mittels einer thermoplastischen Folie mit einer nicht dargestellten Außenscheibe verbunden ist (Siehe Figur 2).

Die optischen Eigenschaften des Schichtstapels 2 sind dahingehend optimiert, dass für einen Fahrzeuginsassen der Schichtstapel weniger stark sichtbares Licht reflektiert, ohne dass dabei eine intensive Färbung der Scheibe 100 auftritt im Vergleich zu herkömmlichen Scheiben. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass eine Abfolge dünner Schichten, die ausgehend vom Substrat 1 aus folgenden Einzelschichten besteht: eine Barriereschicht 3 gegen Alkalidiffusion mit einem Brechungsindex von mindestens 1 ,9, eine Entspiegelungsschicht 4 mit einem Brechungsindex von höchstens 1 ,6, eine elektrisch leitfähige Schicht 5, eine Blockerschicht 6 zur Regulierung der Sauerstoffdiffusion mit einem Brechungsindex von mindestens 1 ,9 und eine optische Schicht 7 mit einem Brechungsindex von höchstens 1 ,6.

Eine beispielhafte Ausgestaltung der Schichtabfolge mit Materialien und Schichtdicken ist in Tabelle 1 zusammengefasst. Die einzelnen Schichten des Schichtstapels 2 wurden beispielsweise durch magnetfeldunterstützte Kathodenstrahlzerstäubung abgeschieden. Die niedrige Lichtreflexion und der geringere Farbeindruck im Vergleich zum herkömmlichen Scheiben kann insbesondere durch die genau eingestellt Schichtdicke der elektrische leitfähigen Schicht 5 und der Blockerschicht 6 erzielt werden.

Tabelle 1 mit Beispiel 1 Fig. 2 zeigt in einer Querschnittansicht eine Verbundscheibe mit der erfindungsgemäßen Scheibe 100 aus Figur 1 als Innenscheibe und einer zweiten Scheibe 101 als Außenscheibe. Die Verbundscheibe ist beispielsweise eine Dachscheibe, welche in ein Fahrzeug eingebaut ist. Der elektrisch leitfähige Schichtstapel 2 ist auf einer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten innenraumseitigen Oberfläche IV des Substrates 1 aufgebracht. Das Substrat weist eine der thermoplastischen Zwischenschicht 102 zugewandte außenseitige Oberfläche III auf, welche ebenso der äußeren Umgebung zugewandt ist. Das zweite Substrat 8, welches auch die zweite Scheibe 101 ist, weist eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte innenraumseitige Oberfläche II und eine der äußeren Umgebung zugewandte außenseitige Oberfläche I auf. Die zweite Scheibe 101 ist beispielsweise 1 ,5 mm dick. Die thermoplastische Zwischenschicht 102 besteht beispielsweise aus Polyvinylbutyral mit einem Weichmacher-Anteil von unter 10 Gewichtsprozent. Die Schichtdicke der thermoplastischen Zwischenschicht beträgt beispielsweise 0,5 mm.

Fig. 3-5 zeigen Diagramme des Reflexionsgrad R für vier erfindungsgemäße Beispiele und ein Vergleichsbeispiel. Die dargestellten Werte des Reflexionsgrads R wurden durch Simulationen mit der Software CODE ermittelt. Fig. 3 zeigt Beispiel 1 und das Vergleichsbeispiel. Fig. 4 zeigt Beispiele 2 und 3 und das Vergleichsbeispiel. Fig. 5 zeigt Beispiele 4 und das Vergleichsbeispiel. Die Materialien und Schichtdicken des Schichtstapels 2 des Beispiels 1 ist in Tabelle 1 zusammengefasst. Die Materialien und Schichtdicken des Schichtstapels 2 des Beispiels 2 bis 4 sind in Tabelle 2 zusammengefasst, diejenigen des Vergleichsbeispiels in Tabelle 3. In den Beispielen 1- 4 bestand die Scheibe aus einem Substrat 1 aus getöntem Kalk-Natron-Glas mit einer Lichttransmission TL von etwa 25% und dem Schichtstapel 2, welche ausgehend von Substrat 1 aufgebaut war aus einer eine Barriereschicht 3, einer Entspiegelungsschicht 4, einer elektrisch leitfähigen Schicht 5, einer Blockerschicht 6 und einer optischen Schicht 7. Die Schichten waren aus den gleichen Materialien ausgebildet, wobei sich die Schichten des Schichtstapels 2 der Beispiele 1-4 in den Schichtdicken unterscheiden. Alle Scheiben waren einer Temperaturbehandlung im Rahmen eines Glasbiegeprozesses bei etwa 650°C unterzogen worden. Tabelle 2

Tabelle 3

Das Vergleichsbeispiel zeigt eine Scheibe mit einem herkömmlichen Schichtstapel. Das Vergleichsbeispiel unterscheidet sich grundlegend von den erfindungsgemäßen Beispielen 1 bis 4 durch die deutlich geringer Schichtdicke der elektrisch leitfähigen Schicht 5, optischen Schicht 7 und der Blockschicht 6. Gleichzeitig liegt die Schichtdicke der Entspiegelungsschicht 4 und der Barriereschicht 3 deutlich höher als für die erfindungsgemäßen Beispiele. Der Reflexionsgrad R liegt für das Vergleichsbeispiel in den meisten Fällen im Bereich 350 nm bis 550 nm deutlich höher als für die erfindungsgemäßen Beispiele. Gerade Lichtreflexionen in diesem Wellenlängenbereich können für Betrachter, beispielsweise den Fahrer, irritierend sein, weshalb eine geringere Lichtreflexion in diesem Bereich einen großen Vorteil darstellt. Der in den Figuren 3 bis 5 gezeigte Reflexionsgrad R ist für einen Einfallswinkel von Licht auf den Schichtstapel 2 bei 8° simuliert worden. Die Unterschiede des Reflexionsgrades im Wellenlängenbereich 350 nm bis 550 nm der erfindungsgemäßen Beispiele zum Vergleichsbeispiel sind auch für Einfallswinkel von 60° messbar. Im Unterschied zu den erfindungsgemäßen Beispielen 1-4 waren die lokalen Extrema des Reflexionsgrades R bei dem Vergleichsbeispiel nicht bei 310 bis 360 nm (Maximum) und 360 nm bis 440 nm (Minimum) angeordnet. Das Auftreten der lokalen Extrema ist in Tabelle 4 zusammengefasst. Die dargestellten Werte des Reflexionsgrads RL wurden durch Simulationen mit der Software CODE ermittelt.

Tabelle 4

Die geringeren Reflexionsmaxima im höheren Wellenlängenbereich im Vergleich zu herkömmlichen Scheiben mindert optische Irritationen bei Betrachtern. Reflexionen im niedrigeren Wellenlängenbereich werden allgemeinhin als farblich neutralere Spiegelung wahrgenommen.

In Figur 6 sind die sind die a*-Werte und b*-Werte (LAB-Farbraum) für Beispiel 1 und das Vergleichsbeispiel dargestellt. Die gezeigten a*-Werte und b*-Werte sind in Abhängigkeit des Betrachtungswinkels (60° bis 85°) auf die mit dem Schichtstapel 2 beschichtete Oberfläche IV des Substrates 1 gezeigt. Es zeigt sich, dass die a*-Werte, welche im Besonderen für eine dominante Färbung der Scheibe 100 verantwortlich sind, im erfindungsgemäßen Beispiel 1 deutlich geringer sind als für das Vergleichsbeispiel. Die b*-Werte sind im Mittel über die Betrachtungswinkel ähnlich hoch für das Vergleichsbeispiel und das erfindungsgemäße Beispiel 1. Die mit dem erfindungsgemäßen Schichtstapel 2 aus Beispiel 1 beschichtete Scheibe 100 macht insgesamt also einen farbneutraleren Eindruck als eine gattungsgemäß beschichtete Scheibe. Bezugszeichenliste:

1 Substrat

2 Schichtstapel

3 Barriereschicht

4 Entspiegelungsschicht

5 elektrisch leitfähige Schicht

6 Blockerschicht

7 optische Schicht

8 zweites Substrat

100 Scheibe

101 zweite Scheibe

102 thermoplastische Zwischenschicht

I außenseitige Oberfläche des zweiten Substrates 8

II innenraumseitige Oberfläche des zweiten Substrates 8

III außenseitige Oberfläche des Substrates 1

IV innenraumseitige Oberfläche des Substrates 1

RL Reflexionsgrad (nach DIN EN410)

Claims

Patentansprüche Beschichtete Scheibe (100), umfassend ein Substrat (1) und einen elektrisch leitfähigen Schichtstapel (2) auf einer Oberfläche (IV) des Substrats (1), welcher ausgehend vom Substrat (1) mindestens

- eine dielektrische Barriereschicht (3) gegen lonendiffusion mit einem Brechungsindex von mindestens 1 ,9 und einer Schichtdicke von 5 nm bis 18 nm,

- eine dielektrische Entspiegelungsschicht (4) mit einem Brechungsindex von höchstens 1 ,6,

- eine elektrisch leitfähige Schicht (5) mit einer Schichtdicke von 75 nm bis 120 nm,

- eine dielektrische Blockerschicht (6) zur Regulierung von Sauerstoffdiffusion mit einem Brechungsindex von mindestens 1 ,9 und einer Schichtdicke von 10 nm bis 25 nm und

- eine dielektrische optische Schicht (7) mit einem Brechungsindex von höchstens 1 ,6 umfasst. Scheibe (100) nach Anspruch 1 , wobei die elektrisch leitfähige Schicht (5) ein transparentes leitfähiges Oxid (TCO) enthält, bevorzugt Indium-Zinnoxid (ITO). Scheibe (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektrisch leitfähige Schicht (5) eine Schichtdicke von 80 bis 95 nm aufweist. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Entspiegelungsschicht (4) und/oder die optische Schicht (7) zumindest ein Oxid enthält, bevorzugt Siliziumoxid, besonders bevorzugt Aluminium-dotiertes, Zirkonium-dotiertes, Titandotiertes oder Bor-dotiertes Siliziumoxid. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die optische Schicht (7) eine Schichtdicke von 55 nm bis 75 nm, bevorzugt von 60 nm bis 70 nm, aufweist. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Entspiegelungsschicht (4) eine Schichtdicke von 5 nm bis 20 nm, bevorzugt von 10 nm bis 15 nm, aufweist. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Barriereschicht (3) und/oder die Blockerschicht (6) ein Metall, ein Nitrid oder ein Carbid enthält, bevorzugt Siliziumnitrid oder Siliziumcarbid, insbesondere Siliziumnitrid. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Barriereschicht (3) eine Schichtdicke von 12 nm bis 18 nm aufweist. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Blockerschicht (6) eine Schichtdicke von 12 nm bis 25 nm aufweist. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welche ein lokales Minimum des Reflexionsgrads (R ) im Bereich von 360 nm bis 440 nm und ein lokales Maximum des Reflexionsgrads (R ) im Bereich von 310 nm bis 360 nm aufweist. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welche eine Emissivität über die beschichtete Oberfläche (IV) von höchstens 25%, bevorzugt höchstens 20%, gegenüber einem idealen Wärmestrahler aufweist. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei in einem Betrachtungswinkel a von mindestens 60° auf die beschichtete Oberfläche (I), die Scheibe (100) einen a*-Wert des L*a*b*-Farbraumes von höchstens +10, bevorzugt höchstens +5, besonders bevorzugt höchstens +3, aufweist. Verbundscheibe, umfassend

- eine beschichtete Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

- eine zweite Scheibe (101) und

- eine zwischen der beschichteten Scheibe (100) und der zweiten Scheibe (101) angeordnete thermoplastische Zwischenschicht (102). Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei

(A) das Substrat (1) bereitgestellt wird und

(B) die Barriereschicht (3), die Entspiegelungsschicht (4), die elektrisch leitfähige Schicht (5), die Blockerschicht (6) und die optische Schicht (7) in dieser Reihenfolge als Schichtstapel (2) auf der Oberfläche (I), vorzugsweise mittels Magnetronsputtern, aufgebracht werden. Verwendung einer beschichteten Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in Gebäuden, in elektrischen oder elektronischen Geräten oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere als Fensterscheibe, beispielsweise als Gebäudefensterscheibe oder Dachscheibe, Seitenscheibe, Heckscheibe oder Windschutzscheibe eines Fahrzeugs.