WO2013083827A4 - Farbstabiles, ir- reflektierendes und transparentes schichtsystem und verfahren zu dessen herstellung, glaseinheit - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Infrarotstrahlung reflektierendes transparentes Schichtsystem auf einem transparenten, dielektrischen Substrat S0, ein Verfahren zu dessen Herstellung und eine Glaseinheit unter Verwendung eines solchen Schichtsystems angegeben, welches vom Substrat S0 aufwärts betrachtet eine Grundschichtanordnung GA mit einer dielektrischen Grundschicht GAG, einer darüber liegenden Funktionsschichtanordnung UFA mit einer metallischen Funktionsschicht UFAF und einer Blockerschicht UFAB und eine Deckschichtanordnung DA umfasst. Um die gleiche Farberscheinung für ein solches Schichtsystem unabhängig vom Betrachtungswinkel zu erzielen, wird eine Zwischenschichtanordnung ZA mit einer solchen Dicke abgeschieden, dass bei einem Betrachtungswinkel im Bereich von 0 bis ± 75°, bezogen auf die Normale der Substratoberfläche, die a* (Rg) - und b* (Rg) -Farbwerte des CIE L*a*b*-Farbsystem der substratseitigen Reflexion im Bereich von ≤ 0 liegen.
Claims
1. Infrarotstrahlung reflektierendes Schichtsystem auf einem transparenten Substrat (SO) mit folgenden
transparenten Schichtenanordnungen, vom Substrat (SO) aufwärts betrachtet:
- eine Grundschichtanordnung (GA) mit einer
dielektrischen Grundschicht (GAG) aus einem Nitrid, Oxid oder Oxinitrid eines Metalls, eines Halbleiters oder einer Halbleiterlegierung, zur Verminderung der Diffusionsvorgänge aus dem Substrat (SO) in eine darüber angeordnete Funktionsschichtanordnung (UFA, MFA, OFA) ,
- eine untere Funktionsschichtanordnung (UFA) mit einer metallischen Funktionsschicht (UFAF) zur Reflexion von Infrarotstrahlung und mit zumindest einer
Blockerschicht (UFAB) aus einem Metall, einer
Metallmischung oder Metalllegierung oder aus einem unterstochiometrischen oder stochiometrischen Oxid, Nitrid oder Oxinitrid davon, zum Schutz der
Funktionsschicht (UFAF) gegenüber Oxidations- und
Diffusionsprozessen,
- zumindest eine Zwischenschichtanordnung (ZA) , welche eine weitere Funktionsschichtanordnung (MFA, OFA) von einer darunter liegenden Funktionsschichtanordnung (UFA, MFA) trennt und eine Zwischenschicht (ZAZ, ZAK) oder mehr umfasst,
- zumindest eine weitere, über der unteren
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) Funktionsschichtanordnung (UFA) liegende
Funktionsschichtanordnung (MFA, OFA) mit einer
metallischen Funktionsschicht (MFAF, OFAF) zur
Reflexion von Infrarotstrahlung, mit zumindest einer Blockerschicht (MFAB, OFAB) aus einem Metall, einer Metallmischung oder Metalllegierung oder aus einem unterstochiometrischen oder stochiometrischen Oxid, Nitrid oder Oxinitrid davon, zum Schutz der weiteren Funktionsschicht (MFAF, OFAF) gegenüber Oxidations- und Diffusionsprozessen, und
- eine Deckschichtanordnung (DA) mit einer
dielektrischen, ein Nitrid, Oxid oder Oxinitrid eines Metalls, eines Halbleiters oder einer
Halbleiterlegierung enthaltenden Deckschicht (DA1, DA2) , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine
Zwischenschichtanordnung (ZA) eine solche Dicke aufweist, dass bei einem Betrachtungswinkel im Bereich von 0 bis + 75°, bezogen auf die Normale der Substratoberfläche, die a* (Rg) - und b* (Rg) -Farbwerte des CIE L*a*b* -Farbsystem der substratseitigen Reflexion im Bereich von ^ 0 liegen.
2. Infrarotstrahlung reflektierendes Schichtsystem auf einem transparenten Substrat (SO) mit folgenden
transparenten Schichtenanordnungen, vom Substrat (SO) aufwärts betrachtet:
- eine Grundschichtanordnung (GA) mit einer
dielektrischen Grundschicht (GAG) mit einer Dicke im Bereich von 10 - 40 nm, bevorzugt 15 - 35 nm,
enthaltend Siliziumnitrid oder Siliziumaluminiumnitrid zur Verminderung der Diffusionsvorgänge aus dem
Substrat (SO) in eine darüber angeordnete
Funktionsschichtanordnung (UFA, MFA, OFA) ,
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 39
eine untere Funktionsschichtanordnung (UFA) mit einer metallischen Funktionsschicht (UFAF) , welche eine Dicke im Bereich von 5 - 15 nm, bevorzugt 7 - 13 nm, aufweist und aus Silber, Gold, einem anderen Edelmetall oder Legierungen davon, einem Halbedelmetall oder Tantal zur Reflexion von Infrarotstrahlung besteht, und mit zumindest einer Blockerschicht (UFAB) , welche eine Dicke von wenigen Nanometern, bevorzugt weniger als 5 nm, aufweist und aus Nickel-Chrom, Nickel-Chrom-Oxid, Nickel-Chrom-Nitrid, Zirkonoxid verschiedener
Stöchiometrie, Zinkoxid mit ca. 2 % Aluminium,
Titanoxid TiOx mit x ^ 2, unterstöchiometrisches
Nioboxid NbxOy mit y/x < 2,5, Chromnitrid, Molybdän enthaltendem Material oder Stainless-Steel-Nitrid SSTxNy zum Schutz der Funktionsschicht (UFAF) gegenüber
Oxidations- und Diffusionsprozessen besteht, zumindest eine Zwischenschichtanordnung (ZA) , welche eine weitere Funktionsschichtanordnung (MFA, OFA) von einer darunter liegenden Funktionsschichtanordnung (UFA, MFA) trennt und eine Zwischenschicht ZAZ aus einem Zink-Stannat mit einer Dicke im Bereich von 50 - 85 nm, bevorzugt 60 - 75 nm, sowie eine Keimschicht ZAK der Zwischenschichtanordnung ZA mit einer Dicke 15 nm, bevorzugt ^ 10 nm, aus einem Zinkaluminiumoxid umfasst, zumindest eine weitere, über der unteren
Funktionsschichtanordnung (UFA) liegende
Funktionsschichtanordnung (MFA, OFA) mit einer
metallischen Funktionsschicht (MFAF, OFAF) mit einer Dicke im Bereich von 10 - 20 nm, bevorzugt 12 - 18 nm, welche aus Silber, Gold, einem anderen Edelmetall oder Legierungen davon, einem Halbedelmetall oder Tantal zur Reflexion von Infrarotstrahlung besteht, und mit zumindest einer Blockerschicht (MFAB, OFAB) , welche aus
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 40
Nickel-Chrom, Nickel-Chrom-Oxid, Nickel-Chrom-Nitrid, Zirkonoxid verschiedener Stöchiometrie, Zinkoxid mit ca. 2 % Aluminium, Titanoxid TiOx mit x ^ 2,
unterstöchiometrisches Nioboxid NbxOy mit y/x < 2,5, Chromnitrid, Molybdän enthaltendem Material oder
Stainless-Steel-Nitrid SSTxNy zum Schutz der weiteren Funktionsschicht (MFAF, OFAF) gegenüber Oxidations- und Diffusionsprozessen besteht, und
- eine Deckschichtanordnung (DA) mit einer
dielektrischen, ein Zink-Zinn-Mischoxid enthaltenden Deckschicht DA1 mit einer Dicke im Bereich von 10 - 20 nm, bevorzugt 12 - 18 nm, und einer Siliziumnitrid oder Siliziumaluminiumnitrid enthaltenden Deckschicht DA2 mit einer Dicke im Bereich 10 - 30 nm, bevorzugt 15 - 25 nm, dadurch gekennzeichnet , dass zumindest eine
Zwischenschichtanordnung (ZA) eine solche Dicke aufweist, dass bei einem Betrachtungswinkel im Bereich von 0 bis ± 75°, bezogen auf die Normale der Substratoberfläche, die a* (Rg) - und b* (Rg) -Farbwerte des CIE L*a*b* -Farbsystem der substratseitigen Reflexion im Bereich von 0 liegen.
3. Schichtsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass besagte a* (Rg) - und b* (Rg) - Farbwerte bei einem Betrachtungswinkel im Bereich von 0 bis ± 90°, im Bereich von ^ 0 liegen.
4. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches zumindest drei Funktionsschichtanordnungen (UFA, MFA, OFA) mit jeweils dazwischen liegenden
Zwischenschichtanordnungen ( ZA) umfasst , dadurch
gekennzeichnet , dass Summe der Dicken der
Einzelschichten der substratnäheren Zwischenschichtanordnung (ZA) größer ist als die Summe der Dicken der Einzelschichten
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 41
zumindest einer substratferneren Zwischenschichtanordnung (ZA) .
5. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine
Zwischenschicht (ZAZ, ZAK) und/oder zumindest eine
Deckschicht (DA1, DA2) ein Zink- Zinn-Mischoxid enthält.
6. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine
Funktionsschichtanordnung (UFA, MFA, OFA) unter der
Funktionsschicht (UFAF, MFAF, OFAF) keine Blockerschicht (UFAB, MFAB, OFAB) aufweist.
7. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Grundschichtanordnung (GA) und/oder zumindest eine
Zwischenschichtanordnung (ZA) eine Keimschicht (GAK, ZAK) umf sst .
8. Schichtsystem nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest eine
Funktionsschichtanordnung (UFA, MFA, OFA) unter der
Funktionsschicht (UFAF, MFAF, OFAF) eine Blockerschicht (UFAB, MFAB, OFAB) aufweist und die darunter liegende
Grundschichtanordnung (GA) und/oder Zwischenschichtanordnung (ZA) keine Keimschicht (GAK, ZAK) umfasst.
9. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine
Blockerschicht (UFAB, MFAB, OFAB) unterstöchiometrisches Nioboxid enthält .
10. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass direkt unter
zumindest einer Funktionsschicht (UFAF, MFAF, OFAF) eine Keimschicht (UFAK, MFAK, OFAK) aus einem Metall oder aus
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 42
einem Oxid oder Nitrid eines Metalls oder einer
Metallmischung oder Metall-Legierung zur Beeinflussung des Flächenwiderstandes der Funktionsschicht (UFAF, MFAF, OFAF) abgeschieden ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Infrarotstrahlung reflektierenden Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, indem auf einem transparenten Substrats (SO) nacheinander transparente Schichtanordnungen mit deren Schichten nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mittels
VakuumbeSchichtung abgeschieden werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei ein Schichtsystem mit zumindest drei Funktionsschichtanordnungen (UFA, MFA, OFA) mit jeweils dazwischen liegenden
Zwischenschichtanordnungen (ZA) abgeschieden wird,
dadurch gekennzeichnet, dass besagte
Betrachtungswinkelabhängigkeit der a* (Rg) - und b* (Rg) - Farbwerte mittels der Summe der Dicken der Einzelschichten der substratnäheren Zwischenschichtanordnung (ZA)
eingestellt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die substratseitigen Farbreflexionswerte des CIE L*a*b*-Farbsystems oder eine im Verlauf der Herstellung des Schichtsystems auftretende Verschiebung dieser Werte mittels der Summe der Dicken der Einzelschichten der Grundschichtanordnung (GA) und/oder der Deckschichtanordnung (DA) eingestellt oder korrigiert werden .
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine
Blockerschicht (UFAB, MFAB, OFAB) von einem keramischen, unterstöchiometrisches Nioboxid enthaltendem Target mittels Sputtern in einer Arbeitsatmosphäre abgeschieden wird, der
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 43
kein Sauerstoff zugefügt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die abzuscheidende Summe der Dicken der Einzelschichten der zumindest einen Zwischenschichtanordnung (ZA) ermittelt wird, indem sie zunächst für einen gewünschten substratseitigen
Reflexionswert im CIE L*a*b* -Farbsystem bei senkrechtem Betrachtungswinkel ermittelt und anschließend mit einer um 2 - 13 % höheren Schichtdicke abgeschieden wird.
16. Glaseinheit mit zumindest zwei Glassubstraten (S, SO), die mit oder ohne Abstand zueinander über Mittel zum
Verbindung der Glassubstrate (S, SO) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eines der
Glassubstrate (S, SO) ein Schichtsystem nach einem der
Ansprüche 1 bis 10 aufweist.
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
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