WO2022161926A2 - Interferenzfilter, verfahren zu seiner herstellung und seiner verwendung - Google Patents

Interferenzfilter, verfahren zu seiner herstellung und seiner verwendung Download PDF

Info

Publication number
WO2022161926A2
WO2022161926A2 PCT/EP2022/051567 EP2022051567W WO2022161926A2 WO 2022161926 A2 WO2022161926 A2 WO 2022161926A2 EP 2022051567 W EP2022051567 W EP 2022051567W WO 2022161926 A2 WO2022161926 A2 WO 2022161926A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
interference filter
layers
layer
particles
refractive index
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/051567
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2022161926A3 (de
Inventor
Oliver Höhn
Hubert Hauser
Benedikt BLÄSI
Thomas KROYER
Martin Hermle
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Publication of WO2022161926A2 publication Critical patent/WO2022161926A2/de
Publication of WO2022161926A3 publication Critical patent/WO2022161926A3/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
    • G02B5/287—Interference filters comprising deposited thin solid films comprising at least one layer of organic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C03C17/3417—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1204—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds
    • C23C18/1208—Oxides, e.g. ceramics
    • C23C18/1212—Zeolites, glasses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/125—Process of deposition of the inorganic material
    • C23C18/1254—Sol or sol-gel processing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/125—Process of deposition of the inorganic material
    • C23C18/1258—Spray pyrolysis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/50—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
    • F24S80/52—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings characterised by the material
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/206—Filters comprising particles embedded in a solid matrix
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
    • C03C2217/44—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the composition of the continuous phase
    • C03C2217/45—Inorganic continuous phases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
    • C03C2217/46—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
    • C03C2217/465—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase having a specific shape
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
    • C03C2217/46—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
    • C03C2217/47—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase consisting of a specific material
    • C03C2217/475—Inorganic materials
    • C03C2217/477—Titanium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/60—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/66—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of facade constructions, e.g. wall constructions
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B2207/00—Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
    • G02B2207/101—Nanooptics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B2207/00—Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
    • G02B2207/107—Porous materials, e.g. for reducing the refractive index
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B2207/00—Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
    • G02B2207/109—Sols, gels, sol-gel materials

Definitions

  • Interference filter method for its manufacture and its use
  • the invention relates to an interference filter according to the preamble of claim 1, a glazing unit with such an interference filter, and a method for their manufacture and use.
  • Interference filters of the type mentioned can be used, for example, as a facade element.
  • an attempt can be made to leave the cells visible and deliberately use them as a design element by choosing a specific shape, size or position of the solar cells.
  • the colored module cover glass can be used as the colored glass pane.
  • One possibility is the coloring the printing of the glass with absorbing color pigments. This allows a relatively free and simple choice of color, but due to the absorption of a part of the electromagnetic spectrum by the color pigments, high losses occur if genuine invisible photovoltaics are to be achieved. As a result, wide acceptance is practically impossible.
  • Luminescent materials can also be used, with the overall efficiency remaining good here. However, even when using luminescent materials, industrial implementation is still a long way off and the choice of color depends on the color of the available luminescent materials and is therefore restricted.
  • angle-independent color impression is based on a very special, complex thin-layer filter, which limits the number of possible colors and degrees of freedom as well as the achievable color saturation.
  • the invention is therefore based on the object of providing an interference filter with improved properties.
  • an interference filter is specified with a first side and an opposite second side, containing a multilayer system which contains at least one first layer and at least one second layer, the refractive index varying along the normal direction of the interference filter, characterized in that the refractive index in at least one of the first and second layers varies at least in a plane perpendicular to the normal direction of the interference filter.
  • an interference filter or Specify interference layer system or which has a 3d structure that is not predefined by a substrate, or the or which does not require a substrate, whereby, in contrast to a classic thin-film filter, a laterally inhomogeneous refractive index can be created, which can produce the morpho effect.
  • This can be done, for example, by an interference layer system, of which at least one layer contains particles and/or fillers and/or air inclusions and/or cavities that have a different refractive index than the layer material, whereby the necessary lateral inhomogeneities of the refractive index in the interference filter or be achieved with the interference layer system, which cause a disruption of phase relationships and thus the desired effects.
  • the optional cavities or Air inclusions can be created, for example, by burning out fillers that were embedded during the manufacture of the layer system.
  • the interference filter or the interference layer system can be a structured composite film, e.g. B. a laminating film for solar modules, the one has photonic structure and without a substrate or. can be produced without a substrate film.
  • the interference filter or the interference layer system can be produced without a structured substrate.
  • a structured substrate means a substrate that is structured on the coated side.
  • the substrate can optionally have a structure on the side opposite the coated side.
  • the structure on the coated side of the substrate can be omitted.
  • a substrate can also be omitted completely or be left out.
  • the layers of the multi-layer system can be produced via a coating from the wet phase, e.g. B. via spray coating, dip coating, slot die coating and/or spin coating.
  • the layers or some layers can be applied via roller application.
  • spray pyrolysis, CVD deposition, PVD/PECVD deposition or a similar method can be used.
  • an inhomogeneous layer growth can take place.
  • the layers can optionally be formed on a substrate, which can preferably be planar. The necessary three-dimensional structure can be generated by the inhomogeneous growth.
  • coating technologies and/or printing technologies and/or sol-gel processes can be used with particles which have a different refractive index than the layer material receiving them.
  • the film that includes the interference filter or the interference layer system can be embossed.
  • a planar layer stack can also be etched anisotropically and/or selectively in order to produce the desired structure.
  • the phases of previously applied layers and/or - if present - of partial areas of the substrate can be changed, e.g. by thermal recrystallization, which changes the refractive index and/or the topology.
  • the present invention has the advantage that the interference filter or the interference layer system can be realized without a structured surface, as a result of which fewer process steps are required during production compared to the known production methods.
  • the present invention has the advantage that the interference filter or the interference layer system can be made of plastic.
  • the present invention has the advantage that a vacuum process is not absolutely necessary for production.
  • an interference filter that is planar on both sides or a planar interference layer system can be created in some embodiments, which for some applications, e.g. adhesive films for vehicle-integrated photovoltaics (PV), which, in contrast to the non-colored prior art, can be colored according to the invention.
  • PV photovoltaics
  • the interference filters or interference layer systems according to the invention can be designed in such a way that they are less susceptible to contamination and are easier to clean. as well the interference filters according to the invention or
  • Interference layer systems are executed brilliantly in contrast to some of the known filters and systems mentioned above.
  • the interference filters or interference layer systems can be used:
  • Adhesive films e.g. for advertising on trams and other glazing, and/or
  • one of the first layers or the first layers can have a thickness of approximately 40 nm to approximately 500 nm.
  • one of the second layers or the second layers can have a thickness of approximately 100 nm to approximately 250 nm.
  • the refractive index in at least one of the first and second layers, at least in a plane perpendicular to the direction normal to the interference filter can have a spatial frequency of from approximately 10/mm to approximately 10,000/mm or from approximately 50/mm to approximately 5,000/mm or from approximately 100/mm. mm to about 1,000/mm.
  • the refractive index in at least one of the first and second layers, at least in a plane perpendicular to the normal direction of the interference filter can have a spatial frequency of more than 10/mm or more than 20/mm or more than 30/mm or more than 40/mm or more than 50/mm or more than 75/mm or more than 100/mm.
  • the refractive index in at least one of the first and second layers at least in a plane perpendicular to the normal direction of the interference filter can have a spatial frequency of less than 10,000/mm or less than 9,000/mm or less than 8,000/mm or less than 7,000/mm or less than 6,000/mm or less than 5,000/mm or less than 4,000/mm or less than 3,000/mm or less than 2,000/mm or less than 1,000/mm.
  • the interference filter can be set up to reflect a predominant part of a first partial spectrum of incoming electromagnetic radiation and to transmit a predominant part of a second partial spectrum of incoming electromagnetic radiation.
  • the reflected component can correspond to a higher harmonic and/or be in the visible spectral range.
  • At least one of the first and second layers can contain particles whose refractive index differs from the refractive index of the layer in which the particles are contained.
  • second particles can be contained in at least one of the first and second layers, which differ from the first particles with regard to the refractive index and/or the size and/or the layer-related volume fraction.
  • particles can be contained in at least one of the first and second layers, the volume proportion of which, based on the volume of the layer in which the particles are contained, is less than 90%, preferably less than 80%, more preferably less than 70% and even more is preferably less than 60%.
  • particles can be contained in at least one of the first and second layers, the volume proportion of which, based on the volume of the layer in which the particles are contained, is more than 5%, preferably more than 10%, more preferably more than 15% and even more is preferably more than 20%.
  • At least one of the first and second layers can contain particles whose dimension along the normal direction of the layer in which the particles are contained is less than 200%, preferably less than 150%, more preferably less than 100% and even more preferably is less than 75% of the layer thickness of the layer in which the nanoparticles (NP) are included.
  • At least one of the first and second layers can contain particles whose dimension along the normal direction of the layer in which the particles are contained is more than 30%, preferably more than 50%, more preferably more than 70% and even more preferably is more than 90% of the layer thickness of the layer in which the nanoparticles are contained.
  • the first layers can contain a material which has a refractive index of about 1.3 to about 2.2.
  • the second layers can contain a material which has a refractive index of about 1.5 to about 2.7, which differs from the refractive index of the material of the first layers and/or is greater than the refractive index of the material of the first layers, so that the refractive index varies along the normal direction of the interference filter.
  • At least one of the first and second layers can contain particles whose refractive index is greater than 1.3, preferably greater than 1.4, more preferably greater than 1.45, more preferably greater than 1.5, more preferably greater than 1 , 6, more preferably greater than 1.7, and even more preferably greater than 1.8.
  • At least one of the first and second layers can contain particles whose refractive index is less than 2.4, preferably less than 2.2, more preferably less than 2.0, more preferably less than 1.9, and even more preferably less than 1.8.
  • At least one of the first and second layers can contain particles which contain or consist of ZrO and/or SiO2 and/or SiOx and/or AlOx and/or SiN and/or ZnO and/or TiO2.
  • cavities can be contained in at least one of the first and second layers.
  • the particles can include nanoparticles.
  • the particles can comprise crystallites.
  • the nanoparticles or crystallites or Cavities have a diameter of more than 50 nm.
  • the nanoparticles or crystallites or Cavities have a diameter of more than lO Onm.
  • the nanoparticles or crystallites or Cavities have a diameter of more than 150nm.
  • the nanoparticles or crystallites or Cavities have a diameter of more than 200 nm.
  • the nanoparticles or crystallites or Cavities have a diameter of less than l O O Onm.
  • the nanoparticles or crystallites or Cavities have a diameter of less than 800nm.
  • the nanoparticles or crystallites or Cavities have a diameter of less than 600nm.
  • the nanoparticles or crystallites or Cavities have a diameter of less than 400nm.
  • the nanoparticles or crystallites or Cavities have a diameter of less than 300nm.
  • the first and/or second layers can each contain or consist of at least one polymer.
  • the first and/or second layers can be PMMA and/or PS and/or PC and/or ETFE and/or PTFE and/or PP copolymers and/or PE copolymers and/or COC and/or EVA and/or PVF and/or PDMS and/or inorganic nanoparticles and/or a ceramic and/or SiO2 and/or AlOx and/or SiNx and/or SnO2 and/or SnO2:F and/or ZnO and/or ZnO:X and/or TiO2 contain or consist of .
  • the multilayer system can have a plurality of pairs of layers, preferably between 2 and 10, more preferably between 3 and 8, arranged one above the other and consisting of a first layer and a second layer arranged thereabove.
  • the interference filter can have three pairs of layers (bilayers) consisting of a first layer and a second layer arranged above it.
  • the interference filter can have four pairs of layers consisting of a first layer and a second layer arranged above it.
  • the interference filter can have five pairs of layers consisting of a first layer and a second layer arranged above it.
  • the interference filter can have six pairs of layers consisting of a first layer and a second layer arranged above it.
  • the interference filter can have seven pairs of layers consisting of a first layer and a second layer arranged above it. According to the invention, the interference filter can have eight pairs of layers consisting of a first layer and a second layer arranged above it.
  • the second side can have an adhesive coating.
  • the second side can have a substrate.
  • the first side can have a substrate.
  • a glazing unit which contains at least one pane with a first side and an opposite second side and also at least one interference filter according to the invention, the second side of the interference filter being applied to the first side of the pane.
  • a method for producing an interference filter having a multi-layer system is also specified, which can preferably be designed according to one of the aforementioned embodiments, with the following steps: producing a first solution containing a first solvent and a first material a second solution containing a second solvent and a second material, producing the multilayer system from the wet phase using the first and second solutions alternately, such that the refractive index varies at least in a plane perpendicular to the normal direction of the interference filter.
  • manufacturing from the wet phase can include spray coating.
  • wet-phase manufacture may include dip-coating.
  • manufacturing from the wet phase can include slot die coating.
  • production from the wet phase can include spin coating.
  • production from the wet phase can include roller application.
  • particles can be introduced into the first and/or second solution.
  • the first material of the first solution and/or the second material of the second solution can be selected from PMMA and/or PS and/or PC and/or ETFE and/or PTFE and/or PP copolymers and/or PE copolymers and / or COC and / or EVA and / or PVF and / or PDMS and / or inorganic nanoparticles and / or sol-gel materials.
  • the layer system can be produced from the wet phase in such a way that the first and/or second layers each have a thickness of 40 nm to 500 nm.
  • Photonic structures within the meaning of the present description are modulations of the refractive index that occur or are created in transparent or translucent solid bodies.
  • the photonic structure thus contains at least first spatial regions with a first refractive index and second spatial regions with a second refractive index, so that the propagation of light is influenced by diffraction and/or scattering and/or reflection at interfaces and/or interference.
  • the refractive index can be modulated in at least one spatial direction in dimensions which are of the same order of magnitude as the wavelength of the relevant light.
  • the first and second spatial regions can be embodied in the form of a plurality of thin films of different compositions or two different compositions and optionally different thicknesses.
  • the optical layer thickness of the individual layers can correspond to about a quarter of the design wavelength at which the main reflection maximum (0th harmonic) appears.
  • the photonic structures used according to the invention are set up to reflect part of a first partial spectrum of incoming electromagnetic radiation and to transmit part of a second partial spectrum of incoming electromagnetic radiation, with the reflected component preferably corresponding to a higher harmonic and being in the visible spectral range.
  • a higher harmonic has a shorter wavelength or a lower average wavelength of a wavelength distribution than the main reflection maximum (0th harmonic).
  • FIG. Or 3 harmonics are used. In dispersion-free media, the higher harmonics occur at integral multiples of the frequency of the main reflection maximum (0th harmonic).
  • the use of a higher harmonic of a thin-film filter in the visible spectral range offers higher color saturation and a large number of possible colors and design options.
  • the angular dependence of the color impression can be reduced or eliminated by the inventive combination of the photonic structure with the variation of the refractive index in planes perpendicular to the normal direction of the interference filter.
  • An object provided with the interference filter according to the invention has the identical color impression from many or all viewing angles.
  • the first and second spatial regions of the photonic structure can be arranged non-periodically.
  • the first and second spatial regions can be arranged periodically. Layers of the same thickness and composition can be used for this purpose.
  • the photonic structure can, for example, reflect light of a prescribable wavelength or a wavelength range and transmit other wavelengths as a result of interference effects.
  • the reflection wavelength or the maximum value of the wavelength range is also referred to below as the Bragg wavelength.
  • the width of the reflected wavelength range under normal incidence can be less than 75nm, less than 65nm or less than 60nm.
  • such a photonic structure is located in the interference filter.
  • the refractive index may be at intervals of about 30 nm and about 100 ⁇ m, or between about 80 nm and about 10 ⁇ m.
  • the refractive index can be varied periodically or aperiodically.
  • a photonic structure is provided in the interference filter.
  • This interference filter is structured in such a way that it cannot be regarded as a flat thin-layer filter, as is usually the case.
  • the interference filter can still be designed as a Bragg filter or a similar filter. According to the invention, however, it was recognized that some properties change significantly, so that one can no longer speak of a one-dimensional thin-film filter.
  • the main reflection maxima are preserved, but also higher harmonics of the thin-film structure, with their exact position being determined by the particles or Inhomogeneities in the layers of the interference filter can be influenced.
  • One of the main influences is the influence on the Angular dependence of the reflection peaks.
  • An interference filter according to the invention is therefore also referred to as a three-dimensional photonic structure in the sense of the present description.
  • the average refractive index of the interference filter or of the glazing unit can be greater than about 1.6, or greater than about 1.8, or greater than about 1.95, each determined at a wavelength of 550 nm.
  • the mean refractive index is defined as the averaging of the refractive index weighted with the volume fractions of the respective material.
  • the interference filter or the glazing unit can be provided with the photonic structure.
  • the photonic structure can be arranged on the inside facing away from the weather, so that the photonic structure is protected from weathering and dirt. Additionally or alternatively, the photonic structure on the operation or. be arranged after final assembly outer surface. The color saturation can be increased by the arrangement on the outer surface.
  • the photonic structure can have a higher harmonic in the visible spectral range. This can be done by increasing the layer thicknesses of the photonic structure. This feature has the effect that the spectral width of the reflected wavelength range becomes smaller.
  • a higher harmonic is characterized by the fact that the reflected wavelength or the mean value of a wavelength range is lower than the reflected wavelength or the mean of a wavelength range of 0 . harmonics or the main wavelength.
  • the higher harmonic is 2 . Or 3 . harmonics .
  • the color saturation in reflection and the transmission can be increased. This means that a larger part of the light spectrum is available for use by photovoltaics or thermal collectors and at the same time the observer perceives a homogeneously colored area instead of individual cells.
  • the reflection losses of the interference filter or of the glazing unit is less than 12% or less than 9%.
  • the interference filter according to the invention or. the glazing unit according to the invention can filter or interference according to the invention.
  • the glazing unit according to the invention can be used as part of a photovoltaic module.
  • the interference filter according to the invention or. the glazing unit according to the invention can be designed as a film, which can be provided, for example, as a front film and/or middle film and/or rear film in a film module.
  • the interference filter according to the invention or. the glazing unit according to the invention can be used as a laminating foil for module lamination or be embedded in a laminating film. The manufacturing process of the photovoltaic module can remain almost unchanged.
  • the color design can be freely selected, so that the photovoltaic modules according to the invention can have a broader range of use.
  • the photovoltaic modules can be used on surfaces where the use of conventional photovoltaic modules has hitherto been forbidden for design reasons.
  • interference filters or Glazing units with the selective layer directly without lamination z. B. be used in non-laminated photovoltaic modules.
  • the photonic structure may have first layers containing a first material having a first index of refraction, and the photonic structure may have second layers containing a second material having a second index of refraction, wherein the first index of refraction is between about 1.5 and about 2.2 and the second index of refraction is between about 1.8 and about 2.5.
  • the refractive index contrast can be between about 0.2 and about 0.9 in some embodiments of the invention. This increases the color saturation and the reflection losses can be further reduced.
  • the interference filter or the glazing unit has several three-dimensional photonic structures, each of which reflects different wavelength ranges.
  • 2 or 3 three-dimensional structures can be used, giving different colors, e.g. B. red , green and blue . Thereby it is possible to span a wide color space through additive color mixing.
  • Such a wide color space can also be achieved by using a single three-dimensional photonic structure with multiple reflection peaks of different wavelengths or wavelengths. Wavelength ranges is used. In some embodiments of the invention, this can be achieved by non-periodic structures or by periodic structures with several different layer thicknesses.
  • the forms of execution in the interference filter or. of the glazing unit have a second photonic structure located opposite the first photonic structure.
  • the second photonic structure can serve as an antireflection layer, for example. In this version, an even higher color saturation can be achieved due to the lack of reflection from the front.
  • the interference filter or the glazing unit has first partial surfaces which have a first photonic structure and second partial surfaces which have a second photonic structure or no photonic structure. If partial areas of the interference filter or of the glazing unit do not have a photonic structure, they appear black . If partial areas of the interference filter or If the glazing unit has a different photonic structure than other partial areas, these can appear in a different color if the layer thicknesses or the material of the individual layers differ.
  • partial surfaces can be provided with the identical Bragg filter, but a lower roughness or have a different structure. As a result, the color impression can become dependent on the angle. through the Patterns, logos or other design elements can be divided into first and second partial areas on the interference filter or of the glazing unit .
  • a solar module which has an interference filter or interference filter according to the invention.
  • a glazing unit according to the invention in particular as described above.
  • the interference filter according to the invention or. the glazing unit according to the invention can be present in solar modules that are known per se.
  • the solar module can filter or the interference.
  • the glazing unit a first encapsulating film, a solar cell, a second encapsulating film and a back sheet.
  • the materials for the embedding film are ethylene vinyl acetate and/or silicone.
  • the glazing unit can be mounted on a thermal solar collector known per se.
  • the interference filter according to the invention or. the glazing unit according to the invention can be used for the aesthetic design of a large number of different areas and surfaces. It is possible that a part of the surface / surface with the interference filter according to the invention or. of the glazing unit according to the invention and other parts of the surface/surface are designed in the usual way. he inventive interference filter or.
  • the glazing unit according to the invention can be used as a cover for building-integrated photovoltaics (BIPV), building-integrated solar thermal energy, on roof systems with a special color design, as a normal non-solar cover, for example in the parapet area of fully mirrored buildings or as colored vehicle surface design . In the latter case, lettering, a pattern or a logo can be incorporated and light can still reach the room behind it through the surface design.
  • the following materials can be used when preparing the layers from the wet phase:
  • EVA
  • sol-gel materials that react/gel to form the aforementioned, e.g. sol-gel variants made of SiO2 and TiO2.
  • a scattering sol-gel layer with embedded nanoparticles e.g. TiO2 nanoparticles in SiO2 can be created.
  • TiOx, SnOx (also doped), AlOx, SiOx, SiNx, ITO, AZO, IZO (x means that the Materials can occur in different atomic ratios.) are used, for example SiO2 or SiOl.7, where you can select or adjust the mass ratio of the material components in order to influence the refractive index.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of an interference filter according to a first embodiment of the invention without a substrate.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional representation of an interference filter according to a second embodiment of the invention, which corresponds to the embodiment of FIG. 1 and has a substrate.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of an interference filter according to a third embodiment of the invention without a substrate.
  • FIG. 4 shows a schematic sectional representation of an interference filter according to a fourth embodiment of the invention, which corresponds to the embodiment of FIG. 3 and has a substrate.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional illustration of an interference filter according to a fifth embodiment of the invention without a substrate.
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of an interference filter according to a sixth embodiment of the invention Corresponds to the embodiment of FIG. 5 and has a substrate.
  • FIG. 7 shows a schematic sectional illustration of an interference filter according to a seventh embodiment of the invention without a substrate.
  • FIG. 8 shows a schematic sectional representation of an interference filter according to an eighth embodiment of the invention, which corresponds to the embodiment of FIG. 7 and has a substrate.
  • FIG. 9 shows a schematic sectional illustration of an interference filter according to a ninth embodiment of the invention without a substrate.
  • FIG. 10 shows a schematic sectional representation of an interference filter according to a tenth embodiment of the invention, which corresponds to the embodiment of FIG. 9 and has a substrate.
  • FIG. 11 shows a schematic sectional illustration of an interference filter according to an eleventh embodiment of the invention without a substrate.
  • FIG. 12 shows a schematic sectional representation of an interference filter according to a twelfth embodiment of the invention, which corresponds to the embodiment of FIG. 11 and has a substrate.
  • FIG. 13 shows a schematic sectional illustration of an interference filter according to a thirteenth embodiment of the invention without a substrate.
  • Fig. 14 shows a schematic sectional representation of an interference filter according to a fourteenth embodiment of the invention, which is the embodiment of FIG. 13 and comprises a substrate.
  • Fig. 15 shows a schematic sectional illustration of an interference filter according to a fifteenth embodiment of the invention without a substrate.
  • Fig. 16 shows a schematic sectional representation of an interference filter according to a sixteenth embodiment of the invention, which is the embodiment of FIG. 15 and comprises a substrate.
  • Fig. 17 shows a schematic sectional illustration of an interference filter according to a seventeenth embodiment of the invention without a substrate.
  • Fig. 18 shows a schematic sectional representation of an interference filter according to an eighteenth embodiment of the invention, which is the embodiment of FIG. 17 and has a substrate.
  • Fig. 19 shows a schematic sectional illustration of an interference filter according to a nineteenth embodiment of the invention without a substrate.
  • Fig. 20 shows a schematic sectional representation of an interference filter according to a twentieth embodiment of the invention, which is the embodiment of FIG. 19 and comprises a substrate.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional illustration of an interference filter 1 according to a first embodiment of the invention.
  • the interference filter 1 has a first side 2 and an opposite second side 3 and contains a multilayer system 4 .
  • Multi-layer system 4 includes multiple bilayers made from a first layer 10 and a second layer 20 . Three bilayers are shown.
  • the desired color intensity can be adjusted with the number of layers, i . H . the more layers are provided, the greater the color intensity.
  • the first layers 10 have a thickness of about 40 nm to about 500 nm and the second layers 20 have a thickness of about 100 nm to about 250 nm.
  • the desired color for the interference filter can be set in the second layers.
  • the refractive index of the interference filter 1 varies along the normal direction of the interference filter.
  • the variation in the refractive index in the normal direction of the interference filter can be controlled by a suitable choice of material for the first layers 10 or of the material for the second layers can be achieved.
  • Particles 31 , 32 , 33 which have a different refractive index than the material of the second layers 20 are provided in the second layers 20 . It can thereby be achieved that the refractive index of the second layers within the layer plane, d. H . varies in a plane perpendicular to the normal direction of the interference filter.
  • the particles can be nanoparticles or be crystallites. Alternatively or additionally, cavities can be provided at the points where the particles are arranged.
  • the dimensions of the particles 31 in the normal direction of the interference filter correspond approximately to the layer thickness of the layers 20 .
  • the particles 32 have a dimension in the normal direction of the interference filter, which corresponds to about 70-80% of the layer thickness of the layers 20.
  • the particles 32 have a dimension in the normal direction of the interference filter, which corresponds to about 40-60% of the layer thickness of the layers 20.
  • the particles 31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43 may include the following materials, for example:
  • the layers of the embodiments according to the invention can be produced, for example, as follows:
  • Process materials PMMA dissolved in acetic acid and PS in cyclohexane. Deposition on any transparent carrier foil using one of the methods mentioned in the heading. Al) PMMA and PS with ZrO nanoparticles (average size 130nm). NP in PS with volume fraction of NP of 30%. Number of bilayers: 1-1000. The height of the reflection peak and thus the intensity of the color can be set via the number of bilayers (
  • A2 PMMA and PS with ZrO nanoparticles (average size 170nm).
  • Layer thicknesses are in PS including NP.
  • This embodiment relates, for example, to layer systems that are inherently rough, as shown, for example, in FIGS. 15 to 20 (see also Eq. to C2).
  • At least one of the SiO2 layers is applied rough in order to induce roughness. This is how the morpho effect is achieved.
  • Nanoparticles such as shown in Figures 1 to 14 (see also C3 to C4).
  • a material is TiO2, a layer SiO2 with 40% NP from TiO2 (size 250 nm).
  • the layer thicknesses are in PS including NP.
  • FIGS. 2 to 14 show further embodiments of the invention.
  • the same reference symbols designate the same components.
  • the differences from the other embodiments are essentially described below. Because of the similarities, reference is made to the other embodiments and the associated description.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of an interference filter 1 according to a second embodiment of the invention, which essentially corresponds to the embodiment of FIG.
  • Fig. 3 shows a schematic sectional illustration of an interference filter 1 according to a third embodiment of the invention, which essentially corresponds to the embodiment of FIG.
  • the particles 31, 32, 33 are not in all second Layers 20 present, but only provided in some of the second layers 20.
  • Fig. 4 shows a schematic sectional illustration of an interference filter 1 according to a fourth embodiment of the invention, which essentially corresponds to the embodiment of FIG. 3 and additionally has a substrate 50 on the second side 3 of the interference filter, to which the first layers 10 and the second layers 20 are applied alternately.
  • Fig. 5 shows a schematic sectional illustration of an interference filter 1 according to a fifth embodiment of the invention, which essentially corresponds to the embodiment of FIG.
  • the particles 31 , 32 , 33 corresponds to .
  • the particles 31 , 32 , 33 are not present in all of the second layers 20 , but only in some of the second layers 20 and one of the first layers 10 .
  • the particles 31 , 32 , 33 can also be provided in further layers of the first and/or second layers.
  • Fig. 6 shows a schematic sectional illustration of an interference filter 1 according to a sixth embodiment of the invention, which essentially corresponds to the embodiment of FIG. 5 and additionally has a substrate 50 on the second side 3 of the interference filter, to which the first layers 10 and the second layers 20 are applied alternately.
  • Fig. 7 shows a schematic sectional illustration of an interference filter 1 according to a seventh embodiment of the invention, which essentially corresponds to the embodiment of FIG.
  • the particles 31 , 32 , 33 are not present in all of the second layers 20 but only in some of the second layers 20 .
  • particles 41, 42, 43 are in one of the second layers 20 and some first layers 10 are provided.
  • the particles 41, 42, 43 have a different material and thus a different refractive index than the particles 31, 32, 33.
  • the particles 41 , 42 , 43 can also be provided only in the first layers 10 according to an embodiment that is not shown, while the particles 31 , 32 , 33 are provided in the first layers 10 .
  • Fig. 8 shows a schematic sectional view of an interference filter 1 according to an eighth embodiment of the invention, which essentially corresponds to the embodiment of Fig.
  • FIG. 9 shows a schematic sectional illustration of an interference filter 1 according to a ninth embodiment of the invention, which essentially corresponds to the embodiment in FIG.
  • the particles 41 , 42 , 43 are only provided in the first layers 10 , while the particles 31 , 32 , 33 are provided in the second layers 10 .
  • Fig. 10 shows a schematic sectional view of an interference filter 1 according to a tenth embodiment of the invention, which essentially corresponds to the embodiment of FIG Layers 10 and the second layers 20 are applied.
  • FIG. 11 shows a schematic sectional illustration of an interference filter 1 according to an eleventh embodiment of the invention, which essentially corresponds to the embodiment in FIG.
  • the particles 31, 32, 33 are not in all second Layers 20 present and only particles 32 , 33 having a dimension smaller than the thickness of the layers 20 are provided.
  • Fig. 12 shows a schematic sectional representation of an interference filter 1 according to a twelfth embodiment of the invention, which essentially corresponds to the embodiment of FIG. 3 and additionally has a substrate 50 on the second side 3 of the interference filter, to which the first layers 10 and the second layers 20 are applied alternately.
  • Fig. 13 shows a schematic sectional view of an interference filter 1 according to a thirteenth embodiment of the invention, which is essentially the embodiment of FIG. 1 corresponds to .
  • the particles 31 , 32 , 33 are not present in all of the second layers 20 but only in some of the second layers 20 .
  • some particles 34 , 35 have a larger dimension in the normal direction of the interference filter 1 .
  • the dimension is approximately 110-130% of the layer thickness of the layers 20 and in the case of the particles 35 approximately 130-150% of the layer thickness of the layers 20.
  • the particles 34, 35 protrude from the respective layers 20 in the normal direction of the interference filter, so that the layers 10, 20 arranged above them have corresponding bulges 11, 21, the size of which decreases with increasing distance from the particles 34, 35 can .
  • Fig. 14 shows a schematic sectional view of an interference filter 1 according to a fourteenth embodiment of the invention, which is essentially the embodiment of FIG. 13 and additionally has a substrate 50 on the second side 3 of the interference filter, to which the first layers 10 and the second layers 20 are applied alternately.
  • Fig. 15 shows a schematic sectional view of an interference filter 1 according to a fifteenth embodiment of the invention, which is essentially the embodiment of FIG. 1 corresponds to . In contrast to the embodiment of FIG. 1 no particles are present in the layers 10 . Instead, the second from the bottom in FIG. The layer 10 seen in FIG. 15 has an inhomogeneous layer thickness, the structure of which extends into the overlying layers 20 , 10 and 20 .
  • the layers 10 and 20 have materials with different refractive indices, there is a variation in the refractive index in planes perpendicular to the normal direction of the interference filter 1 . According to an embodiment that is not shown, additional particles corresponding to the embodiments of the invention shown in the other figures can be provided.
  • Fig. 16 shows a schematic sectional illustration of an interference filter 1 according to a sixteenth embodiment of the invention, which essentially corresponds to the embodiment of FIG. 15 and additionally has a substrate 50 on the second side 3 of the interference filter, to which the first layers 10 and the second layers 20 are applied alternately.
  • Fig. 17 shows a schematic sectional view of an interference filter 1 according to a seventeenth embodiment of the invention, which is essentially the embodiment of FIG. 15 corresponds to .
  • the layer 20 seen in FIG. 17 has an inhomogeneous layer thickness, the structure of which extends into the overlying layers 10 and 20 . Since the layers 10 and 20 have materials with different refractive indices, there is a variation in the refractive index in planes perpendicular to the normal direction of the interference filter 1 . According to an embodiment that is not shown, particles can also be used in accordance with the the other figures shown from the invention are provided.
  • Fig. 18 shows a schematic sectional illustration of an interference filter 1 according to an eighteenth embodiment of the invention, which essentially corresponds to the embodiment of FIG. 17 and additionally has a substrate 50 on the second side 3 of the interference filter, to which the first layers 10 and the second layers 20 are applied alternately.
  • Fig. 19 shows a schematic sectional view of an interference filter 1 according to a nineteenth embodiment of the invention, which is essentially the embodiment of FIG. 17 corresponds to .
  • layer 20 has a non-homogeneous layer thickness, the structure of which does not protrude into the overlying layers 20, 10 and 20, because the directly adjoining layer 10 has a complementary inhomogeneity in the layer thickness, so that these upper layers 20, 10 and 20 are planar again are .
  • the layers 10 and 20 have materials with different refractive indices, there is a variation in the refractive index in planes perpendicular to the normal direction of the interference filter 1 in the bilayer made up of the inhomogeneous layers 20 , 10 . According to an embodiment that is not shown, additional particles corresponding to the embodiments of the invention shown in the other figures can be provided.
  • Fig. 20 shows a schematic sectional view of an interference filter 1 according to a twentieth embodiment of the invention, which is essentially the embodiment of FIG. 19 and additionally has a substrate 50 on the second side 3 of the interference filter, to which the first layers 10 and the second layers 20 are applied alternately.
  • the reflection wavelength and thus the color design of the interference filter 1 can be selected by the selection of the layer distances in such a way that it shows a specific color, for example red.
  • the layer distances can be chosen between about 100 nm and about 250 nm.
  • the number of individual layers can be between 1 and about 100, or preferably between about 3 and about 20.
  • the interference filter 1 is structured so that it cannot be regarded as a flat thin-film filter, as is otherwise usual.
  • the interference filter 1 can still be designed as a Bragg filter or a similar filter. According to the invention, however, it was recognized that some properties of the structure designed as a thin-film filter change as a result of the introduction of the particles or Inhomogeneities in the layer thicknesses change significantly, so that one can no longer speak of a one-dimensional thin-layer filter.
  • the main reflection maxima are preserved, but also higher harmonics of the thin-film structure, with their exact position being able to be influenced by the layer sequence of the individual layers of the thin-film filter.
  • One of the main influences of the structured surface is an influence on the angular dependence of the reflection peaks.
  • the color design of the interference filter 1 shows less variation when changing the viewing angle than known, colored glazing units.
  • the transmission for the spectrum that can be used for solar energy generation is greater than in the case of known, in particular pigmented, colored glazing units.
  • three different three-dimensional photonic structures can be generated in the interference filter. These differ in that they show different colors, i . H . Reflect light at different wavelengths in each case. on In this way, it is possible to create mixed colors by overlaying three primary colors, thus further increasing the design options.
  • the photonic structures can differ in the composition and/or the thickness and/or the number of the individual layers and/or the particles introduced and/or the inhomogeneities of the layer thicknesses.
  • the interference filter for generating a design element has first partial surfaces which have a first photonic structure and second partial surfaces which have a second photonic structure or no photonic structure. If parts of the interference filter have no photonic structure, they appear black. If selected partial areas of the interference filter have a different photonic structure than other partial areas, they can appear in a different color if the layer thicknesses and/or the material of the individual layers and/or the number of individual layers differ.
  • partial surfaces can be provided with the identical Bragg filter, but other particles or have inhomogeneities. As a result, the color impression can become more angularly dependent. By dividing it into first and second sub-areas, patterns, logos or other design elements can be executed on the interference filter. At the same time, the high transmission is maintained over the entire surface as an essential advantage of the invention.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Interferenzfilter (1) mit einer ersten Seite (2) und einer gegenüberliegenden zweiten Seite (3), enthaltend ein Mehrschichtsystem (4), welches zumindest eine erste Schicht (10) und zumindest eine zweite Schicht (20) enthält, wobei der Brechungsindex entlang der Normalenrichtung des Interferenzfilters variiert, und wobei der Brechungsindex in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten (10, 20) zumindest in einer Ebene senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenzfilters variiert.

Description

Interferenzfilter , Verfahren zu seiner Herstellung und seiner Verwendung
Die Erfindung betri f ft einen Interferenz filter gemäß dem Oberbegri f f von Anspruch 1 , eine Verglasungseinheit mit einem derartigen Interferenz filter, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung . Interferenz filter der eingangs genannten Art können beispielsweise als Fassadenelement verwendet werden .
Der Markt für bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) und die gebäudeintegrierte Solarthermie weist national und weltweit sehr große Potentiale auf . Die bisher nur sehr eingeschränkten Gestaltungsmöglichkeiten sind ein Hindernisgrund für die breite Akzeptanz und Anwendung von solchen Technologien an Bauwerken . Um die Akzeptanz und Attraktivität zu erhöhen, werden zunehmend Solarmodule mit photovoltaischen Zellen und thermische Solarkollektoren angefragt , bei denen deren Funktion mit Hil fe von Farbef fekten maskiert werden können und welche somit nicht mehr wahrnehmbar sind . Besonders gewünscht ist die Möglichkeit , die Farbe gezielt und individuell ( z . B . Strukturierung mit dem eigenen Firmenlogo ) beeinflussen zu können und gleichzeitig einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erhalten . Dabei soll der Farbeindruck der Module vom Betrachtungswinkel möglichst unabhängig sein und Blendef fekte sollen j e nach Einsatzort vermieden werden . Bisherige Konzepte weisen entweder einen nicht tolerierbaren Ef fi zienzverlust auf , sind in der Farbwahl eingeschränkt oder industriell nicht umsetzbar . Wenn man beispielsweise BIPV-Module optisch ansprechender gestalten will , dann gibt es grundsätzlich zwei unterschiedliche Optionen . Man kann versuchen, das Modul so zu gestalten, dass die Zellen nicht wahrnehmbar sind, indem vor die Zellen eine zum Beispiel farbige oder streuende Glasscheibe eingesetzt wird . Bei dieser Option sind die Solarmodule nicht mehr sichtbar . Dabei ist es wichtig, die durch die Glasscheibe bislang unvermeidliche Ef fi zienzminderung zu minimieren, damit ein hinreichender Ef fekt auf die Energiebilanz des Gebäudes realisiert werden kann .
Alternativ dazu kann versucht werden, die Zellen sichtbar zu lassen und bewusst als Gestaltungselement einzusetzen, indem eine spezielle Form, Größe oder Position der Solarzellen gewählt wird .
Im Falle der ersten Option kann als farbige Glasscheibe das eingefärbte Moduldeckglas verwendet werden . Eine Möglichkeit ist die Einfärbung bzw . das Bedrucken des Glases mit absorbierenden Farbpigmenten . Dadurch ist zwar eine relativ freie und einfache Farbwahl möglich, aber aufgrund der Absorption eines Teilbereiches des elektromagnetischen Spektrums durch die Farbpigmente entstehen hohe Verluste , wenn eine echte unsichtbare Photovoltaik erreicht werden soll . Dadurch ist eine weite Akzeptanz praktisch ausgeschlossen . Auch lumines zente Materialien können eingesetzt werden, wobei hier der Gesamtwirkungsgrad gut bleibt . Allerdings ist auch bei der Verwendung lumines zenter Materialien eine industrielle Umsetzung noch weit entfernt und die Farbwahl hängt von der Farbe der verfügbaren lumines zenten Materialien ab und ist daher eingeschränkt .
Durch den Einsatz einer selektiv reflektierenden Deckschicht wird der Gesamtwirkungsgrad nur minimal beeinflusst und es erschließen sich weitere Gestaltungsspielräume . Nachteilig ist die Winkelabhängigkeit des Farbeindruckes , was bei Gebäuden in der Regel unerwünscht ist . Eine Verglasungseinheit mit einer Beschichtung, welche das Problem der Winkelabhängigkeit mindert , ist aus der US 2015/ 0249424 Al bekannt . Diese Beschichtung besteht aus einem komplexen Schichtaufbau und führt zu einem Reflexionsverlust von 8 % - 12 % . Ein entsprechendes Produkt (Kromatix™) ist in sechs verschiedenen Farben erhältlich .
Allerdings weist diese Technologie erhebliche Nachteile auf . Der winkelunabhängige Farbeindruck beruht auf einem sehr speziellen, komplexen Dünnschichtfilter, was die Zahl der möglichen Farben und Freiheitsgrade sowie die erreichbare Farbsättigung einschränkt .
Die DE 10 2017 203 105 B4 of fenbart eine Verglasungseinheit und ein Verfahren zu deren Herstellung, die einige der oben genannten Probleme löst .
Die DE 10 2017 203 105 B4 und die US 2015/ 0249424 Al beruhen im Wesentlichen auf Vakuumbeschichtungstechnologien, was unter Umständen nachteilhaft sein kann .
Es besteht daher weiterhin ein Bedarf , alternative bzw . ergänzende Lösungen anzubieten, bei denen gleichzeitig eine hohe Farbsättigung, eine gute Winkelstabilität der Farbe und ein minimaler Wirkungsgradverlust erreicht werden, ohne in den Fertigungsprozess der Solarzellen eingrei fen zu müssen, wobei vorzugsweise dabei auf Vakuumbeschichtungstechnologien verzichtet werden kann .
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde , einen Interferenz filter mit verbesserten Eigenschaften bereitzustellen .
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Interferenz filter gemäß Anspruch 1 bzw . ein Verfahren zur Herstellung eines Interferenz filters nach Anspruch 22 bzw . eine Verglasungseinheit , die einen solchen Interferenz filter aufweist , gelöst . Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen .
Erfindungsgemäß wird ein Interferenz filter mit einer ersten Seite und einer gegenüberliegenden zweiten Seite angegeben, enthaltend ein Mehrschichtsystem, welches zumindest eine erste Schicht und zumindest eine zweite Schicht enthält , wobei der Brechungsindex entlang der Normalenrichtung des Interferenz filters variiert , dadurch gekennzeichnet , dass der Brechungsindex in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten zumindest in einer Ebene senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenz filters variiert .
Erfindungsgemäß wird somit unter anderem auch ein Interferenz filter bzw . Interferenzschichtsystem angeben, der bzw . das eine nicht von einem Substrat vordefinierte 3d- Struktur aufweist , bzw . der bzw . das kein Substrat benötigt , wobei im Gegensatz zu einem klassischen Dünnschichtfilter ein lateral inhomogener Brechungsindex geschaf fen werden kann, der den Morpho-Ef f ekt hervorrufen kann . Das kann beispielsweise durch Interferenzschichtsystem, von dem mindestens eine Schicht Partikel und/oder Füllstof fe und/oder Lufteinschlüsse und/oder Hohlräume enthält , die einen anderen Brechungsindex als das Schichtmaterial aufweisen, wodurch die notwendigen lateralen Inhomogenitäten des Brechungsindexes in dem Interferenz filter bzw . dem Interferenzschichtsystem erreicht werden, die eine Störung von Phasenbeziehungen und damit die gewünschten Ef fekte bewirken .
Die optionalen Hohlräume bzw . Lufteinschlüsse können beispielsweise durch Ausbrennen von bei der Herstellung des Schichtsystems eingelagerten Füllstof fen geschaf fen werden .
Erfindungsgemäß kann der Interferenz filter bzw . das Interferenzschichtsystem ein strukturierter Folienverbund sein, z . B . eine Laminierf olie für Solarmodule , der eine photonische Struktur aufweist und ohne Substrat bzw . ohne Substrat folie herstellbar ist .
Erfindungsgemäß kann der Interferenz filter bzw . das Interferenzschichtsystem ohne ein strukturiertes Substrat herstellbar sein . Unter einem strukturierten Substrat ist in diesem Zusammenhang ein Substrat gemeint , das auf der beschichteten Seite strukturiert ist . Auf der der beschichteten Seite gegenüberliegenden Seite kann das Substrat optional eine Struktur aufweisen . Erfindungsgemäß bietet sich der Vorteil , dass die Struktur auf der beschichteten Seite des Substrats entfallen kann . Bei einigen Aus führungen kann ein Substrat auch komplett entfallen bzw . wegegelassen werden .
Erfindungsgemäß können die Schichten des Mehrschichtsystems über eine Beschichtung aus der Nassphase hergestellt werden, z . B . über eine Sprühbeschichtung, eine Tauchbeschichtung, eine Schlitzdüsenbeschichtung und/oder Spin Coating . Alternativ oder zusätzlich können die Schichten oder einige Schichten über einen Wal zenauftrag aufgetragen werden . Dabei kann Sprühpyrolyse , CVD-Ab Scheidung, PVD/PECVD-Abscheidung oder ein ähnliches Verfahren eingesetzt werden . Bei einigen Aus führungen der Erfindung kann ein inhomogenes Schichtwachstum erfolgen . Bei einigen Aus führungen des Erfindung können die Schichten optional auf einem Substrat ausgebildet werden, das vorzugsweise planar sein kann . Die nötige dreidimensionale Struktur kann durch das inhomogene Wachstum erzeugt werden .
Erfindungsgemäß können bei der Herstellung der Schichten des Mehrschichtsystems Coatingtechnologien und/oder Drucktechnologien und/oder SolGel-Prozesse mit Partikeln eingesetzt werden, die einen anderen Brechungsindex als das diese aufnehmende Schichtmaterial aufweist . Erfindungsgemäß kann die Folie, die den Interferenzfilter bzw. das Interferenzschichtsystem umfasst, geprägt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein anisotropes und/oder selektives Ätzen eines planen Schichtstapels erfolgen, um die gewünschte Struktur zu erzeugen.
Erfindungsgemäß kann eine Änderung der Phasen von vorher aufgebrachten Schichten und/oder -sofern vorhanden - von Teilbereichen des Substrates erfolgen, z.B. durch thermische Rekristallisation, die den Brechungsindex und/oder die Topologie verändert.
Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass der Interferenzfilter bzw. das Interferenzschichtsystem ohne eine strukturierte Oberfläche realisierbar ist, wodurch gegenüber den bekannten Herstellungsverfahren weniger Verfahrensschritte bei der Herstellung erforderlich sind.
Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass der Interferenzfilter bzw. das Interferenzschichtsystem in Kunststoff ausgeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass für die Herstellung ein Vakuumverfahren nicht unbedingt nötig ist.
Erfindungsgemäß kann bei einigen Aus führungs formen ein beidseitig planer Interferenzfilter bzw. planes Interferenzschichtsystem geschaffen werden, was für manche Anwendungen, z.B. bei Klebefolien für fahrzeugintegrierte Photovoltaik (PV) , die im Gegensatz zum nicht-farbigen Stand der Technik erfindungsgemäß farbig ausgeführt werden können.
Gegenüber einigen der oben genannten bekannten Systemen mit einer rauhen Oberfläche (z.B. DE 10 2017 203 105 B4) können die erfindungsgemäßen Interferenzfilter bzw. Interferenzschichtsysteme derart ausgebildet werden, dass sie weniger verschmutzungsanfällig und leichter zu reinigen sind. Ebenso können die erfindungsgemäßen Interferenzfilter bzw.
Interf erenzschichtsysteme im Gegensatz zu einigen der oben genannten bekannten Filter und Systeme glänzend ausgeführt werden .
Erfindungsgemäß können die Interferenzfilter bzw. Interf erenzschichtsysteme verwendet werden:
• als farbige Photovoltaik-Module, und/oder
• als farbige Solarthermie-Kollektoren, und/oder
• sonstige Verglasungen mit Farbwirkungen, und/oder
• Klebefolien, z.B. für Werbung auf Straßenbahnen und sonstigen Verglasungen, und/oder
• für den Einsatz unsichtbarer Photovoltaik-Module oder farbiger Gestaltungselemente, z.B. bei Consumer- Electronics, z.B. auf der Smartphone Rück- bzw. Vorderseite, z.B. bei einer farbigen Darstellung eines Logos, das im eingeschalteten Zustand beleuchtet wird, ausgeschaltet aber nicht, (zweifarbiger Effekt) oder um das Display im ausgeschalteten Zustand farbig erscheinen zu lassen, und/oder
• Beleuchtungen, die ausgeschaltet farbig wirken sollen, eingeschaltet keinen Farbeindruck zeigen sollen.
Erfindungsgemäß kann eine der ersten Schichten bzw. können die ersten Schichten eine Dicke von etwa 40 nm bis etwa 500 nm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann eine der zweiten Schichten bzw. können die zweiten Schichten eine Dicke von etwa 100 nm bis etwa 250 nm aufweisen. Erfindungsgemäß kann der Brechungsindex in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten zumindest in einer Ebene senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenzfilters mit einer Ortsfrequenz von etwa 10/mm bis etwa 10.000/mm oder von etwa 50/mm bis etwa 5.000/mm oder von etwa 100/mm bis etwa 1.000/mm variieren.
Erfindungsgemäß kann der Brechungsindex in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten zumindest in einer Ebene senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenzfilters mit einer Ortsfrequenz von mehr als 10/mm oder mehr als 20/mm oder mehr als 30/mm oder mehr als 40/mm oder mehr als 50/mm oder mehr als 75/mm oder mehr als 100/mm variieren . Erfindungsgemäß kann der Brechungsindex in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten zumindest in einer Ebene senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenzfilters mit einer Ortsfrequenz von weniger als 10.000/mm oder weniger als 9.000/mm oder weniger als 8.000/mm oder weniger als 7.000/mm oder weniger als 6.000/mm oder weniger als 5.000/mm oder weniger als 4.000/mm oder weniger als 3.000/mm oder weniger als 2.000/mm oder weniger als 1.000/mm variieren.
Erfindungsgemäß kann der Interferenzfilter dazu eingerichtet sein, einen überwiegenden Teil eines ersten Teilspektrums eintreffender elektromagnetischer Strahlung zu reflektieren und einen überwiegenden Teil eines zweiten Teilspektrums eintreffender elektromagnetischer Strahlung zu transmittieren . Erfindungsgemäß kann dabei der reflektierte Anteil einer höheren Harmonischen entsprechen und/oder im sichtbaren Spektralbereich liegen.
Erfindungsgemäß können in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten Partikel enthalten sein, deren Brechungsindex sich von dem Brechungsindex der Schicht unterscheidet, in der die Partikel enthalten sind. Erfindungsgemäß können in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten zweite Partikel enthalten sein, die sich von den ersten Partikeln hinsichtlich des Brechungsindex und/oder der Größe und/oder des schichtbezogenen Volumenanteils unterscheiden .
Erfindungsgemäß können in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten Partikel enthalten sein, deren Volumenanteil bezogen auf das Volumen der Schicht , in der die Partikel enthalten sind, weniger als 90% , vorzugsweise weniger als 80% , weiter vorzugsweise weniger als 70% und noch weiter vorzugsweise weniger als 60% beträgt .
Erfindungsgemäß können in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten Partikel enthalten sein, deren Volumenanteil bezogen auf das Volumen der Schicht , in der die Partikel enthalten sind, mehr als 5% , vorzugsweise mehr als 10% , weiter vorzugsweise mehr als 15% und noch weiter vorzugsweise mehr als 20% beträgt .
Erfindungsgemäß können in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten Partikel enthalten sein, deren Abmessung entlang des Normalenrichtung der Schicht , in der die Partikel enthalten sind, weniger als 200% , vorzugsweise weniger als 150% , weiter vorzugsweise weniger als 100% und noch weiter vorzugsweise weniger als 75% der Schichtdicke der Schicht beträgt , in der die Nanopartikel (NP ) enthalten sind .
Erfindungsgemäß können in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten Partikel enthalten sein, deren Abmessung entlang des Normalenrichtung der Schicht , in der die Partikel enthalten sind, mehr als 30% , vorzugsweise mehr als 50% , weiter vorzugsweise mehr als 70% und noch weiter vorzugsweise mehr als 90% der Schichtdicke der Schicht beträgt , in der die Nanopartikel enthalten sind . Erfindungsgemäß können die ersten Schichten ein Material enthalten, welches einen Brechungsindex von etwa 1,3 bis etwa 2,2 aufweist.
Erfindungsgemäß können die zweiten Schichten ein Material enthalten, welches einen Brechungsindex von etwa 1,5 bis etwa 2,7 aufweist, der sich von dem Brechungsindex des Materials der ersten Schichten unterscheidet und/oder größer als der Brechungsindex des Materials der ersten Schichten ist, so dass der Brechungsindex entlang der Normalenrichtung des Interferenzfilters variiert.
Erfindungsgemäß können in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten Partikel enthalten sein, deren Brechungsindex größer als 1,3, vorzugweise größer als 1,4, weiter vorzugsweise größer als 1,45, weiter vorzugsweise größer als 1,5, weiter vorzugsweise größer als 1, 6, weiter vorzugsweise größer als 1,7, und noch weiter vorzugsweise größer als 1,8 ist.
Erfindungsgemäß können in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten Partikel enthalten sind, deren Brechungsindex kleiner als 2,4, vorzugweise kleiner als 2,2, weiter vorzugsweise kleiner als 2,0, weiter vorzugsweise kleiner als 1,9, und noch weiter vorzugsweise kleiner als 1,8 ist.
Erfindungsgemäß können in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten Partikel enthalten sein, die ZrO und/oder SiO2 und/oder SiOx und/oder AlOx und/oder SiN und/oder ZnO und/oder TiO2 enthalten oder daraus bestehen.
Erfindungsgemäß können in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten Hohlräume enthalten sein.
Erfindungsgemäß können die Partikel Nanopartikel umfassen. Erfindungsgemäß können die Partikel Kristallite umfassen .
Erfindungsgemäß können die Nanopartikel bzw . Kristallite bzw . Hohlräume einen Durchmesser von mehr als 50nm aufweisen .
Erfindungsgemäß können die Nanopartikel bzw . Kristallite bzw . Hohlräume einen Durchmesser von mehr als l O Onm aufweisen .
Erfindungsgemäß können die Nanopartikel bzw . Kristallite bzw . Hohlräume einen Durchmesser von mehr als 150nm aufweisen .
Erfindungsgemäß können die Nanopartikel bzw . Kristallite bzw . Hohlräume einen Durchmesser von mehr als 200nm aufweisen .
Erfindungsgemäß können die Nanopartikel bzw . Kristallite bzw . Hohlräume einen Durchmesser von weniger als l O O Onm aufweisen .
Erfindungsgemäß können die Nanopartikel bzw . Kristallite bzw . Hohlräume einen Durchmesser von weniger als 800nm aufweisen .
Erfindungsgemäß können die Nanopartikel bzw . Kristallite bzw . Hohlräume einen Durchmesser von weniger als 600nm aufweisen .
Erfindungsgemäß können die Nanopartikel bzw . Kristallite bzw . Hohlräume einen Durchmesser von weniger als 400nm aufweisen .
Erfindungsgemäß können die Nanopartikel bzw . Kristallite bzw . Hohlräume einen Durchmesser von weniger als 300nm aufweisen . Erfindungsgemäß können die ersten und/oder zweiten Schichten j eweils zumindest ein Polymer enthalten oder daraus bestehen . Dabei können die ersten und/oder zweiten Schichten PMMA und/oder PS und/oder PC und/oder ETFE und/oder PTFE und/oder PP-Copolymere und/oder PE-Copolymere und/oder COC und/oder EVA und/oder PVF und/oder PDMS und/oder anorganische Nanopartikel und/oder eine Keramik und/oder SiO2 und/oder AlOx und/oder SiNx und/oder SnO2 und/oder SnO2 : F und/oder ZnO und/oder ZnO : X und/oder TiO2 enthalten oder daraus bestehen .
Erfindungsgemäß kann das Mehrschichtsystem mehrere , vorzugsweise zwischen 2 und 10 , weiter vorzugsweise zwischen 3 und 8 übereinander angeordnete Schichtpaare aus einer ersten Schicht und einer darüber angeordneten zweiten Schicht aufweisen .
Erfindungsgemäß kann der Interferenz filter drei Schichtpaare (Bilayer ) aus einer ersten Schicht und einer darüber angeordneten zweiten Schicht aufweisen .
Erfindungsgemäß kann der Interferenz filter vier Schichtpaare aus einer ersten Schicht und einer darüber angeordneten zweiten Schicht aufweisen .
Erfindungsgemäß kann der Interferenz filter fünf Schichtpaare aus einer ersten Schicht und einer darüber angeordneten zweiten Schicht aufweisen .
Erfindungsgemäß kann der Interferenz filter sechs Schichtpaare aus einer ersten Schicht und einer darüber angeordneten zweiten Schicht aufweisen .
Erfindungsgemäß kann der Interferenz filter sieben Schichtpaare aus einer ersten Schicht und einer darüber angeordneten zweiten Schicht aufweisen . Erfindungsgemäß kann der Interferenz filter acht Schichtpaare aus einer ersten Schicht und einer darüber angeordneten zweiten Schicht aufweisen .
Erfindungsgemäß kann die zweite Seite eine Klebstof fbeschichtung aufweisen .
Erfindungsgemäß kann die zweite Seite ein Substrat aufweisen .
Erfindungsgemäß kann die erste Seite ein Substrat aufweisen .
Erfindungsgemäß wird auch eine Verglasungseinheit angegeben, die zumindest eine Scheibe mit einer ersten Seite und einer gegenüberliegenden zweiten Seite und weiterhin zumindest einen erfindungsgemäßen Interferenz filter enthält , wobei die zweite Seite des Interferenz filters auf der ersten Seite der Scheibe aufgebracht ist .
Gemäß der Erfindung wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines ein Mehrschichtsystem aufweisenden Interferenz filters angegeben, der vorzugsweise gemäß einer der zuvor genannten Aus führungen ausgebildet sein kann, mit den folgenden Schritten : Herstellen einer ersten Lösung, welche ein erstes Lösungsmittel und ein erstes Material enthält Herstellen einer zweiten Lösung, welche ein zweites Lösungsmittel und ein zweites Material enthält , Herstellen des Mehrschichtsystems aus der Nassphase unter alternierender Verwendung der ersten und der zweiten Lösung, derart dass der Brechungsindex zumindest in einer Ebene senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenz filters variiert .
Erfindungsgemäß kann das Herstellen aus der Nassphase ein Sprühbeschichten umfassen .
Alternativ oder zusätzlich kann das Herstellen aus der Nassphase ein Tauchbeschichten umfassen . Alternativ oder zusätzlich kann das Herstellen aus der Nassphase ein Schlitzdüsenbeschichten umfassen .
Alternativ oder zusätzlich kann das Herstellen aus der Nassphase ein Spin-Coating umfassen .
Alternativ oder zusätzlich kann das Herstellen aus der Nassphase ein Wal zenauf tragen umfassen .
Erfindungsgemäß können in die erste und/oder zweite Lösung Partikel eingebracht werden .
Erfindungsgemäß können das erste Material der ersten Lösung und/oder das zweite Material der zweiten Lösung ausgewählt sein aus PMMA und/oder PS und/oder PC und/oder ETFE und/oder PTFE und/oder PP-Copolymeren und/oder PE-Copolymeren und/oder COC und/oder EVA und/oder PVF und/oder PDMS und/oder anorganischen Nanopartikeln und/oder Sol-Gel- Materialien .
Erfindungsgemäß kann das Herstellen der Schichtsystems aus der Nassphase derart erfolgen, dass die ersten und/oder zweiten Schichten j eweils eine Dicke von 40 nm bis 500 nm aufweisen .
Photonische Strukturen im Sinne der vorliegenden Beschreibung sind in transparenten oder transluzenten Festkörpern vorkommende oder geschaf fene Modulationen des Brechungsindex . Die photonische Struktur enthält somit zumindest erste Raumbereiche mit einem ersten Brechungsindex und zweite Raumbereiche mit einem zweiten Brechungsindex, so dass durch Beugung und/oder Streuung und/oder Reflexion an Grenz flächen und/oder Interferenz die Propagation von Licht beeinflusst wird . Hierzu kann der Brechungsindex in mindestens einer Raumrichtung in Dimensionen moduliert werden, welche in der gleichen Größenordnung wie die Wellenlänge des relevanten Lichts liegen . Die ersten und zweiten Raumbereiche können in einigen Ausführungs formen der Erfindung in Form einer Mehrzahl von Dünnschichten unterschiedlicher Zusammensetzung oder zwei verschiedener Zusammensetzungen und optional unterschiedlicher Dicke ausgeführt sein . In einigen Aus führungs formen kann die optische Schichtdicke der einzelnen Schichten etwa einem Viertel der Designwellenlänge entsprechen, bei welcher das Haupt-Reflexionsmaximum ( 0 . Harmonische ) erscheint .
Die erfindungsgemäß verwendeten photonische Strukturen sind dazu eingerichtet , einen Teil eines ersten Teilspektrums eintref fender elektromagnetischer Strahlung zu reflektieren und einen Teil eines zweiten Teilspektrums eintref fender elektromagnetischer Strahlung zu transmittieren, wobei vorzugsweise der reflektierte Anteil einer höheren Harmonischen entspricht und im sichtbaren Spektralbereich liegt . Eine höhere Harmonische weist dabei eine geringere Wellenlänge bzw . eine geringere mittlere Wellenlänge einer Wellenlängenverteilung auf als das Haupt-Reflexionsmaximum ( 0 . Harmonische ) . In einigen Aus führungs formen der Erfindung kann die 2 . oder 3 . Harmonische verwendet werden . In dispersions freien Medien treten die höheren Harmonischen bei ganz zahligen Viel fachen der Frequenz des Haupt- Reflexionsmaximums ( 0 . Harmonische ) auf .
Erfindungsgemäß wurde erkannt , dass die Verwendung einer höheren Harmonischen eines Dünnschichtfilters im sichtbaren Spektralbereich eine höhere Farbsättigung und eine Viel zahl von möglichen Farben und Gestaltungsmöglichkeiten bietet . Durch die erfindungsgemäße Kombination der photonischen Struktur mit der Variation des Brechungsindex in Ebenen senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenz filters die Winkelabhängigkeit des Farbeindruckes reduziert oder auf gehoben werden . Ein mit dem erfindungsgemäßen Interferenz filter versehenes Obj ekt weist aus vielen oder allen Betrachtungswinkeln den identischen Farbeindruck auf . Die ersten und zweiten Raumbereiche der photonischen Struktur können nicht-periodisch angeordnet sein .
Die ersten und zweiten Raumbereiche können periodisch angeordnet sein . Hierzu können Schichten gleicher Dicke und Zusammensetzung Verwendung finden . Die photonische Struktur kann beispielsweise durch Interferenzef fekte Licht einer vorgebbaren Wellenlänge oder eines Wellenlängenbereiches reflektieren und andere Wellenlängen transmittieren . Die Ref lektionswellenlänge oder der Maximalwert des Wellenlängenbereiches wird nachfolgend auch als Bragg-Wellenlänge bezeichnet . Die Breite des reflektierten Wellenlängenbereiches unter senkrechtem Einfall kann weniger als 75nm, weniger als 65nm oder weniger als 60nm betragen .
Erfindungsgemäß befindet sich eine solche photonische Struktur in dem Interferenz filter . In einigen Aus führungs formen der Erfindung kann der Brechungsindex in Abständen von etwa 30 nm und etwa 100 pm oder zwischen etwa 80 nm und etwa 10 pm liegen . Die Variation des Brechungsindex kann periodisch oder aperiodisch erfolgen .
Erfindungsgemäß wird in einigen Aus führungs formen eine photonische Struktur in dem Interferenz filter vorgesehen . Dieser Interferenz filter ist damit strukturiert , sodass dieser nicht wie sonst üblich als planer Dünnschichtfilter betrachtet werden kann . Der Interferenz filter kann dennoch als Bragg-Filter oder als ähnlicher Filter designt werden . Erfindungsgemäß wurde j edoch erkannt , dass sich einige Eigenschaften wesentlich ändern, sodass nicht mehr von einem eindimensionalen Dünnschichtfilter gesprochen werden kann . Erhalten bleiben bei dieser Realisierungs form die Hauptref lexionsmaxima, aber auch höhere Harmonische der Dünnschichtstruktur, wobei deren genaue Lage durch die Partikel bzw . Inhomogenitäten in den Schichten des Interferenz filters beeinflusst werden kann . Einer der wesentlichen Einflüsse ist der Einfluss auf die Winkelabhängigkeit der Reflexionspeaks . Ein erfindungsgemäßer Interferenz filter wird daher im Sinne der vorliegenden Beschreibung auch als dreidimensionale photonische Struktur bezeichnet .
In einigen Aus führungs formen kann der mittlere Brechungsindex des Interferenz filters bzw . der Verglasungseinheit größer als etwa 1 , 6 oder größer als etwa 1 , 8 oder größer als etwa 1 , 95 sein, j eweils bestimmt bei einer Wellenlänge von 550 nm . Der mittlere Brechungsindex ist definiert als mit der mit den Volumenanteilen des j eweiligen Materials gewichteten Mittelung des Brechungsindex . Dieser kann durch folgende Verfahrensschritte bestimmt werden : Bestimmung der Gesamtdicke aller Schichten Dges des Dünnschichtfilters der photonischen Struktur, beispielsweise durch Lichtmikroskopie oder Rasterelektronenmikroskopie , Bestimmung der Anzahl unterschiedlicher Schichten des Dünnschichtfilters , beispielsweise mit EDX, damit Bestimmung der Anzahl der Symmetrielemente Nsym des Dünnschicht filters , Bestimmung der Wellenlänge des Hauptpeaks LDHp, Bestimmung der Wellenlänge der m . Harmonischen LDm, Bestimmung von m über Division der Peakwellenlängen : m = LDHp/LDm- l und Runden auf eine ganze Zahl , Berechnen des mittleren Brechungsindex n nach folgender Formel : n = Nsym/Dges x 0 . 5 x LDm x (m+ 1 )
Erfindungsgemäß kann der Interferenz filter bzw . die Verglasungseinheit mit der photonischen Struktur versehen werden . Die photonische Struktur kann in einigen Aus führungs formen auf der der Witterung abgewandten Innenseite angeordnet sein, so dass die photonische Struktur vor Bewitterung und Verschmutzung geschützt ist . Zusätzlich oder alternativ kann die photonische Struktur auf der bei Betrieb bzw . nach Endmontage außenliegenden Oberfläche angeordnet sein . Durch die Anordnung auf der außenliegenden Oberfläche kann die Farbsättigung erhöht sein . In einigen Aus führungs formen kann die photonische Struktur eine höhere Harmonische im sichtbaren Spektralbereich aufweisen . Dies kann dadurch erfolgen, dass die Schichtdicken der photonische Struktur vergrößert werden . Dieses Merkmal hat die Wirkung, dass die spektrale Breite des reflektierten Wellenlängenbereiches kleiner wird . Eine höhere Harmonische zeichnet sich dadurch aus , dass die reflektierte Wellenlänge bzw . der Mittelwert eines Wellenlängenbereichs geringer ist als die reflektierte Wellenlänge bzw . der Mittelwert eines Wellenlängenbereichs der 0 . Harmonischen bzw . der Hauptwellenlänge . In einigen Aus führungs formen der Erfindung handelt es sich bei der höhere Harmonischen um die 2 . oder 3 . Harmonische . Hierdurch kann die Farbsättigung in Reflektion und die Transmission erhöht sein . Somit steht ein größerer Anteil des Lichtspektrums zur Nutzung durch Photovoltaik oder thermische Kollektoren zur Verfügung und gleichzeitig nimmt ein Betrachter statt einzelner Zellen eine homogen gefärbte Fläche war .
In einigen Aus führungs formen der Erfindung können die Reflexionsverluste des Interferenz filters bzw . der Verglasungseinheit weniger als 12 % oder weniger als 9 % betragen .
Durch das Aufbringen des erfindungsgemäßen Interferenzfilters bzw . der erfindungsgemäßen Verglasungseinheit mit einer dreidimensionalen photonischen Struktur auf ein Modulglas eines Photovoltaikmoduls kann der erfindungsgemäße Interferenz filter bzw . die erfindungsgemäße Verglasungseinheit als Teil eines Photovoltaikmoduls eingesetzt werden . Alternativ oder zusätzlich kann der erfindungsgemäßen Interferenz filter bzw . die erfindungsgemäße Verglasungseinheit als Folie ausgebildet sein, die beispielsweise als eine Vorderseitenfolie und/oder mittlere Folie und/oder Rückseitenfolie bei einem Folienmodul vorgesehen sein kann . Alternativ oder zusätzlich kann der erfindungsgemäßen Interferenz filter bzw . die erfindungsgemäße Verglasungseinheit als Laminierf olie zur Modullamination eingesetzt werden bzw . in einer Laminierf olie eingebettet sein . Der Herstellungsprozess des Photovoltaikmoduls kann dabei nahezu unverändert bleiben . Gleichwohl ist die Farbgestaltung frei wählbar, so dass die erfindungsgemäßen Photovoltaikmodule einen breiteren Einsatzbereich aufweisen können . Die Photovoltaikmodule können an Flächen eingesetzt werden, an welchen sich der Einsatz konventioneller Photovoltaikmodule bislang aus gestalterischen Gründen verboten hat . In gleicher Weise können auch thermische Solarkollektoren mit dem erfindungsgemäßen Interferenz filter bzw . der erfindungsgemäßen Verglasungseinheit ausgestattet werden . Weiterhin können Interferenz filter bzw . Verglasungseinheiten mit der selektiven Schicht direkt ohne Lamination z . B . in nicht-laminierten Photovoltaikmodulen verwendet werden .
In einigen Aus führungs formen der Erfindung kann die photonische Struktur erste Schichten aufweisen, welche ein erstes Material enthalten, welches einen ersten Brechungsindex aufweist , und die photonische Struktur kann zweite Schichten aufweisen, welche ein zweites Material enthalten, welches einen zweiten Brechungsindex aufweist , wobei der erste Brechungsindex zwischen etwa 1 , 5 und etwa 2 , 2 beträgt und der zweite Brechungsindex zwischen etwa 1 , 8 und etwa 2 , 5 beträgt . Der Brechungsindexkontrast kann in einigen Aus führungs formen der Erfindung zwischen etwa 0 , 2 und etwa 0 , 9 betragen . Hierdurch wird die Farbsättigung erhöht und die Reflexionsverluste können weiter reduziert sein .
In einigen Aus führungs formen weist der Interferenz filter bzw . die Verglasungseinheit mehrere dreidimensionale photonische Strukturen auf , welche j eweils unterschiedliche Wellenlängenbereiche reflektieren . In einigen Aus führungs formen der Erfindung können 2 oder 3 dreidimensionale Strukturen verwendet werden, welche unterschiedliche Farben ergeben, z . B . rot , grün und blau . Dadurch ist es möglich, durch additive Farbmischung einen breiten Farbraum auf zuspannen .
Ein solcher breiter Farbraum kann auch erreicht werden, indem eine einzige dreidimensionale photonische Struktur mit mehreren Reflexionspeaks mit voneinander verschiedenen Wellenlängen bzw . Wellenlängenbereichen verwendet wird . Dies kann in einigen Aus führungs formen der Erfindung durch nichtperiodische Strukturen oder durch periodische Strukturen mit mehreren verschiedenen Schichtdicken erreicht werden .
In einigen Aus führungs formen kann das in dem Interferenz filter bzw . der Verglasungseinheit eine zweite photonische Struktur aufweisen, die sich gegenüber der ersten photonischen Struktur befindet . Die zweite photonische Struktur kann beispielsweise als Entspiegelungsschicht dienen . In dieser Aus führung ist durch die entfallende Reflexion der Vorderseite eine noch höhere Farbsättigung erreichbar .
In einigen Aus führungs formen kann der Interferenz filter bzw . die Verglasungseinheit erste Teil flächen aufweisen, welche eine erste photonische Struktur aufweisen und zweite Teil flächen aufweisen, welche eine zweite photonische Struktur oder keine photonische Struktur aufweisen . Wenn Teil flächen des Interferenz filters bzw . der Verglasungseinheit keine photonische Struktur aufweisen, erscheinen diese schwarz . Wenn Teil flächen des Interferenz filters bzw . der Verglasungseinheit eine andere photonische Struktur aufweisen als andere Teil flächen, so können diese in einer anderen Farbe erscheinen, wenn sich die Schichtdicken oder das Material der Einzelschichten unterscheiden . In anderen Aus führungs formen der Erfindung können Teil flächen mit dem identischen Bragg-Filter versehen sein, aber eine geringere Rauheit bzw . eine andere Strukturierung aufweisen . Hierdurch kann sich eine Winkelabhängigkeit des Farbeindruckes einstellen . Durch die Aufteilung in erste und zweite Teil flächen können Muster, Logos oder andere gestalterische Elemente auf dem Interferenz filter bzw . der Verglasungseinheit ausgeführt werden .
Ferner wird erfindungsgemäß ein Solarmodul bereitgestellt , das einen erfindungsgemäßen Interferenz filter bzw . eine erfindungsgemäße Verglasungseinheit , insbesondere wie sie vorstehend beschrieben wurde , aufweist . Dabei kann der erfindungsgemäße Interferenz filter bzw . die erfindungsgemäße Verglasungseinheit in an sich bekannten Solarmodulen vorhanden sein . Insbesondere kann das Solarmodul den Interferenz filter bzw . die Verglasungseinheit , einen ersten Einbettungs film, eine Solarzelle , einen zweiten Einbettungs film und eine Rückseitenfolie aufweisen . Beispiele für die Materialien des Einbettungs films sind Ethylenvinylacetat und/oder Silikon .
In einigen Aus führungs formen kann die Verglasungseinheit auf einen an sich bekannten thermischen Solarkollektor aufgebracht sein .
Der erfindungsgemäße Interferenz filter bzw . die erfindungsgemäße Verglasungseinheit kann zur ästhetischen Gestaltung einer Viel zahl unterschiedlichster Flächen und Oberflächen verwendet werden . Dabei ist es möglich, dass ein Teil der Fläche/Oberf läche mit dem erfindungsgemäßen Interferenz filter bzw . der erfindungsgemäßen Verglasungseinheit versehen ist und andere Teile der Fläche/Oberf läche in üblicher Weise gestaltet sind . er erfindungsgemäße Interferenz filter bzw . die erfindungsgemäße Verglasungseinheit kann als Abdeckung für bauwerksintegrierte Photovoltaik (BIPV) , gebäudeintegrierte Solarthermie , Auf dachanlagen mit besonderer farblicher Gestaltung, als normale nichtsolare Abdeckung beispielsweise im Brüstungsbereich von vollverspiegelten Gebäuden oder als farbige Fahrzeugoberf lächengestaltung . Im letzten Fall kann ein Schriftzug, ein Muster oder ein Logo eingebracht werden und durch den Schriftzug trotzdem noch Licht durch die Oberflächengestaltung in den dahinterliegenden Raum gelangen .
Erfindungsgemäß können die folgenden Materialien beim Herstellen der Schichten aus der Nassphase verwendet werden:
Bei einer Sprühbeschichtung kann die Lösung z.B. PMMA (Polymethylmethacrylat, auch Acrylglas: ein transparenter thermoplastischer Kunststoff) , PS (Polystyrol: amorpher oder teilkristalliner Thermoplast) , PC (Polycarbonate: thermoplastische Kunststoffe) , ETFE (Ethylen- Tetrafluorethylen-Copolymer: ein fluoriertes Copolymer bestehend aus den Monomeren Tetrafluorethylen und Ethylen; es handelt sich um ein Derivat des auch als Teflon bekannten Kunststoffs PTFE) , PTFE (Polytetrafluorethylen: ein unverzweigtes, linear aufgebautes, teilkristallines Polymer aus Fluor und Kohlenstoff) , PP copolymers ( PP=Polypropylen) , PE copolymers, ( PE=Polyethylen) , COC (Cycloolef in- Copolymere: eine Klasse von technischen Polymeren) , EVA (Ethylen-Vinylacetat-Copolymere: aus Ethylen und Vinylacetat hergestellte Copolymere) , PVF (Polyvinylfluorid: ein fluorhaltiges Polymer.) , PDMS (Polydimethylsiloxan: ein Polymer auf Siliciumbasis) sowie Lösungen aus anorganischen Nanopartikeln (insbesondere kleiner als lOOnm, die dann ein effektives bzw. homogenes Medium darstellen am Ende, dann ggf. mit größeren Nanopartikeln für die Streuung, zB. TiO, ZrO, SnO, SiO, SiN, TaOx, SiC) , und/oder Sol-Gel-Materialien die z.B. zu den genannten reagieren/vergelen, z.B. Sol-Gel- Varianten aus SiO2 und TiO2. Alternativ oder zusätzlich kann man eine streuende Sol-Gel-Schicht mit eingebetteten Nanopartikeln (z.B. TiO2 Nanopartikel in SiO2) erzeugen.
Bei einer Sprühpyrolyse kann z.B. TiOx, SnOx (auch dotiert) , AlOx, SiOx, SiNx, ITO, AZO, IZO (x bedeutet, dass die Materialien in unterschiedlichen Atomverhältnissen auftreten können.) eingesetzt werden, z.B. SiO2 oder SiOl.7, wobei man das Massenverhältnis der Stof f komponenten wählen bzw. einstellen kann, um den Brechungsindex zu beeinflussen.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigt:
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters gemäß einer ersten Aus führungs form der Erfindung ohne Substrat.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters gemäß einer zweiten Aus führungs form der Erfindung, die der Aus führungs form von Fig. 1 entspricht und ein Substrat aufweist.
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters gemäß einer dritten Aus führungs form der Erfindung ohne Substrat.
Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters gemäß einer vierten Aus führungs form der Erfindung, die der Aus führungs form von Fig. 3 entspricht und ein Substrat aufweist.
Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters gemäß einer fünften Aus führungs form der Erfindung ohne Substrat.
Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters gemäß einer sechsten Aus führungs form der Erfindung, die der Aus führungs form von Fig. 5 entspricht und ein Substrat aufweist.
Fig. 7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters gemäß einer siebten Aus führungs form der Erfindung ohne Substrat.
Fig. 8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters gemäß einer achten Aus führungs form der Erfindung, die der Aus führungs form von Fig. 7 entspricht und ein Substrat aufweist.
Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters gemäß einer neunten Aus führungs form der Erfindung ohne Substrat.
Fig. 10 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters gemäß einer zehnten Aus führungs form der Erfindung, die der Aus führungs form von Fig. 9 entspricht und ein Substrat aufweist.
Fig. 11 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters gemäß einer elften Aus führungs form der Erfindung ohne Substrat.
Fig. 12 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters gemäß einer zwölften Aus führungs form der Erfindung, die der Aus führungs form von Fig. 11 entspricht und ein Substrat aufweist.
Fig. 13 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters gemäß einer dreizehnten Aus führungs form der Erfindung ohne Substrat. Fig . 14 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters gemäß einer vierzehnten Aus führungs form der Erfindung, die der Aus führungs form von Fig . 13 entspricht und ein Substrat aufweist .
Fig . 15 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters gemäß einer fünf zehnten Aus führungs form der Erfindung ohne Substrat .
Fig . 16 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters gemäß einer sechzehnten Aus führungs form der Erfindung, die der Aus führungs form von Fig . 15 entspricht und ein Substrat aufweist .
Fig . 17 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters gemäß einer siebzehnten Aus führungs form der Erfindung ohne Substrat .
Fig . 18 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters gemäß einer achtzehnten Aus führungs form der Erfindung, die der Aus führungs form von Fig . 17 entspricht und ein Substrat aufweist .
Fig . 19 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters gemäß einer neunzehnten Aus führungs form der Erfindung ohne Substrat .
Fig . 20 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters gemäß einer zwanzigsten Aus führungs form der Erfindung, die der Aus führungs form von Fig . 19 entspricht und ein Substrat aufweist . Fig . 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer ersten Aus führungs form der Erfindung . Der Interferenz filter 1 weist eine erste Seite 2 und eine gegenüberliegenden zweite Seite 3 auf und enthält ein Mehrschichtsystem 4 . Mehrschichtsystem 4 umfasst mehrere Bilayer aus einer ersten Schicht 10 und einer zweiten Schicht 20 . Dargestellt sind drei Bilayer . Mit der Anzahl an Schichten kann die gewünschte Farbintensität eingestellt werden, d . h . j e mehr Schichten vorgesehen werden, desto größer wird die Farbintensität . Die ersten Schichten 10 weisen eine Dicke von etwa 40 nm bis etwa 500 nm auf und die zweiten Schichten 20 weisen eine Dicke von etwa 100 nm bis etwa 250 nm auf . Durch die Wahl der Dicke der ersten bzw . zweiten Schichten kann die gewünschte Farbe für den Interferenz filter eingestellt werden . Der Brechungsindex des Interferenz filters 1 variiert entlang der Normalenrichtung des Interferenz filters . Die Variation des Brechungsindexes in der Normalenrichtung des Interferenz filters kann durch eine geeignete Wahl des Materials für die ersten Schichten 10 bzw . des Materials für die zweiten Schichten erreicht werden . In den zweiten Schichten 20 sind Partikel 31 , 32 , 33 vorgesehen, die einen anderen Brechungsindex als das Material der zweiten Schichten 20 aufweisen . Dadurch kann erreicht werden, dass der Brechungsindex der zweiten Schichten innerhalb der Schichtebene , d . h . in einer Ebene senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenz filters variiert . Die Partikel können Nanopartikel bzw . Kristallite sein . Alternativ oder zusätzlich können Hohlräume an den Stellen vorgesehen sein, wo die Partikel angeordnet sind .
Die Partikel 31 haben eine Abmessung in Normalenrichtung des Interferenz filters , die etwa der Schichtdicke der Schichten 20 entspricht . Die Partikel 32 haben eine Abmessung in Normalenrichtung des Interferenz filters , die etwa 70- 80% der Schichtdicke der Schichten 20 entspricht . Die Partikel 32 haben eine Abmessung in Normalenrichtung des Interferenz filters , die etwa 40- 60% der Schichtdicke der Schichten 20 entspricht . Die Partikel 31, 32, 33, 34, 35, 41, 42,43 können beispielsweise die folgenden Materialien umfassen:
Figure imgf000029_0001
Alternativ oder zusätzlich können Löcher bzw. Hohlräume
(Voids) mit einem Brechungsindex von 1 vorgesehen werden.
Die Schichten der erfindungsgemäßen Ausführungen können beispielsweise wie folgt hergestellt werden:
A. Beispiel für Sprühbeschichtung / bzw. Beschichtung aus der Nassphase (Sprühen, Spin Coating, Slot Dye Coating, Walzenauftrag, Tauchbeschichtung)
Prozessmaterialien: PMMA in Essigsäure und PS in Cyclohexan gelöst. Abscheiden mit einer der in der Überschrift genannten Methoden auf eine beliebige transparente Trägerf olie . Al) PMMA und PS mit ZrO-Nanopartikeln (mittlere Größe 130nm) . NP in PS mit Volumenanteil der NP von 30%. Anzahl der Bilayer: 1-1000. Über die Zahl der Bilayer ( | : PS, PMMA : | ) kann die Höhe des Reflexionspeaks und damit die Intensität der Farbe eingestellt werden.
Schichtfolge für blau: PMMA (lOOnm) / | : PS (166nm) ,PMMA (200nm) : | /PS (166nm) / z.B. Trägerfolie bestehend aus PMMA oder abschließende PMMA Schicht mit der gleichen Dicke.
A2 ) PMMA und PS mit ZrO-Nanopartikeln (mittlere Größe 170nm) . NP in PS mit Volumenanteil der NP von 40%. Bilayer: 1-1000. Über die Zahl der Bilayer kann die Höhe des Reflexionspeaks und damit die Intensität der Farbe eingestellt werden.
Schichtfolge für grün: PMMA (125nm) / | : PS (205nm) ,PMMA (250nm) : | /PS (205nm) / z.B. Trägerfolie bestehend aus PMMA oder abschließende PMMA Schicht mit der gleichen Dicke.
A3) PMMA und PS mit ZrO-Nanopartikeln (mittlere Größe 210nm) . NP in PS mit Volumenanteil der NP von 50%. Bilayer: 1-1000. Über die Zahl der Bilayer kann die Höhe des Reflexionspeaks und damit die Intensität der Farbe eingestellt werden
Schichtfolge für rot: PMMA (154nm) / | : PS (244nm) ,PMMA (307nm) : | /PS (244nm) / z.B. Trägerfolie bestehend aus PMMA oder abschließende PMMA Schicht mit der gleichen Dicke.
Schichtdicken verstehen sich in PS inklusive NP.
B. Beispiele für Sprühpyrolyse
TiO + IZO, 30Volumenprozent Luft-Einschlüsse im IZO, mittlere Größe der Lufteinschlüsse 150nm Bl. Schichtfolge für grün
Luft / SiO2 160nm / IZO+NP 160nm / TiO 190nm / IZO+NP 220nm/ TiO 190nm/ IZO+NP 220nm/ TiO 190nm/ IZO+NP 220nm/ TiO 190nm/ IZO+NP 160nm/ Glassubstrat
B2. Schichtfolge für rot
Luft / SiO2 160nm / IZO+NP 180nm / TiO 214nm / IZO+NP 255nm/ TiO 214nm/ IZO+NP 255nm/ TiO 214nm/ IZO+NP 255nm/ TiO 214nm/ IZO+NP 180nm/ Glassubstrat
C. Beispiel für Sol-Gel-Beschichtung
Diese Ausführung betrifft beispielsweise in sich raue Schichtsysteme, wie z.B. in den Figuren 15 bis 20 dargestellt (siehe auch Gl bis C2) .
Mindestens eine der SiO2-Schichten ist dabei rau aufgebracht, um eine Rauigkeit zu induzieren. So wird der Morpho-Ef f ekt erreicht.
Gl. Schichtfolge für grün
Luft / SiO2 160nm / TiO 187nm / SiO2 270nm/ TiO 187nm/ SiO2 270nm/ TiO 187nm/ SiO2 270nm/ TiO 187nm/ Glassubstrat
C2. Schichtfolge für rot
Luft / SiO2 160nm / TiO 214nm / SiO2 305nm/ TiO 214nm/ SiO2 305nm/ TiO 214nm/ SiO2 305nm/ TiO 214nm/ Glassubstrat
Diese Ausführungen betreffen auch ein Schichtsystem mit
Nanopartikeln, wie z.B. in den Figuren 1 bis 14 dargestellt ( siehe auch C3 bis C4 ) . Ein Material ist TiO2 , eine Schicht SiO2 mit 40% NP aus TiO2 ( Größe 250 nm) .
C3 . Schichtfolge für grün
Luft / SiO2 +NP 137nm / TiO 187nm / SiO2 +NP 229nm/ TiO 187nm/ SiO2 +NP 229nm/ TiO 187nm/ SiO2 +NP 229nm/ TiO 187nm/ S1O2+NP 137nm/ Glassubstrat
C4 . Schichtfolge für rot
Luft / SiO2 +NP 137nm / TiO 214nm / SiO2 +NP 260nm/ TiO 214nm/ SiO2 +NP 260nm/ TiO 214nm/ SiO2 +NP 260nm/ TiO 214nm/ S1O2+NP 137nm/ Glassubstrat
Die Schichtdicken verstehen sich im PS inklusive NP .
Die Figuren 2 bis 14 zeigen weitere Aus führungs formen der Erfindung . Dabei bezeichnen gleiche Bezugs zeichen gleiche Komponenten . In Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede zu den anderen Aus führungs formen beschrieben . Wegen der Gemeinsamkeiten wird auf die anderen Aus führungsformen und die zugehörige Beschreibung verwiesen .
Fig . 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer zweiten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig .
1 entspricht und zusätzlich auf der zweiten Seite 3 des Interferenz filters ein Substrat 50 aufweist , auf das abwechselnd die ersten Schichten 10 und die zweiten Schichten 20 aufgebracht sind .
Fig . 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer dritten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig .
1 entspricht . Im Gegensatz zu der Aus führungs form von Fig . 1 sind die Partikel 31 , 32 , 33 nicht in allen zweiten Schichten 20 vorhanden, sondern nur in einigen der zweiten Schichten 20 vorgesehen .
Fig . 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer vierten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig . 3 entspricht und zusätzlich auf der zweiten Seite 3 des Interferenz filters ein Substrat 50 aufweist , auf das abwechselnd die ersten Schichten 10 und die zweiten Schichten 20 aufgebracht sind .
Fig . 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer fünften Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig .
1 entspricht . Im Gegensatz zu der Aus führungs form von Fig . 1 sind die Partikel 31 , 32 , 33 nicht in allen zweiten Schichten 20 vorhanden, sondern nur in einigen der zweiten Schichten 20 und einer der ersten Schichten 10 vorgesehen . Die Partikel 31 , 32 , 33 können auch gemäß einer nicht dargestellten Aus führung in weiteren Schichten der ersten und/oder zweiten Schichten vorgesehen werden .
Fig . 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer sechsten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig . 5 entspricht und zusätzlich auf der zweiten Seite 3 des Interferenz filters ein Substrat 50 aufweist , auf das abwechselnd die ersten Schichten 10 und die zweiten Schichten 20 aufgebracht sind .
Fig . 7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer siebten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig .
1 entspricht . Im Gegensatz zu der Aus führungs form von Fig . 1 sind die Partikel 31 , 32 , 33 nicht in allen zweiten Schichten 20 vorhanden, sondern nur in einigen der zweiten Schichten 20 . Zusätzlich sind Partikel 41 , 42 , 43 in einer der zweiten Schichten 20 und einigen ersten Schichten 10 vorgesehen. Die Partikel 41, 42, 43 weisen ein anderes Material und damit einen anderen Brechungsindex als die Partikel 31, 32, 33 auf. Die Partikel 41, 42, 43 können auch gemäß einer nicht dargestellten Ausführung nur in den ersten Schichten 10 vorgesehen sein, während Partikel 31, 32, 33 in den ersten Schichten 10 vorgesehen sind.
Fig. 8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters 1 gemäß einer achten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig.
7 entspricht und zusätzlich auf der zweiten Seite 3 des Interferenzfilters ein Substrat 50 aufweist, auf das abwechselnd die ersten Schichten 10 und die zweiten Schichten 20 aufgebracht sind.
Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters 1 gemäß einer neunten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig.
7 entspricht. Im Gegensatz zu der Aus führungs form von Fig. 7 sind die Partikel 41, 42, 43 nur in den ersten Schichten 10 vorgesehen, während die Partikel 31, 32, 33 in den zweiten Schichten 10 vorgesehen sind.
Fig. 10 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters 1 gemäß einer zehnten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig. 9 entspricht und zusätzlich auf der zweiten Seite 3 des Interferenzfilters ein Substrat 50 aufweist, auf das abwechselnd die ersten Schichten 10 und die zweiten Schichten 20 aufgebracht sind.
Fig. 11 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenzfilters 1 gemäß einer elften Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig.
1 entspricht. Im Gegensatz zu der Aus führungs form von Fig. 1 sind die Partikel 31, 32, 33 nicht in allen zweiten Schichten 20 vorhanden und nur Partikel 32 , 33 mit einer kleineren Abmessung als die Dicke der Schichten 20 vorgesehen .
Fig . 12 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer zwöl ften Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig . 3 entspricht und zusätzlich auf der zweiten Seite 3 des Interferenz filters ein Substrat 50 aufweist , auf das abwechselnd die ersten Schichten 10 und die zweiten Schichten 20 aufgebracht sind .
Fig . 13 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer drei zehnten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig . 1 entspricht . Im Gegensatz zu der Aus führungs form von Fig . 1 sind die Partikel 31 , 32 , 33 nicht in allen zweiten Schichten 20 vorhanden, sondern nur in einigen der zweiten Schichten 20 . Zusätzlich weisen einige Partikel 34 , 35 eine größere Abmessung in der Normalenrichtung des Interferenz filters 1 auf . Bei den Partikeln 34 beträgt die Abmessung etwa 110- 130% der Schichtdicke der Schichten 20 und bei den Partikeln 35 etwa 130- 150% der Schichtdicke der Schichten 20 . Dadurch ragen die Partikel 34 , 35 aus den j eweiligen Schichten 20 in Normalenrichtung des Interferenz filters heraus , so dass in den darüber angeordneten Schichten 10 , 20 entsprechende Auswölbungen 11 , 21 vorhanden sind, deren Größe mit zunehmenden Abstand von den Partikeln 34 , 35 abnehmen kann .
Fig . 14 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer vierzehnten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig . 13 entspricht und zusätzlich auf der zweiten Seite 3 des Interferenz filters ein Substrat 50 aufweist , auf das abwechselnd die ersten Schichten 10 und die zweiten Schichten 20 aufgebracht sind . Fig . 15 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer fünf zehnten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig . 1 entspricht . Im Gegensatz zu der Aus führungs form von Fig . 1 sind in den Schichten 10 keine Partikel vorhanden . Stattdessen weist die zweite von unten in Fig . 15 gesehene Schicht 10 eine unhomogene Schichtdicke auf , deren Struktur sich in die darüberliegenden Schichten 20 , 10 und 20 vorsetzt . Da die Schichten 10 und 20 Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex aufweisen, ergibt sich eine Variation des Brechungsindexes in Ebenen senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenz filters 1 . Gemäß einer nicht dargestellten Aus führung können zusätzlich Partikel entsprechend den in den anderen Figuren gezeigten Aus führungen der Erfindung vorgesehen werden .
Fig . 16 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer sechzehnten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig . 15 entspricht und zusätzlich auf der zweiten Seite 3 des Interferenz filters ein Substrat 50 aufweist , auf das abwechselnd die ersten Schichten 10 und die zweiten Schichten 20 aufgebracht sind .
Fig . 17 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer siebzehnten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig . 15 entspricht . Im Gegensatz zu der Aus führungs form von Fig . 15 weist die zweite von unten in Fig . 17 gesehene Schicht 20 eine unhomogene Schichtdicke auf , deren Struktur sich in die darüberliegenden Schichten 10 und 20 vorsetzt . Da die Schichten 10 und 20 Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex aufweisen, ergibt sich eine Variation des Brechungsindexes in Ebenen senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenz filters 1 . Gemäß einer nicht dargestellten Aus führung können zusätzlich Partikel entsprechend den in den anderen Figuren gezeigten Aus führungen der Erfindung vorgesehen werden .
Fig . 18 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer achtzehnten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig . 17 entspricht und zusätzlich auf der zweiten Seite 3 des Interferenz filters ein Substrat 50 aufweist , auf das abwechselnd die ersten Schichten 10 und die zweiten Schichten 20 aufgebracht sind .
Fig . 19 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer neunzehnten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig . 17 entspricht . Im Gegensatz zu der Aus führungs form von Fig . 17 weist die erste von unten in Fig . 17 gesehene Schicht 20 eine unhomogene Schichtdicke auf , deren Struktur sich nicht in die darüberliegenden Schichten 20 , 10 und 20 vorsetzt , weil die unmittelbar anschließende Schicht 10 eine komplementäre Inhomogenität in der Schichtdicke aufweise , so dass diese oberen Schichten 20 , 10 und 20 wieder planar sind . Da die Schichten 10 und 20 Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex aufweisen, ergibt sich eine Variation des Brechungsindexes in Ebenen senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenz filters 1 bei dem Bilayer aus den inhomogenen Schichten 20 , 10 . Gemäß einer nicht dargestellten Aus führung können zusätzlich Partikel entsprechend den in den anderen Figuren gezeigten Aus führungen der Erfindung vorgesehen werden .
Fig . 20 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Interferenz filters 1 gemäß einer zwanzigsten Aus führungs form der Erfindung, die im Wesentlichen der Aus führungs form von Fig . 19 entspricht und zusätzlich auf der zweiten Seite 3 des Interferenz filters ein Substrat 50 aufweist , auf das abwechselnd die ersten Schichten 10 und die zweiten Schichten 20 aufgebracht sind . Erfindungsgemäß kann durch die Wahl der Schichtabstände kann die Reflexionswellenlänge und damit die Farbgestaltung des Interferenz filters 1 derart gewählt werden, dass sie eine bestimmte Farbe , beispielsweise rot , zeigt . Die Schichtabstände können zwischen etwa 100 nm und etwa 250 nm gewählt werden . Die Zahl der Einzelschichten kann zwischen 1 und etwa 100 oder vorzugsweise zwischen etwa 3 und etwa 20 betragen .
Der Interferenz filter 1 ist strukturiert , sodass dieser nicht wie sonst üblich als planer Dünnschichtfilter betrachtet werden kann . Der Interferenz filter 1 kann dennoch als Bragg-Filter oder als ähnliches Filter designt werden . Erfindungsgemäß wurde j edoch erkannt , dass sich einige Eigenschaften der als Dünnschichtfilter designten Struktur durch das Einbringen der Partikel bzw . Inhomogenitäten der Schichtdicken wesentlich ändern, sodass nicht mehr von einem eindimensionalen Dünnschichtfilter gesprochen werden kann . Erhalten bleiben bei dieser Realisierungs form die Hauptref lexionsmaxima, aber auch höhere Harmonische der Dünnschichtstruktur, wobei deren genaue Lage durch die Schichtfolge der Einzelschichten des Dünnschichtfilters beeinflusst werden kann . Einer der wesentlichen Einflüsse der strukturierten Oberfläche ist ein Einfluss auf die Winkelabhängigkeit der Reflexionspeaks . Die Farbgestaltung des Interferenz filters 1 weist bei Änderung des Betrachtungswinkels eine geringere Variation auf als bekannte , farbige Verglasungseinheiten . Gleichzeitig ist die Transmission für das für die solare Energieerzeugung verwendbare Spektrum größer als bei bekannten, insbesondere pigmentierten farbigen Verglasungseinheiten .
Erfindungsgemäß können drei unterschiedliche dreidimensionale photonische Strukturen in dem Interferenz filter erzeugt werden . Diese unterscheiden sich darin, dass sie unterschiedliche Farben zeigen, d . h . Licht bei j eweils unterschiedlichen Wellenlängen reflektieren . Auf diese Weise ist es möglich, durch Überlagung von drei Grundfarben auch Mischfarben zu erzeugen und damit die Gestaltungsmöglichkeiten weiter zu erhöhen .
Die photonischen Strukturen können sich durch die Zusammensetzung und/oder die Dicke und/oder die Anzahl der Einzelschichten und/oder die eingebrachten Partikel und/oder die Inhomogenitäten der Schichtdicken unterscheiden .
Vorteilhaft ist es , dass der Interferenz filter zur Erzeugung eines gestalterischen Elements erste Teil flächen aufweist , welche eine erste photonische Struktur aufweisen und zweite Teil flächen aufweist , welche eine zweite photonische Struktur oder keine photonische Struktur aufweisen . Wenn Teil flächen des Interferenz filters keine photonische Struktur aufweisen, erscheinen diese schwarz . Wenn ausgewählte Teil flächen des Interferenz filters eine andere photonische Struktur aufweisen als andere Teil flächen, so können diese in einer anderen Farbe erscheinen, wenn sich die Schichtdicken und/oder das Material der Einzelschichten und/oder oder die Anzahl der Einzelschichten unterscheiden . In anderen Aus führungs formen der Erfindung können Teil flächen mit dem identischen Bragg-Filter versehen sein, aber andere Partikel bzw . Inhomogenitäten aufweisen . Hierdurch kann sich eine größere Winkelabhängigkeit des Farbeindruckes einstellen . Durch die Aufteilung in erste und zweite Teil flächen können Muster, Logos oder andere gestalterische Elemente auf dem Interferenz filter ausgeführt werden . Gleichzeitig bleibt die hohe Transmission als wesentlicher Vorteil der Erfindung über die gesamte Fläche erhalten .
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Aus führungs formen beschränkt . Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen . Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Aus führungs form der Erfindung vorhanden ist . Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus . Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste" und „zweite" Aus führungs formen definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Ausführungs formen, ohne eine Rangfolge festzulegen .

Claims

- 39 -
Ansprüche Interferenzfilter (1) mit einer ersten Seite (2) und einer gegenüberliegenden zweiten Seite (3) , enthaltend ein Mehrschichtsystem (4) , welches zumindest eine erste Schicht (10) und zumindest eine zweite Schicht (20) enthält, wobei die ersten und zweiten Schichten (10, 20) jeweils eine Dicke von etwa 40 nm bis etwa 500 nm oder von etwa 100 nm bis etwa 250 nm aufweisen, und wobei der Brechungsindex entlang der Normalenrichtung des Interferenzfilters variiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten (10, 20) zumindest in einer Ebene senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenzfilters variiert . Interferenzfilter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schichten eine Dicke von etwa 40 nm bis etwa 500 nm und/oder die zweiten Schichten eine Dicke von etwa 100 nm bis etwa 250 nm aufweisen. Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten (10, 20) zumindest in einer Ebene senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenzfilters mit einer Ortsfrequenz von etwa 10/mm bis etwa 10.000/mm variiert. Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Interferenzfilter (1) dazu eingerichtet ist, einen überwiegenden Teil eines ersten Teilspektrums eintreffender elektromagnetischer Strahlung zu 40 reflektieren und einen überwiegenden Teil eines zweiten Teilspektrums eintreffender elektromagnetischer Strahlung zu transmittieren, wobei der reflektierte Anteil einer höheren Harmonischen entspricht und im sichtbaren Spektralbereich liegt. Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten (10, 20) Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind, deren Brechungsindex sich von dem Brechungsindex der Schicht (10, 20) unterscheidet, in der die Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind. Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten (10, 20) zweite Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind, die sich von den ersten Partikeln (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) hinsichtlich des Brechungsindex und/oder der Größe und/oder des schichtbezogenen Volumenanteils unterscheiden . Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten (10, 20) Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind, deren
Volumenanteil bezogen auf das Volumen der Schicht (10, 20) , in der die Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind, weniger als 90%, vorzugsweise weniger als 80%, weiter vorzugsweise weniger als 70% und noch weiter vorzugsweise weniger als 60% beträgt. Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest 41 einer der ersten und zweiten Schichten (10, 20) Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind, deren Volumenanteil bezogen auf das Volumen der Schicht (10, 20) , in der die Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind, mehr als 5%, vorzugsweise mehr als 10%, weiter vorzugsweise mehr als 15% und noch weiter vorzugsweise mehr als 20% beträgt. Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten (10, 20) Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind, deren
Abmessung entlang des Normalenrichtung der Schicht (10, 20) , in der die Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind, weniger als 200%, vorzugsweise weniger als 150%, weiter vorzugsweise weniger als 100% und noch weiter vorzugsweise weniger als 75% der Schichtdicke der Schicht (10, 20) beträgt, in der die Nanopartikel (31, 32, 33, 41, 42, 43) enthalten sind. Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten (10, 20) Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind, deren
Abmessung entlang des Normalenrichtung der Schicht (10, 20) , in der die Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind, mehr als 30%, vorzugsweise mehr als 50%, weiter vorzugsweise mehr als 70% und noch weiter vorzugsweise mehr als 90% der Schichtdicke der Schicht (10, 20) beträgt, in der die Nanopartikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind. Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schichten (10) ein Material enthalten, welches einen Brechungsindex von etwa 1,3 bis etwa 2,2 aufweist. Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Schichten (20) ein Material enthalten, welches einen Brechungsindex von etwa 1,5 bis etwa 2,7 aufweist, der sich von dem Brechungsindex des Materials der ersten Schichten (10) unterscheidet und/oder größer als der Brechungsindex des Materials der ersten Schichten (10) ist, so dass der Brechungsindex entlang der Normalenrichtung des Interferenzfilters (1) variiert. Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten (10, 20) Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind, deren Brechungsindex größer als 1,3, vorzugweise größer als 1,4, weiter vorzugsweise größer als 1,45, weiter vorzugsweise größer als 1,5, weiter vorzugsweise größer als 1, 6, weiter vorzugsweise größer als 1,7, und noch weiter vorzugsweise größer als 1,8 ist. Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten (10, 20) Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind, deren Brechungsindex kleiner als 2,4, vorzugweise kleiner als 2,
2, weiter vorzugsweise kleiner als 2,0, weiter vorzugsweise kleiner als 1,9, und noch weiter vorzugsweise kleiner als 1,8 ist. Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten (10, 20) Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind, die ZrO und/oder SiO2 und/oder SiOx und/oder AlOx und/oder SiN und/oder ZnO und/oder TiO2 enthalten oder daraus bestehen . Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer der ersten und zweiten Schichten (10, 20) Hohlräume (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) enthalten sind. Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Schichten (10, 20) jeweils zumindest ein Polymer enthalten oder daraus bestehen und/oder dass die ersten und/oder zweiten Schichten (10, 20) PMMA und/oder PS und/oder PC und/oder ETFE und/oder PTFE und/oder PP- Copolymere und/oder PE-Copolymere und/oder COC und/oder EVA und/oder PVF und/oder PDMS und/oder anorganische Nanopartikel und/oder eine Keramik und/oder SiO2 und/oder AlOx und/oder SiNx und/oder SnO2 und/oder SnO2 : F und/oder ZnO und/oder ZnO:X und/oder TiO2 enthalten oder daraus bestehen . Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrschichtsystem (4) mehrere, vorzugsweise zwischen 2 und 10, weiter vorzugsweise zwischen 3 und 8 übereinander angeordnete Schichtpaare aus einer ersten Schicht (10) und einer darüber angeordneten zweiten Schicht (20) aufweist . Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Seite
(3) eine Klebstoffbeschichtung (5) aufweist. 44 Interferenzfilter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Seite
(3) ein Substrat (50) aufweist. Verglasungseinheit enthaltend zumindest eine Scheibe mit einer ersten Seite und einer gegenüberliegenden zweiten Seite, weiterhin enthaltend zumindest einen Interferenzfilter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die zweite Seite (3) des Interferenzfilters (1) auf der ersten Seite der Scheibe aufgebracht ist Verfahren zur Herstellung eines ein Mehrschichtsystem (4) aufweisenden Interferenzfilters (1) , vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 20, mit den folgenden Schritten: Herstellen einer ersten Lösung, welche ein erstes Lösungsmittel und ein erstes Material enthält Herstellen einer zweiten Lösung, welche ein zweites Lösungsmittel und ein zweites Material enthält, Herstellen des Mehrschichtsystems aus der Nassphase unter alternierender Verwendung der ersten und der zweiten Lösung, derart dass der Brechungsindex zumindest in einer Ebene senkrecht zur Normalenrichtung des Interferenzfilters variiert. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass in die erste und/oder zweite Lösung Partikel (31, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 43) eingebracht werden. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material der ersten Lösung und/oder das zweite Material der zweiten Lösung ausgewählt ist aus PMMA und/oder PS und/oder PC und/oder ETFE und/oder PTFE und/oder PP-Copolymeren und/oder PE- Copolymeren und/oder COC und/oder EVA und/oder PVF - 45 - und/oder PDMS und/oder anorganischen Nanopartikeln und/oder Sol-Gel-Materialien. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellen des Schichtsystems (4) aus der Nassphase derart erfolgt, dass die ersten und/oder zweiten Schichten (10, 20) jeweils eine Dicke von 40 nm bis 500 nm aufweisen.
PCT/EP2022/051567 2021-01-26 2022-01-25 Interferenzfilter, verfahren zu seiner herstellung und seiner verwendung WO2022161926A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021200675.2A DE102021200675A1 (de) 2021-01-26 2021-01-26 Interferenzfilter, Verfahren zu seiner Herstellung und seiner Verwendung
DE102021200675.2 2021-01-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2022161926A2 true WO2022161926A2 (de) 2022-08-04
WO2022161926A3 WO2022161926A3 (de) 2022-09-22

Family

ID=80168293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/051567 WO2022161926A2 (de) 2021-01-26 2022-01-25 Interferenzfilter, verfahren zu seiner herstellung und seiner verwendung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021200675A1 (de)
WO (1) WO2022161926A2 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150249424A1 (en) 2012-09-20 2015-09-03 Swissinso Sa Laminated glazing with coloured reflection and high solar transmittance suitable for solar energy systems
DE102017203105B4 (de) 2017-02-27 2019-05-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verglasungseinheit, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4968117A (en) * 1983-09-02 1990-11-06 Hughes Aircraft Company Graded index asperhic combiners and display system utilizing same
US20130215513A1 (en) * 2012-01-30 2013-08-22 Guardian Industries Corp. Method of making coated article including anti-reflection coating with porosity differences in two layers, and products containing the same
TWI487625B (zh) * 2013-08-22 2015-06-11 Ind Tech Res Inst 紅外光阻隔之金屬氧化物多層膜結構
KR101499487B1 (ko) * 2013-10-31 2015-03-18 한국과학기술연구원 플라즈모닉 나노 칼라 코팅층 및 이의 형성 방법
ES2702658T3 (es) * 2014-04-10 2019-03-04 Csem Centre Suisse Delectronique Et De Microtechnique Sa Módulo fotovoltaico solar
JP6787336B2 (ja) 2015-11-17 2020-11-18 コニカミノルタ株式会社 光学反射フィルムおよび光学反射体
WO2017110651A1 (ja) 2015-12-25 2017-06-29 コニカミノルタ株式会社 光学反射フィルム
JP6758901B2 (ja) * 2016-05-02 2020-09-23 キヤノン株式会社 反射防止膜、並びにそれを用いた光学用部材および光学機器
KR102187105B1 (ko) * 2018-07-18 2020-12-04 한국과학기술연구원 컬러 구조물

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150249424A1 (en) 2012-09-20 2015-09-03 Swissinso Sa Laminated glazing with coloured reflection and high solar transmittance suitable for solar energy systems
DE102017203105B4 (de) 2017-02-27 2019-05-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verglasungseinheit, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021200675A1 (de) 2022-07-28
WO2022161926A3 (de) 2022-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3586071B1 (de) Verglasungseinheit, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
DE112010001362B4 (de) Verfahren zum Entwerfen und Herstellen omnidirektionaler, mehrschichtigter photonischer Strukturen
DE102013106392B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Entspiegelungsschicht
DE69627088T2 (de) Antireflektierende Oberfläche mit vorgegebener Rauheit, insbesondere für Armaturenbrett von Motorfahrzeugen
EP1092164B1 (de) Verfahren zur herstellung von antireflexschichten
DE112015002819T5 (de) Organisches, elektrolumineszierendes Element, Grundmaterial und Licht-emittierende Vorrichtung
EP2210275A2 (de) Solarkollektor mit dekorativer oberfläche
EP2302699A2 (de) Solarzelle mit pigmentierten dielektrischen Reflektor
EP1771895A2 (de) Top-emittierendes, elektrolumineszierendes bauelement mit zumindest einer organischen schicht
EP2737998A1 (de) Coextrudatkörper für Solarmodul
DE19713215A1 (de) Solarzelle mit texturierter TCO-Schicht sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen TCO-Schicht für eine solche Solarzelle
DE102018122939A1 (de) Farbige Solarpaneele und diese umfassende Strukturen
EP2650703A2 (de) Verfahren zur Herstellung eines reflexionsmindernden Interferenzschichtsystems sowie reflexionsminderndes Interferenzschichtsystem
DE112012006848T5 (de) Solarzellenmodul
WO2022161926A2 (de) Interferenzfilter, verfahren zu seiner herstellung und seiner verwendung
WO2015110546A1 (de) Verfahren zur herstellung eines reflexionsmindernden schichtsystems und reflexionsminderndes schichtsystem
EP3039718B1 (de) Teiltransparente dünnschichtsolarmodule
DE102012105457B3 (de) Schichtsystem für eine transparente Elektrode und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102011109846A1 (de) Dünnschicht-Solarzelle und Verfahren zu deren Herstellug
WO2020239175A1 (de) Wafer-solarzelle, solarmodul und verfahren zur herstellung der wafer-solarzelle
DE112015003828T5 (de) Lichtstreuungselement für Verbinder, damit versehene Verbinder für Solarzellen, und Solarzellenmodul
EP2130408A1 (de) Elektrolumineszierendes schichtelement
DE112020003272T5 (de) Dielektrische dünne Folienbeschichtungen für unidirektionale und bidirektionale wellenlängenselektive reflektive Farberzeugung
WO2011161010A2 (de) Substrat mit oberflächlich strukturierter flächenelektrode für eine solarzelle und verfahren zu dessen herstellung
DE102013209217A1 (de) Solarzelle mit breitbandiger Antireflexschicht, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22702229

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22702229

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2