WO2008017722A1 - Temperbares, infrarotstrahlung reflektierendes schichtsystem und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

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    • C03C2217/73—Anti-reflective coatings with specific characteristics
    • C03C2217/734—Anti-reflective coatings with specific characteristics comprising an alternation of high and low refractive indexes

Definitions

  • the invention relates to a heatable, infrared radiation-reflecting layer system on a transparent substrate with an infrared radiation-reflecting layer sequence, which is applied to the substrate and a method for its preparation.
  • the layer sequence contains at least one selective functional layer.
  • the invention also relates to a method for producing such a layer system, in which a layer of infrared radiation reflecting layer is applied to a transparent substrate by a suitable method.
  • an infrared radiation-reflecting layer system (low-E layer systems) consists of the functional layer, a base layer improving the adhesion of the functional layer, and an anti-reflective top layer, wherein the individual layers can be repeated within the layer system.
  • the functional layer which usually consists of a noble metal, usually silver, or an alloy thereof, has a good selective reflectivity in the infrared range even at low layer thicknesses. If only one functional layer is arranged in the layer system, this is often referred to as "single low E".
  • the cover layer also serves in particular to improve the mechanical and chemical resistance. It usually consists of a high refractive dielectric and silicon containing material.
  • these antireflection layers are arranged above and / or below the selective functional layer.
  • Such infrared radiation-reflecting, transparent layer systems are also subjected to annealing processes for hardening and / or deformation of the substrate. In this case, they have such a layer sequence with such layer properties, which make it possible to heat-treat a substrate carrying the layer system and to keep occurring changes in the optical, mechanical and chemical properties of the layer system within defined limits.
  • its layer system is exposed to different climatic conditions in the annealing process in different time regimes.
  • a blocking layer is inserted between the anti-reflection layer and the functional layer, which serves as a buffer for the diffusing components.
  • These blocker layers are structured and arranged according to the temperature load that occurs and protect the sensitive often very thin functional layer or the functional layers from the influence of adjacent layers.
  • these blocking layers include the silver layer (s) or protect them at least on one side.
  • the blocker layers lead to a reduction the conductivity of the silver layer (s). If a silver layer with a sheet resistance of about 5 ohms / sq. deposited and embedded in two NiCrOx layers, so this embedding can increase the sheet resistance by about 1.5 ohms / sq. lead to 6.5 ohms / sq.
  • EP 0 999 192 B1 describes a layer system which contains a silver layer as a selective functional layer, which is provided on both sides with a blocking layer of nickel or nickel chromium. In this case, the insertion of a NiCrOx layer into the functional silver layer in a single-low E stabilizes the layer system during the heat treatment.
  • the disadvantage is that in this layer system each of the two silver sublayers must be about 7-8 nm thick in order to avoid islanding of the silver sublayers. This leads to a low transmission of the layer system.
  • EP 0 999 192 B1 describes the use of a sub stoichiometric TiOx layer between the blocker and the silver layer, which inhibits the so-called HAZE formation, i. to reduce the change in the optical properties of the functional layer due to diffusion processes in the functional layer.
  • this TiO x absorbing layer oxidizes during the heat treatment, resulting in significant changes in the transmission and a shift of the preset color location.
  • a temperature-capable layer system is described in EP 1 238 950 A2 which provides NiCrOx layers as blocking layers on both sides of a silver layer as a sensitive layer. Furthermore, dielectric interface layers are provided in this layer system, which layers are located below and above the blocker layers. Such layers exert various stabilizing effects on the layer system and also act as a diffusion barrier during the annealing process.
  • the antireflection coating may also consist of a plurality of metal oxide layers with an interposed gradient layer of both adjacent individual layers.
  • the antireflection coating in DE 101 31 932 consists of several individual layers of different metal nitrides, the material content of a layer initially decreasing from 100% to 0% and the material content of the adjacent individual layer increased from 0% to 100%. However, it has been found that this layer system does not guarantee the desired transmission.
  • the temperature-controllable, infrared-reflecting layer system for the purpose of coating dielectric substrates (SO), which can be specifically adjusted in the visible region, has at least one transparent high-index dielectric layer S2, a substrate-side absorber layer or substrate on the substrate (SO) in this order Blocker layer S3, a functional metallic reflection layer S4, an upper absorber or blocking layer S5 and a transparent high-index dielectric layer S6.
  • the layer system according to the invention makes it possible to combine the properties of a temperature-controllable IR-reflecting layer system (low-E) on glass substrates with those of a temperature-controllable solar control system with an adjustable transmission of approx. 10% to about 80% in the visible range of light.
  • low-E temperature-controllable IR-reflecting layer system
  • the layer S4 is made of silver or a silver alloy.
  • the refractive index of at least one of the layers S2 and S6 in light of wavelength 550 nm is between 2.0 and 2.5.
  • the layer S2 may consist of the oxide or nitride of a metal, semiconductor or a semiconductor alloy. Furthermore, it can be provided that the layer S6 contains silicon.
  • At least one of the layers S3 and S5 consists of a metal, metal oxide, metal nitride or an alloy.
  • At least one of the layers S3 and S5 contains chromium or a chromium compound.
  • at least one of the layers S3 and S5 contains CrNx.
  • the layers S3 and S5 have the same stoichiometry and layer thickness when using the same material (symmetrical system).
  • the layers S3 and S5 have different stoichiometries and / or layer thicknesses when using the same material (asymmetrical system).
  • At least one of the layers S3 and S5 consists of SiOxNy with 1.5 ⁇ n ⁇ 2.1, NiCr or a NiCr compound (NiCrNx or NiCrNx).
  • a transparent, medium to low-refractive dielectric barrier and / or adhesive layer Sl arranged between the substrate SO and the layer S2 .
  • a transparent, medium to low-refractive dielectric barrier and / or adhesive layer S7 is arranged on the layer S6.
  • the refractive index of the layer Sl is smaller than the refractive index of the layer S2.
  • the refractive index of the layer S7 is smaller than the refractive index of the layer S6.
  • the refractive index of at least one of the layers S1 and S7 with light of wavelength 550 nm is particularly advantageously between 1.60 and 1.75.
  • the material of at least one of the slices S1 and S7 is chosen so that its refractive index is close to the refractive index of the substrate SO.
  • At least one of the layers S1 and S7 contains an oxynitride of a metal, semiconductor or a semiconductor alloy.
  • at least one of the layers Sl and S7 contains silicon oxynitride.
  • the optical thickness (n * d) of Sl is smaller than LAMBDA / 4, where LAMBDA is the centroid wavelength of the transparent spectral range.
  • At least one further metallic reflection layer is arranged between the layers S1 and S7.
  • At least one further metallic reflection layer contains silver.
  • the inventive method for producing such a layer system is characterized in that at least one Layer by sputtering, preferably DC or MF magnetron sputtering is applied.
  • At least one of the layers Sl and S7 is applied by CVD or plasma-assisted CVD processes.
  • At least one of the layers S1 and S7 is preferably applied by reactive magnetron sputtering of silicon or silicon-aluminum alloys in an oxygen- and / or nitrogen-containing atmosphere.
  • At least one of the layers S1 and S7 is applied by reactive magnetron sputtering of silicon or silicon-aluminum alloys in oxygen and / or nitrogen-containing argon atmosphere.
  • At least one of the layers S1 and S7 is applied as gradient layers with different stoichiometries by reactive magnetron sputtering of silicon or silicon-aluminum alloys in an atmosphere containing oxygen and / or nitrogen and / or argon.
  • the layers S3 and S5 act as absorbing and reflecting layers over whose thickness the transmission of the layer system can be adjusted.
  • Cr or a CrNx compound of different thicknesses to achieve the desired transmission for at least one absorber layer, the color shift after annealing can be kept very low.
  • Cr or CrNx provides a good blocker for protection If the Cr or CrNx layer is applied only on one side of the silver, another thin blocker layer must be applied to the other side to protect the Ag layer (eg SiOxNy, NiCrNx,).
  • Another advantage of using Cr or a CrNx compound instead of the typical NiCr or NiCr compounds (NiCrOx) is the lower post-annealing haze formation otherwise caused, inter alia, by the diffusion of nickel into the adjacent layers becomes.
  • the optional layer Sl represents a barrier layer which is intended to prevent the diffusion of Na + from the glass substrate into the layer system and glass influences, such as corrosion or nipple marks, on the layer properties.
  • the deposition of the layer Sl removes the water introduced from the glass substrate into the coating installation from the substrate.
  • the likewise optional layer S7 with its lower refractive index relative to the usual covering layer S6, represents a de-reflection layer, which still significantly increases the transmission of the layer system in the case of a desired high transmission.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Infrarotstrahlung reflektierendes Schichtsystem auf einem transparenten Substrat sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schichtsystems. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Schichtsystem und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, das bei anspruchsvollen klimatischen Bedingungen einer Wärmebehandlung des Substrats und/oder undefinierten Zuständen bei dem Glassubstrat eine ausreichende Qualität, insbesondere eine einstellbare Transmission von ca. 10 bis 80% im sichtbaren Bereich sowie eine niedrige Emissivität gewährleistet und gleichzeitig eine weitgehende Stabilität des Farborts des Schichtsystems ermöglicht, wird durch ein temperbares, Infrarot-reflektierendes und im Bereich sichtbaren Lichts gezielt einstellbar absorbierendes Schichtsystem zur Beschichtung von dielektrischen Substraten (S0) gelöst, das erfindungsgemäß auf dem Substrat (S0) in dieser Reihenfolge eine transparente hochbrechende dielektrische Schicht S2, eine substratseitige Absorber- bzw. Blockerschicht S3, eine funktionelle metallische Reflexionsschicht S4, eine obere Absorber- bzw. Blockerschicht S5 und eine transparente hochbrechende dielektrische Schicht S6 aufweist. Das erfindungsgemäße Schichtsystem ermöglicht die Kombination der Eigenschaften eines temperbaren IR-reflektierenden Schichtsystems (Low-E) auf Glassubstraten mit denen eines temperbaren Solarcontrol-Systems bei einstellbarer Transmission von ca. 10% bis ca. 80% im sichtbaren Bereich des Lichts.

Description

Temperbares, Infrarotstrahlung reflektierendes Schichtsystem und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein temperbares, Infrarotstrahlung reflektierendes Schichtsystem auf einem transparenten Substrat mit einer Infrarotstrahlung reflektierenden Schichtenfolge, die auf dem Substrat aufgebracht ist und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die Schichtenfolge beinhaltet zumindest eine se- lektive Funktionsschicht.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schichtsystems, bei dem auf ein transparentes Substrat eine Infrarotstrahlung reflektierende Schichtenfolge mit einem geeigneten Verfahren aufgebracht wird.
Allgemein besteht ein Infrarotstrahlung reflektierendes Schichtsystem (Low-E-Schichtsysteme) aus der Funktionsschicht, einer die Haftung der Funktionsschicht verbessernden Grundschicht und einer entspiegelnden Deckschicht, wobei sich die einzelnen Schichten innerhalb des Schichtsystems wiederholen können. Die Funktionsschicht, die üblicherweise aus einem Edelmetall, meist Silber, oder einer Legierung davon besteht, weist schon bei geringen Schichtdicken ein gutes selektives Reflexionsvermögen im Infrarotbereich auf. Ist nur eine Funktionsschicht im Schichtsystem angeordnet, wird dieses oft als „Sin- gle-Low-E" bezeichnet.
Die Deckschicht dient neben der Entspiegelung insbesondere auch der Verbesserung der mechanischen und chemischen Beständigkeit. Sie besteht üblicherweise aus einem hoch brechenden, dielektrischen und Silizium enthaltenden Material. Zur Erhöhung der Transmission des Schichtsystems im sichtbaren Bereich werden diese Entspiegelungsschichten oberhalb und/oder unterhalb der selektiven Funktionsschicht angeordnet. Derartige Infrarotstrahlung reflektierende, transparente Schichtsysteme werden zur Härtung und/oder Verformung des Substrates auch Temperprozessen unterzogen. In diesem Fall weisen sie eine solche Schichtenfolge mit solchen Schichteigenschaften auf, die es erlauben, ein das Schichtsystem tragendes Substrat einer Wärmebehandlung zu unterziehen und dabei auftretende Änderungen der optischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften des Schichtsystems innerhalb definierter Grenzen zu halten. Je nach Anwendung eines beschichteten Substrates ist dessen Schichtsystem im Temperprozess in unterschiedlichen Zeitregimes unterschiedlichen klimatischen Bedingungen ausgesetzt .
Aufgrund verschiedener Temperaturbelastungen bereits aufgebrachter Schichtenfolgen kommt es im Verlauf der Herstellung der darauf folgenden Schichten des Schichtsystems und des Temperprozesses zu verschiedenen, das Reflexionsvermögen der Funktionsschicht und die Transmission des Schichtsystems ändernden Vorgängen, insbesondere zur Diffusion von Komponenten der Ent- spiegelungsschicht in die Funktionsschicht und umgekehrt. Zur Vermeidung solcher Diffusionsvorgänge wird zwischen Entspiege- lungsschicht und Funktionsschicht eine Blockerschicht eingefügt, die als Puffer für die diffundierenden Komponenten dient. Diese Blockerschichten sind entsprechend der auftretenden Temperaturbelastung strukturiert und angeordnet und schützen die empfindliche oft sehr dünne Funktionsschicht oder die Funktionsschichten vor dem Einfluss benachbarter Schichten. Durch das Einfügen einer oder mehrerer Blockerschichten werden insbesondere Farbverschiebungen des Schichtsystems sowie die Zunahme des Flächenwiderstandes des Schichtsystems infolge des Tem- perprozesses vermindert.
Als Blockerschichten temperfähiger Schichtsysteme sind insbesondere NiCr- oder NiCrOx-Schichten bekannt. So schließen in der DE 035 43 178 und der EP 1 174 379 diese Blockerschichten die Silberschicht (en) ein oder schützen sie zumindest einsei- tig. Die Blockerschichten führen jedoch zu einer Verringerung der Leitfähigkeit der Silberschicht (en) . Wird eine Silberschicht mit einem Flächenwiderstand von ca. 5 Ohm/Sq. abgeschieden und diese in zwei NiCrOx-Schichten eingebettet, so kann diese Einbettung zu einer Erhöhung des Flächenwiderstandes um ca. 1,5 Ohm/Sq. auf 6,5 Ohm/Sq führen.
In der EP 0 999 192 Bl ist ein Schichtsystem beschrieben, das eine Silberschicht als selektive Funktionsschicht enthält, die beidseitig mit einer Blockerschicht aus Nickel oder Nickelchrom versehen ist. Dabei wird durch das Einfügen einer NiCrOx- Schicht in die funktionale Silberschicht bei einem Single-Low-E das Schichtsystem bei der Wärmebehandlung stabilisiert. Der Nachteil besteht darin, dass bei diesem Schichtsystem jede einzelne der beiden Silberteilschichten ca. 7-8 nm dick sein muss, um die Inselbildung der Silberteilschichten zu vermeiden. Dies führt zu einer niedrigen Transmission des Schichtsystems. Weiterhin wird in der EP 0 999 192 Bl der Einsatz einer un- terstöchiometrischen TiOx-Schicht zwischen dem Blocker- und der Silberschicht beschrieben, welche die so genannte HAZE-Bildung, d.h. die Änderung der optischen Eigenschaften der Funktions- schicht aufgrund von Diffusionsprozessen in die Funktionsschicht, reduzieren soll. Diese absorbierende TiOx-Schicht oxidiert jedoch bei der Wärmebehandlung, wobei es zu wesentlichen Veränderungen der Transmission und einer Verschiebung des voreingestellten Farbortes kommt.
In der EP 1 238 950 A2 ist ein temperfähiges Schichtsystem beschrieben, das beiderseits einer Silberschicht als sensitive Schicht NiCrOx-Schichten als Blockerschichten vorsieht. Weiterhin sind in diesem Schichtsystem dielektrische Interfaceschichten vorgesehen, die sich jeweils unter und über den Blocker- schichten befinden. Derartige Schichten üben verschiedene, stabilisierende Wirkungen auf das Schichtsystem aus und wirken während der Temperprozesse ebenfalls als Diffusionssperre.
Weiterhin ist in der EP 1 238 950 die Anwendung von Gradientenschichten bei der Stabilisierung von wärmebehandelbaren Schichtsystemen beschrieben. Der Nachteil hierbei besteht darin, dass die SiNx-Schicht unterhalb der Blockerschicht liegt, wodurch sich der elektrische Flächenwiderstand und damit die Emissivität des Schichtsystems nicht verringern. Bei dieser Lösung sind auch mehrere Schichtenfolgen aus sensitiven Silberschichten mit Unterschichten und jeweils zwei die jeweilige Silberschicht einschließenden Blockerschichten vorgesehen.
Es ist aus der DE 100 46 810 auch bekannt, metallische Blockerschichten aufzubringen, die mit dem Silber der Funktionsschicht in einem Übergangsbereich zwischen beiden Schichten eine Gradientenschicht bildet. Auch die Entspiegelungsschicht kann aus mehreren Metalloxidschichten mit dazwischen liegender Gradientenschicht aus beiden benachbarten Einzelschichten bestehen.
Da die Verwendung von Metalloxiden für die Entspiegelungs- schicht keine optimale Lösung darstellt, besteht die Entspiegelungsschicht in der DE 101 31 932 aus mehreren Einzelschichten unterschiedlicher Metallnitride, wobei sich der Materialanteil einer Schicht von anfangs 100 % auf 0 % verringert und der Materialanteil der benachbarten Einzelschicht in dem Maße von 0 % auf 100 % erhöht. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass auch dieses Schichtsystem nicht die gewünschte Transmission gewährleistet .
Es hat sich gezeigt, dass diese verschiedenartigen Schichtaufbauten trotz der verschiedenen Maßnahmen immer noch zu sensibel für klimatische Bedingungen und lediglich speziellen Temperprozessen angepasst sind, so dass sie bei anspruchsvollen oder deutlich abweichenden klimatischen Bedingungen nicht mit einer ausreichenden Qualität oder Ausbeute hergestellt werden können.
Auch bei Rohglas mit Undefinierten Ausgangszuständen, d. h. schwankender chemischer Zusammensetzung des Glases, insbesondere hinsichtlich seines Natrium-Anteils, zeigen diese Schichtsysteme Qualitätsprobleme bei der Fertigung. Darüber hinaus verursachen andere Glaseinflüsse, wie Korrosion oder Abdrücke der dem Handling des Glases dienenden Sauger, die durch visuel- Ie Kontrollen oftmals nicht feststellbar und durch übliche Reinigung nicht zu beseitigen sind, unerwünschte Änderungen der Eigenschaften des Schichtsystems. Besonders nachteilig ist bei solchen Glaseinflüssen, dass deren Auswirkungen auf die Eigen- schaften des Schichtsystems erst nach dem Temperprozess sichtbar werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Schichtsystem und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, das bei anspruchsvollen klimatischen Bedingungen einer Wärmebehandlung des Sub- strats und/oder Undefinierten Zuständen bei dem Glassubstrat eine ausreichende Qualität, insbesondere eine einstellbare Transmission von ca. 10 bis 80 % im sichtbaren Bereich sowie eine niedrige Emissivität gewährleistet und gleichzeitig eine weitgehende Stabilität des Farborts des Schichtsystems ermög- licht.
Die Aufgabe wird durch ein Schichtsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 23. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das temperbare, Infrarot-reflektierende und im Bereich sichtbaren Lichts gezielt einstellbar absorbierende Schichtsystem zur Beschichtung von dielektrischen Substraten (SO), weist erfindungsgemäß auf dem Substrat (SO) in dieser Reihenfolge mindes- tens eine transparente hochbrechende dielektrische Schicht S2, eine substratseitige Absorber- bzw. Blockerschicht S3, eine funktionelle metallische Reflexionsschicht S4, eine obere Absorber- bzw. Blockerschicht S5 und eine transparente hochbrechende dielektrische Schicht S6.
Das erfindungsgemäße Schichtsystem ermöglicht die Kombination der Eigenschaften eines temperbaren IR-reflektierenden Schichtsystems (Low-E) auf Glassubstraten mit denen eines temperbaren Solarcontrol-Systems bei einstellbarer Transmission von ca. 10 % bis ca. 80 % im sichtbaren Bereich des Lichts.
Vorteilhaft besteht die Schicht S4 aus Silber oder einer Silberlegierung.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Brechungsindex mindestens einer der Schichten S2 und S6 bei Licht der Wellenlänge 550 nm zwischen 2.0 und 2.5 beträgt.
Dabei kann die Schicht S2 aus dem Oxid oder Nitrid eines Metalls, Halbleiters oder einer Halbleiterlegierung bestehen. Weiter kann vorgesehen sein, dass die Schicht S6 Silizium ent- hält.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine der Schichten S3 und S5 aus einem Metall, Metalloxid, Metallnitrid oder einer Legierung besteht.
Hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens eine der Schichten S3 und S5 Chrom oder eine Chromverbindung enthält. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass mindestens eine der Schichten S3 und S5 CrNx enthält.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schichten S3 und S5 bei Verwendung des gleichen Materials die gleiche Stöchiometrie und Schichtdicke aufweisen (symmetrisches System) .
Alternativ kann auch vorgesehen seien, dass die Schichten S3 und S5 bei Verwendung des gleichen Materials unterschiedliche Stöchiometrien und/oder Schichtdicken aufweisen (unsymmetri- sches System) .
In einer Ausgestaltung der Erfindung besteht mindestens eine der Schichten S3 und S5 aus SiOxNy mit 1.5<n<2.1, NiCr oder einer NiCr-Verbindung (NiCrNx oder NiCrNx) .
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Sub- strat SO und der Schicht S2 eine transparente, mittel- bis niedrigbrechende dielektrische Barriere- und/oder Haftschicht Sl angeordnet.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist auf der Schicht S6 eine transparente, mittel- bis niedrigbrechende dielektrische Barriere- und/oder Haftschicht S7 angeordnet.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass der Brechungsindex der Schicht Sl kleiner ist als der Brechungsindex der Schicht S2.
Weiter vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass der Brechungsindex der Schicht S7 kleiner ist als der Brechungsindex der Schicht S6.
Besonders vorteilhaft beträgt der Brechungsindex mindestens einer der Schichten Sl und S7 bei Licht der Wellenlänge 550 nm zwischen 1.60 und 1.75.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Material mindestens einer der Schichten Sl und S7 so gewählt ist, dass ihr Brechungsindex nahe dem Brechungsindex des Substrats SO ist.
Hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens eine der Schichten Sl und S7 ein Oxynitrid eines Metalls, Halbleiters oder einer Halbleiterlegierung enthält. Vorteilhaft enthält mindestens eine der Schichten Sl und S7 Siliziumoxynitrid.
Besonders vorteilhaft ist die optische Dicke (n*d) von Sl kleiner als LAMBDA/4, wobei LAMBDA die Schwerpunktwellenlänge des transparenten Spektralbereiches ist.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen den Schichten Sl und S7 mindestens eine weitere metallische Reflexionsschicht angeordnet ist.
Vorteilhaft enthält mindestens eine weitere metallische Reflexionsschicht Silber.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines derartigen Schichtsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schicht durch Sputtern, bevorzugt DC- oder MF-Magnetronsputtern aufgebracht wird.
Vorteilhaft wird mindestens ein der Schichten Sl und S7 durch CVD- oder plasmagestützte CVD-Prozesse aufgebracht.
Bevorzugt wird mindestens eine der Schichten Sl und S7 durch reaktives Magnetronsputtern von Silizium bzw. Silizium- Aluminiumlegierungen in Sauerstoff- und/oder stickstoffhaltiger Atmosphäre aufgebracht.
Besonders bevorzugt wird mindestens eine der Schichten Sl und S7 durch reaktives Magnetronsputtern von Silizium bzw. Silizium-Aluminiumlegierungen in Sauerstoff- und oder stickstoffhaltiger Argonatmosphäre aufgebracht.
Außerdem kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass mindestens eine der Schichten Sl und S7 als Gradientenschichten mit unter- schiedlichen Stöchiometrien durch reaktives Magnetronsputtern von Silizium bzw. Silizium-Aluminiumlegierungen in sauerstoff- und/oder Stickstoff- und/oder argonhaltiger Atmosphäre aufgebracht wird.
Beispiele möglicher erfindungsgemäßer Schichtsysteme sind:
S0/Sl/Si3N4/CrNx/Ag/CrNx/Si3N4/S7
S0/Sl/Si3N4/NiCrNx/Ag/CrNx/Si3N4/S7
S0/Sl/Si3N4/CrNx/Ag/NiCrNx/Si3N4/S7
S0/Sl/Si3N4/SiOxNy/Ag/CrNx/Si3N4/S7
Die Schichten S3 und S5 wirken als absorbierende und reflektie- rende Schichten, über deren Dicke die Transmission des Schichtsystems eingestellt werden kann. Durch die Verwendung von Cr bzw. einer CrNx-Verbindung unterschiedlicher Dicken zum Erreichen der gewünschten Transmission für mindestens eine Absorberschicht kann die Farbshift nach dem Tempern sehr gering gehal- ten werden. Cr bzw. CrNx stellt einen guten Blocker zum Schutz der Ag-Schicht dar. Wird die Cr bzw. CrNx-Schicht nur auf einer Seite des Silbers appliziert, muss auf die andere Seite eine andere dünne Blockerschicht zum Schutz der Ag-Schicht appliziert werden (z.B. SiOxNy, NiCrNx,...). ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Cr bzw. einer CrNx-Verbindung an Stelle der typischen NiCr oder NiCr-Verbindungen (NiCrOx) ist die geringere Haze-Bildung nach dem Tempern, die sonst unter anderem durch die Diffusion von Nickel in die benachbarten Schichten hervorgerufen wird.
Die optionale Schicht Sl stellt eine Barriereschicht dar, die die Diffusion von Na+ aus dem Glassubstrat in das Schichtsystem und Glaseinflüsse, wie Korrosion oder Saugerabdrücke, auf die Schichteigenschaften verhindern soll. Außerdem wird durch die Abscheidung der Schicht Sl das vom Glassubstrat mit in die Beschichtungsanlage eingeschleppte Wasser vom Substrat entfernt .
Die ebenso optionale Schicht S7 stellt mit ihrem bezüglich der üblichen Deckschicht S6 niedrigeren Brechungsindex eine Ent- spiegelungsschicht dar, die die Transmission des Schichtsystems im Falle einer gewünschten hohen Transmission noch deutlich erhöht .

Claims

Temperbares, Infrarotstrahlung reflektierendes Schichtsystem und Verfahren zu seiner HerstellungPatentansprüche
1. Temperbares Infrarot-reflektierendes und gezielt einstellbar absorbierendes Schichtsystem zur Beschichtung von dielektrischen Substraten (SO), das auf dem Substrat
(SO) in dieser Reihenfolge mindestens eine transparente hochbrechende dielektrische Schicht S2, eine substratsei- tige Absorber- bzw. Blockerschicht S3, eine funktionelle metallische Reflexionsschicht S4, eine obere Absorber- bzw. Blockerschicht S5 und eine transparente hochbrechende dielektrische Schicht S6 enthält.
2. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht S4 aus Silber oder einer Silberlegierung besteht.
3. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex mindestens einer der Schichten S2 und S6 bei Licht der Wellenlänge 550 nm zwischen 2.0 und 2.5 beträgt.
4. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht S2 aus dem Oxid oder Nitrid eines Metalls, Halbleiters oder einer Halbleiterlegierung besteht.
5. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht S6 Si enthält.
6. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schichten S3 und S5 aus einem Metall, Metalloxid, Me- tallnitrid oder einer Legierung besteht.
7. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schichten S3 und S5 Chrom oder eine Chromverbindung enthält.
8. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schichten S3 und S5 CrNx enthält.
9. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten S3 und S5 bei Verwendung des gleichen Materials die gleiche Stöchiometrie und Schichtdicke aufweisen (symmetrisches System) .
10. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten S3 und S5 bei Verwendung des gleichen Materials unterschiedliche Stöchiometrien und/oder Schichtdicken aufweisen (unsymmetrisches System) .
11. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens eine der Schichten S3 und S5 aus SiOxNy mit 1.5<n<2.1, NiCr oder einer NiCr-Verbindung (NiCrNx oder NiCrNx) besteht.
12. Schichtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Substrat SO und der Schicht S2 eine transparente, mittel- bis niedrigbrechen¬ de dielektrische Barriere- und/oder Haftschicht Sl ange¬ ordnet ist.
13. Schichtsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Schicht S6 eine transpa- rente, mittel- bis niedrigbrechende dielektrische Barrie¬ re- und/oder Haftschicht S7 angeordnet ist.
14. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex der Schicht Sl kleiner ist als der Brechungsindex der Schicht S2.
15. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex der Schicht S7 kleiner ist als der Brechungsindex der Schicht S6.
16. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex mindestens einer der Schichten Sl und S7 bei Licht der Wellenlänge 550 nm zwischen 1.60 und 1.75 beträgt.
17. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material min- destens einer der Schichten Sl und S7 so gewählt ist, dass ihr Brechungsindex nahe dem Brechungsindex des Substrats SO ist.
18. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schichten Sl und S7 ein Oxynitrid eines Metalls, Halbleiters oder einer Halbleiterlegierung enthält.
19. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schichten Sl und S7 Siliziumoxynitrid enthält.
20. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Dicke (n*d) von Sl kleiner als LAMBDA/4 ist, wobei LAMBDA die Schwerpunktwellenlänge des transparenten Spektralbereiches ist.
21. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schichten Sl und S7 mindestens eine weitere metallische Reflexionsschicht angeordnet ist.
22. Schichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere metallische Reflexionsschicht Silber enthält.
23. Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems nach einem der Ansprüche 1-22, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schicht durch Sputtern aufgebracht wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schicht durch DC- oder MF- Magnetronsputtern aufgebracht wird.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein der Schichten Sl und S7 durch CVD- oder plasmagestützte CVD-Prozesse aufgebracht wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schichten Sl und S7 durch reaktives Magnetronsputtern von Silizium bzw. Silizium-Aluminiumlegierungen in sauerstoff- und/oder stickstoffhaltiger Atmosphäre aufgebracht wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schichten Sl und S7 durch reaktives Magnetronsputtern von Silizium bzw. Silizium-Aluminiumlegierungen in Sauerstoff- und o- der stickstoffhaltiger Argonatmosphäre aufgebracht wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 23-27, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schichten Sl und S7 als Gradientenschichten mit unterschiedlichen Stöchiometrien durch reaktives Magnetronsputtern von Silizium bzw. Silizium-Aluminiumlegierungen in sauerstoff- und/oder Stickstoff- und/oder argonhaltiger Atmosphäre aufgebracht werden.
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