SE434634B - Article comprising at least a transparent, non-iridescent glass plate, procedure for its production and application of the same in a building - Google Patents
Article comprising at least a transparent, non-iridescent glass plate, procedure for its production and application of the same in a buildingInfo
- Publication number
- SE434634B SE434634B SE7810974A SE7810974A SE434634B SE 434634 B SE434634 B SE 434634B SE 7810974 A SE7810974 A SE 7810974A SE 7810974 A SE7810974 A SE 7810974A SE 434634 B SE434634 B SE 434634B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- coating
- refractive index
- glass
- thickness
- light
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 103
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 140
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 110
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 32
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 18
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 8
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 3
- 239000002932 luster Substances 0.000 claims 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 claims 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 17
- 239000005315 stained glass Substances 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 103
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 61
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 22
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium dioxide Chemical compound O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 11
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 11
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N gallium(III) oxide Inorganic materials O=[Ga]O[Ga]=O QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- VXKWYPOMXBVZSJ-UHFFFAOYSA-N tetramethyltin Chemical compound C[Sn](C)(C)C VXKWYPOMXBVZSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- -1 aluminum alkoxides Chemical class 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N germane Chemical compound [GeH4] QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052986 germanium hydride Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 3
- BLBNEWYCYZMDEK-UHFFFAOYSA-N $l^{1}-indiganyloxyindium Chemical compound [In]O[In] BLBNEWYCYZMDEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- RJCQBQGAPKAMLL-UHFFFAOYSA-N bromotrifluoromethane Chemical compound FC(F)(F)Br RJCQBQGAPKAMLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004456 color vision Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- NZZFYRREKKOMAT-UHFFFAOYSA-N diiodomethane Chemical compound ICI NZZFYRREKKOMAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- RVHSTXJKKZWWDQ-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2-tetrabromoethane Chemical compound BrCC(Br)(Br)Br RVHSTXJKKZWWDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000143 2-carboxyethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- XBIUWALDKXACEA-UHFFFAOYSA-N 3-[bis(2,4-dioxopentan-3-yl)alumanyl]pentane-2,4-dione Chemical compound CC(=O)C(C(C)=O)[Al](C(C(C)=O)C(C)=O)C(C(C)=O)C(C)=O XBIUWALDKXACEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002698 Al2O3 SnO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007277 Si3 N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005091 Si3N Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003691 SiBr Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003910 SiCl4 Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 125000005595 acetylacetonate group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical compound [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JPUHCPXFQIXLMW-UHFFFAOYSA-N aluminium triethoxide Chemical compound CCO[Al](OCC)OCC JPUHCPXFQIXLMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 235000019646 color tone Nutrition 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- UBHZUDXTHNMNLD-UHFFFAOYSA-N dimethylsilane Chemical compound C[SiH2]C UBHZUDXTHNMNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N dimethylzinc Chemical compound C[Zn]C AXAZMDOAUQTMOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940119177 germanium dioxide Drugs 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000007794 irritation Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910003455 mixed metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N molecular nitrogen;molecular oxygen Chemical compound N#N.O=O DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HDZGCSFEDULWCS-UHFFFAOYSA-N monomethylhydrazine Chemical compound CNN HDZGCSFEDULWCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940071182 stannate Drugs 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 150000003606 tin compounds Chemical class 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- XDWXRAYGALQIFG-UHFFFAOYSA-L zinc;propanoate Chemical compound [Zn+2].CCC([O-])=O.CCC([O-])=O XDWXRAYGALQIFG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
- C03C17/002—General methods for coating; Devices therefor for flat glass, e.g. float glass
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
- G02B5/282—Interference filters designed for the infrared light reflecting for infrared and transparent for visible light, e.g. heat reflectors, laser protection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Description
" ten 3.710.074). 7810974- 1 2 I vissa fall, dvs. när glaset har mycket_mörk färgton (enem- pelvis med en ljustransmissionsförmâga av mindre än ca 25 %), döljes denna irisering och kan tolereras. För de flesta tillämpningar till väggar och fönster för byggnader är den irisering som normalt är förenad med beläggningar med en ltjocklek av mindre än ca O,75Åpm estetiskt oacceptabel för många betraktare (se exempelvis den amerikanska patentskrif- _ V Ringa eller icke någon framgång har uppnåttsc med att väsentligen minska eller eliminera den oönskade och synliga iriseringen i klara, blågröna och lätt färgade glas. "10 3,710,074). 7810974- 1 2 In some cases, ie when the glass has a very_dark hue (for example, with a light transmission capacity of less than about 25%), this iridescence is hidden and can be tolerated. For most wall applications and windows for buildings, the iridescence normally associated with coatings having a thickness of less than about 0.75 microns is aesthetically unacceptable to many viewers (see, for example, U.S. Pat.) Little or no success has been achieved in substantially reducing or eliminating the unwanted and visible iris in clear, blue-green and lightly colored glasses.
Iriseringsfärger är ett mycket allmänt fenomen hos trans- parenta filmer med en-tjocklek varierande från ca 0,1 till l;un, i synnerhet vid tjocklekar under ca 0,85/un. Dessvärre är det särskilt detta tjockleksområde som är av praktisk betydelse för de flesta kommersiella tillämpningar. Halv- ledarbeläggningar tunnare än ca 0,l;an uppvisar icke inter-. ferensfärger, men sådana tunna beläggningar har en markant sämre reflexionsförmåga för infrarött.ljus och en markant minskad elektrisk ledningsförmåga. _,Éeläggningar med större tjocklek än ca l;un uppvisar icke -heller synlig irisering vid dagsljusbelysning, men belägg- ningar med så stor tjocklek är mycket dyrbarare att till- verka, eftersom större mängder beläggningsmaterial erfordras och eftersom den för avsättning av beläggningen erforderliga tidrymden är i motsvarande mån längre.d Vidare har filmer med en tjocklek överstigande l;¿m en benägenhet att uppvisa grumlighet, vilket beror på ljusspridning från ytoregelbunden- heter, som blir större på en sådan film. Sådana filmer upp- visar även större benägenhet till sprickning under värme- spänningar, på grund av värmeutvidgningsskillnader.Iridescent dyes are a very common phenomenon in single film thicknesses ranging from about 0.1 to 1 micron, especially at thicknesses below about 0.85 microns. Unfortunately, it is especially this thickness range that is of practical importance for most commercial applications. Semiconductor coatings thinner than about 0.1 do not show inter-. ferrous colors, but such thin coatings have a markedly poorer reflectivity for infrared light and a markedly reduced electrical conductivity. Coatings with a thickness greater than about 1; 1 do not show any visible irritation in daylight lighting, but coatings with such a thickness are much more expensive to manufacture, because larger amounts of coating material are required and because the time required to deposit the coating is correspondingly longer.d Furthermore, films with a thickness exceeding l; ¿m have a tendency to show turbidity, which is due to light scattering from surface irregularities, which becomes larger on such a film. Such films also show a greater tendency for cracking under thermal stresses, due to differences in thermal expansion.
På grund av dessa tekniska och ekonomiska begränsningar inne- fattar så gott som all tidigare kommersiell produktion av sådana belagda glasföremâl filmer med en tjocklek inom om- rådet ca 0,1 till 0,3/un, som uppvisar uttalade iriserings- ffärger; Hittills har så gott som ingen användning av sådant 1a1o9v4-1 3 belagt glas för byggnadsändamål förekommit, trots att det skulle vara kostnadsbesparande genom energibesparing att göra detta. Sålunda kan exempelvis värmeförlusterna genom infra- röd strålning genom glasområden i en upphettad byggnad uppgå till ca hälften av värmeförlusterna genom icke belagda fönster.Due to these technical and economic limitations, virtually all previous commercial production of such coated glassware includes films having a thickness in the range of about 0.1 to 0.3 .mu.m, which exhibit pronounced iridescent colors; To date, there has been virtually no use of such 1a1o9v4-1 3 coated glass for building purposes, although it would be cost effective to save energy. Thus, for example, the heat losses through infrared radiation through glass areas in a heated building can amount to about half of the heat losses through uncoated windows.
Närvaron av iriseringsfärger på dessa belagda glasprodukter är ett huvudsakligt skäl för att man icke använder sådana be- läggningar.The presence of iridescent paints on these coated glass products is a major reason for not using such coatings.
Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma medel för att eliminera den synliga iriseringen från halv- ledande tunna filmbeläggningar på glas med bibehållande av dessas önskvärda egenskaper beträffande transparens för syn- ligt ljus, reflexion av infraröd strålning samt elektrisk _ ledningsförmåga.It is an object of the present invention to provide means for eliminating the visible iridescence from semiconductor thin film coatings on glass while maintaining their desirable properties in terms of transparency to visible light, reflection of infrared radiation and electrical conductivity.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma de i det föregående angivna resultaten utan att man ökar kostnaderna för framställningen i väsentlig grad jämfört med kostnaderna för användning av vanliga iriserande filmer.Another object of the invention is to achieve the above-mentioned results without substantially increasing the cost of production compared to the cost of using ordinary iridescent films.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma de i det föregående angivna resultaten med ett förfarande, som är kon- tinuerligt och fullt kombinerbart med moderna framställnings- processer som användes i glasindustrin.Another object of the invention is to provide the foregoing results by a process which is continuous and fully compatible with modern manufacturing processes used in the glass industry.
Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma samtliga de i det föregående angivna resultaten med produkter som har hög beständighet och är stabila mot ljus, kemikalier och mekanisk nötning.A further object of the invention is to achieve all the above-mentioned results with products which have high durability and are stable to light, chemicals and mechanical abrasion.
Ett annat ändamål är att åstadkomma samtliga de i det före- gående angivna resultaten med användning av material, som är tillräckligt lättillgängliga för att tillåta vittomfattande användning.Another object is to achieve all the results set forth above using materials which are readily available to allow for widespread use.
Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en ny dubbelglasad konstruktion innefattande en ultratunn, infra- :fil L 1810974-1 4 . rödreflekterande substans, varvid denna struktur är fri från _störande irisering.A further object of the invention is to provide a new double-glazed construction comprising an ultra-thin, infrared: L 1810974-1 4. red-reflecting substance, this structure being free from disturbing iridescence.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en glas- konstruktion innefattande en föreningsheläggning, varvid en ytterbeläggning är utförd av en infrarödreflekterande yta med en tjocklek av ca 0,7_ßm.eller mindre, varvid en innerbelägg- ning utgör ett medel för att (a) minska grumlingen pâ det belagda glaset och samtidigt samt oberoende därav (b) minska iriseringen hos glasstrukturen med hjälp av koherent tillsats av reflekterat ljus.Another object of the invention is to provide a glass structure comprising a compound coating, an outer coating being formed of an infrared reflecting surface having a thickness of about 0.7 .mu.m or less, an inner coating being a means for (a) reduce the haze on the coated glass and at the same time and independently thereof (b) reduce the iridescence of the glass structure by means of a coherent addition of reflected light.
Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en glasstruktur med de i det föregående angivna icke-iriserande egenskaperna, varvid denna struktur utmärkes av en stegvis eller gradvis förändring av beläggningens sammansättning mellan glaset och luften.A further object of the invention is to provide a glass structure with the above-mentioned non-iridescent properties, this structure being characterized by a stepwise or gradual change of the composition of the coating between the glass and the air.
Ett ytterligare ändamål med uppfinningen framgår för fackman- nen med ledning av uppgifterna i beskrivningen.A further object of the invention will become apparent to those skilled in the art from the information set forth in the specification.
En aspekt av uppfinningen utnyttjar bildningen av ett eller fler skikt av transparent material mellan glaset och den halv- ledande filmen. Dessa skikt har brytningsindexvärden som ligger mellan värdet för glas och värdet för den halvledande filmen. Med lämpliga val av tjocklek och brytningsindexvärden har det visat sig att iriseringsfärgerna kan bringas att bli alltför svaga för att kunna iakttagas av de flesta människor, och med säkerhet alltför svaga för att störa en omfattande kommersiell användning även till byggnadsändamål. Lämpliga material för dessa mellanskikt anges även liksom ett för- farande för framställning av dessa skikt.One aspect of the invention utilizes the formation of one or more layers of transparent material between the glass and the semiconducting film. These layers have refractive index values that lie between the value of glass and the value of the semiconductor film. With appropriate choices of thickness and refractive index values, it has been found that the iridescent paints can be made too weak to be observed by most people, and certainly too weak to interfere with extensive commercial use even for building purposes. Suitable materials for these intermediate layers are also specified, as is a procedure for producing these layers.
En annan ny metod som beskrives är_sammanföring av två glas- ytor med beläggningar anordnade på ett inbördes avstånd om 0,25 gånger en synlig våglängd ifråga om tjocklek (exempelvis ca-0,07,ßm när tennoridbeläggningar användes) och anordnade parallellt med varandra, så att ljus som skulle bilda irise- 7810974-1 5 ringsfärger adderas inkoherent och eventuella icke önskade iriseringseffekter minskas effektivt under tröskelvärdet för estetiska anmärkningar.Another new method described is the joining of two glass surfaces with coatings arranged at a mutual distance of 0.25 times a visible wavelength in terms of thickness (for example about 0.07 .mu.m when tennoride coatings are used) and arranged parallel to each other, so that light which would form iridescent colors is added incoherently and any undesired iridescent effects are effectively reduced below the threshold for aesthetic remarks.
Exempel på uppfinningen innefattar ett dubbelglasat fönster med en beläggning på varje glasskiva eller på en enda av glas- skivorna med en beläggning på vardera glasytan.Examples of the invention include a double glazed window with a coating on each glass sheet or on a single one of the glass sheets with a coating on each glass surface.
En samordnande aspekt hos dessa olika utföringsformer är att de samtliga utnyttjar en tunn halvledarbeläggning anordnad kongruent med en andra beläggning, som utgör ett medel för att väsentligen minska iriseringen genom att erbjuda minst tvâ ytterligare gränsytbildande medel, tillsammans med massan i den andra beläggningen, för reflexion och brytning av ljus på sådant sätt, att det markant motverkar observering av iriserande färger.A coordinating aspect of these various embodiments is that they all utilize a thin semiconductor coating arranged congruently with a second coating, which is a means of substantially reducing the iridescence by offering at least two additional interfacing agents, together with the mass of the second coating, for reflection. and refraction of light in such a way that it markedly counteracts the observation of iridescent colors.
Med hänsyn till den subjektiva arten av färgperception är det önskvärt att diskutera metoder och antaganden, som använts för värdering av föreliggande uppfinning. Det bör observeras att tillämpningen av en stor del av de teoretiska diskussio- nerna i det följande är av retrospektiv art, eftersom denna diskussion oundvikligen baseras pâ kännedom om föreliggande uppfinning.In view of the subjective nature of color perception, it is desirable to discuss methods and assumptions used to evaluate the present invention. It should be noted that the application of a large part of the theoretical discussions in the following is of a retrospective nature, since this discussion is inevitably based on knowledge of the present invention.
För att möjliggöra en lämplig kvantitativ värdering av de olika tänkbara konstruktioner som motverkar iriseringsfärger, beräknades intensiteten av dessa färger med användning av optiska data och färgperceptionsdata. Vid denna diskussion antages filmskikt vara plana med likformig tjocklek och lik- formigt brytningsindex i varje skikt. Förändringarna av brytningsindex antages vara abrupta vid de plana gränsytorna mellan intill varandra belägna filmskikt. Verkliga brytnings- indexvärden användes motsvarande försumbara absorptionsför- luster i skikten. Reflexionskoefficienterna anges för normalt infallande plana vågor av opolariserat ljus. i I Med utnyttjande av dessa antaganden beräknas amplituderna för 78109714-1 6 reflexion och transmission från varje gränsyta med Fresnelsy formel. Därefter summeras dessa amplituder med beaktande av de fasskillnader som erhålles genom fortplantning genom skikten ifråga. Dessa resultat har visat sig vara ekvivalenta med Airy-formeln (se exempelvis Optics of Thin Films av F. Knittl, Wiley and Sons, New York, 1976) för multipel_ reflexion och interferens i tunna filmer, när dessa formler tillämpas på samma fall som behandlas enligt uppfinningen.To enable an appropriate quantitative evaluation of the various conceivable constructions that counteract iridescence colors, the intensity of these colors was calculated using optical data and color perception data. In this discussion, film layers are assumed to be planar with uniform thickness and uniform refractive index in each layer. The changes in refractive index are assumed to be abrupt at the planar interfaces between adjacent film layers. Actual refractive index values were used corresponding to negligible absorption losses in the layers. The reflection coefficients are given for normally incident flat waves of unpolarized light. Using these assumptions, the amplitudes of reflection and transmission from each interface are calculated using the Fresnelsy formula. These amplitudes are then summed taking into account the phase differences obtained by propagation through the layers in question. These results have been shown to be equivalent to the Airy formula (see, e.g., Optics of Thin Films by F. Knittl, Wiley and Sons, New York, 1976) for multiple reflection and interference in thin films, when these formulas are applied to the same cases being treated. according to the invention.
Den beräknade intensiteten av reflekterat ljus har observerats variera med våglängden och förstärkes sålunda för vissa färger mer än för andra. För beräkning av den reflekterade färg som ses av en iakttagare, är det önskvärt att först specificera spektralfördelningen av det infallande ljuset. För detta ändamål kan man använda "International Commission on *Illumination Standard Illuminant C", som approximerar normal dagsljusbelysning. Spektralfördelningen hos det reflekterade ljuset är produkten av den beräknade reflexionskoefficienten och spektrum för Illuminant C. Färgton och färgmättnad som ses vid reflexion av en mänsklig iakttagare beräknas därefter av detta reflekterade spektrum med användning av de likfor- miga färgskalorna, vilka är kända för fackmannen. .En använd- bar skala är den som anges av Hunter i_Food Technology, volym 21, sid. 100-105, l967. Denna skala har använts för beräkning av det samband som anges i föreliggande beskrivning.The calculated intensity of reflected light has been observed to vary with the wavelength and is thus amplified for some colors more than for others. To calculate the reflected color seen by an observer, it is desirable to first specify the spectral distribution of the incident light. For this purpose, you can use the "International Commission on * Illumination Standard Illuminant C", which approximates normal daylight lighting. The spectral distribution of the reflected light is the product of the calculated reflection coefficient and spectrum of Illuminant C. The hue and saturation seen on reflection by a human observer are then calculated from this reflected spectrum using the uniform color scales known to those skilled in the art. A useful scale is the one specified by Hunter i_Food Technology, Volume 21, p. 100-105, l967. This scale has been used to calculate the relationship given in the present description.
Resultaten av beräkningarna för varje kombination av bryt- ningsindex och tjocklek hos skikten är ett par tal, dvs. "a" ' och "b".* "a" representerar röd (om värdet är positivt) eller grön (om värdet är negativt) färgton, under det att "b" beskriver en gul (om-värdet är positivt) eller blå (om värdet 'är negativt) färgton. Dessa färgtonsresultat-är användbara för kontroll av beräkningarna gentemot de iakttagbara färgerna hos prover, däribland sådana enligt uppfinningen. Ett enda 2)l/2. Detta färgmättnadsindex, "c", är direkt relaterat till ögats förmåga tal, "c", representerar “färgmättnadenfz c=(a2+b att iakttaga de besvärliga iriseringsfärgtonerna. När mätt- nadsindex understiger ett visst värde, kan man icke se någon 7810974-1 7 färg i det reflekterade ljuset. Det numeriska värdet för denna tröskelmättnad för observerbarhet beror på den speciella likformiga färgskala som användes och på observationsbetingel- serna samt belysningsnivån (se exempelvis R.S. Hunter, The Measurement of Appearance, Wiley and Sons, New York, 1975, beträffande en sen översikt över numeriska färgskalor).- För att fastställa en basis för jämförelse av strukturer genomföres en första serie beräkningar för att efterlikna ett enkelt halvledarskikt på glas. Brytningsindex för halvledar- skiktet sattes till 2,0, vilket är ett värde som approximerar tennoxid, indiumoxid eller kadmiumstannatfilmer. Värdet 1,52 användes för glassubstratet och detta är ett värde som är typiskt för kommersiellt fönsterglas. De beräknade färg- mättnadsvärdena anges i figur l såsom en funktion av den halv- ledande filmens tjocklek. Färgmättnaden visar sig vara hög för reflexioner från filmer med tjocklek varierande från 0,1 till O,5,um. För filmer tjockare än 0,5 pm minskar färg- mättnaden med ökande tjocklek. Dessa resultat står i överens- stämmelse med kvalitativa observationer på verkliga filmer.The results of the calculations for each combination of refractive index and thickness of the layers are a couple of numbers, ie. "a" 'and "b". * "a" represents red (if the value is positive) or green (if the value is negative) hue, while "b" describes a yellow (if the value is positive) or blue ( if the value 'is negative) hue. These hue results are useful for checking the calculations against the observable colors of samples, including those of the invention. A single 2) l / 2. This color saturation index, "c", is directly related to the eye's ability number, "c", represents the color saturationfz c = (a2 + b to observe the troublesome iridescent color tones. When the saturation index is below a certain value, no 7810974- The numerical value of this threshold saturation for observability depends on the particular uniform color scale used and on the observation conditions as well as the illumination level (see, for example, RS Hunter, The Measurement of Appearance, Wiley and Sons, New York, 1975). , for a late overview of numerical color scales) .- To establish a basis for comparing structures, a first series of calculations is performed to mimic a single semiconductor layer on glass.The refractive index of the semiconductor layer was set to 2.0, which is a value that approximates tin oxide, indium oxide or cadmium stannate films The value 1.52 is used for the glass substrate and this is a value typical of commercial windows erglas. The calculated color saturation values are given in Figure 1 as a function of the thickness of the semiconducting film. The color saturation is found to be high for reflections from films with a thickness ranging from 0.1 to 0.5 .mu.m. For films thicker than 0.5 μm, the color saturation decreases with increasing thickness. These results are consistent with qualitative observations of real films.
De tydliga oskillationerna beror på ögats varierande känslig- het för olika spektrala våglängder. Var och en av topparna motsvarar en viss färg, såsom anges på kurvan (R=rött, Y=gult, G=grönt, B=blâtt).The clear oscillations are due to the eye's varying sensitivity to different spectral wavelengths. Each of the peaks corresponds to a certain color, as indicated on the curve (R = red, Y = yellow, G = green, B = blue).
Med användning av dessa resultat fastställdes minsta obser- verbara värdet för färgmättnad med följande experiment: Tenn- oxidfilmer med kontinuerligt varierande tjocklek, upp till ca 1,5 pm, avsattes på glasplåtar genom oxidation av tetra- metyltennånga. Tjockleksprofilen åstadkoms genom en tempe- raturvariation från ca 450 till 500°C tvärs över glasytan.Using these results, the minimum observable value for color saturation was determined by the following experiments: Tin oxide films of continuously varying thickness, up to about 1.5 microns, were deposited on glass sheets by oxidation of tetramethyltin vapor. The thickness profile is achieved by a temperature variation from about 450 to 500 ° C across the glass surface.
Tjockleksprofilen uppmättes därefter genom observation av interferensfransarna under monokromatiskt ljus. Vid betrak- tande i diffust dagsljus uppvisade filmerna interferensfärger vid de korrekta positioner som visas på figur 1. De delar av filmerna som hade en tjocklek överstigande O,85,flm.uppvisade icke några iakttagbara interferensfärger i diffust dagsljus.The thickness profile was then measured by observing the interference fringes under monochromatic light. When viewed in diffuse daylight, the films showed interference colors at the correct positions shown in Figure 1. The parts of the films having a thickness exceeding 0.85, fl m did not show any observable interference colors in diffused daylight.
Den gröna topp som beräknades ligga vid en tjocklek av O,88;un 7810974-1 8 kunde icke ses, Tröskeln för observerbarhet antages.därför överstiga 8 för dessa färgenheter. På liknande sätt kunde det beräknade blå toppvärdet vid 0,03 fan icke ses, varför 1 tröskeln är över ll färgenheter, det beräknade värdet för denna topp._ En svag röd topp vid O,8l,um kunde emellertid ses under goda observationsbetingelser, exempelvis med användning av en bakgrund av svart sammet och utan färgade föremål i synfältet som reflekterades, varför tröskeln är under 13 färg- enheter beräknad för denna färg. Av dessa undersökningar kan man sluta sig till att tröskeln för observation av reflekterad färg är mellan ll och 13 färgenheter på denna skala, varför värdet 12 enheter antagits representera tröskeln för obser- verbarhet av reflekterad färg under betingelser vid iakt- tagelse i dagsljus.- Detta innebär att en färgmättnad av mer än l2 enheter uppträder såsom en synlig färgad irisering, under det att en färgmättnad av mindre än 12 enheter före¥ faller neutral.The green peak calculated to be at a thickness of 0.88 could not be seen. The threshold for observability is therefore assumed to exceed 8 for these color units. Similarly, the calculated blue peak value at 0.03 fan could not be seen, so 1 threshold is above 11 color units, the calculated value for this peak. However, a faint red peak at 0.81 microns could be seen under good observation conditions, e.g. using a background of black velvet and without colored objects in the field of view that was reflected, so the threshold is below 13 color units calculated for this color. From these studies it can be concluded that the threshold for observation of reflected color is between ll and 13 color units on this scale, so the value of 12 units is assumed to represent the threshold for observability of reflected color under conditions of observation in daylight. means that a color saturation of more than l2 units appears as a visible colored iris, while a color saturation of less than 12 units appears neutral.
Det kan antagas att ringa motstånd förefinnes mot kommersiell användning av produkter med färgmättnadsvärden 13 eller lägre.It can be assumed that there is little resistance to commercial use of products with color saturation values 13 or lower.
Det är emellertid i hög grad lämpligt att värdet är 12 eller lägre, och såsom framgår utförligare av det följande synes det icke finnas något praktiskt skäl varför de mest fördelaktiga produkterna enligt uppfinningen, exempelvis de som utmärkes av helt färgfria ytor, dvs. under 8, icke skulle kunna till- verkas ekonomiskt. _ Ett värde av 12 eller lägre visar en reflexion, som icke stör eller förvränger färgen hos en reflekterad bild på ett iakt- tagbart sätt. Detta tröskelvärde 12 enheter antages utgöra en kvantitativ standard, med vilken man kan värdera använd- barheten eller bristande användbarhet hos olika flerskikts- konstruktioner vad beträffar undertryckandet av iriserings- ,färger.However, it is highly suitable that the value is 12 or lower, and as will be seen in more detail below, there seems to be no practical reason why the most advantageous products according to the invention, for example those characterized by completely colorless surfaces, i.e. under 8, could not be manufactured economically. A value of 12 or less indicates a reflection that does not interfere with or distort the color of a reflected image. This threshold value of 12 units is assumed to constitute a quantitative standard, with which one can evaluate the usability or lack of usability of different multilayer constructions with regard to the suppression of iridescent paints.
Beläggningar med en tjocklek av O,85;1m eller mer uppvisar färgmättnadsvärden lägre än denna tröskel 12, såsom framgår av figur l. Försök som anges i exempel 15 bekräftar att dessa _.. ...__ ...___ -.-___ _ __... ... l?aio974-1 9 tjockare beläggningar icke uppvisar störande iriseringsfärger vid dagsljusbelysning.Coatings with a thickness of 0.85; 1m or more exhibit color saturation values lower than this threshold 12, as shown in Figure 1. Experiments given in Example 15 confirm that these _ .. ...__ ...___ -.-___ _ __... ... l? aio974-1 9 thicker coatings do not show disturbing iridescent colors in daylight lighting.
I det följande anges användning av ett enkelt skikt mellan glas och halvledare.The following is the use of a simple layer between glass and semiconductor.
En utföringsform av uppfinningen innefattar användning av en enkel underbeläggning för att undvika reflekterad färgmättnad.An embodiment of the invention involves the use of a simple undercoat to avoid reflected color saturation.
Detta kräver användning av ett noggrant valt enkelt skikt med brytningsindex (ni), som ligger mellan brytningsindex för glas (ngl eller ca 1,52) och brytningsindex för halvledare (nh eller ca 2,0). Ett intermediärt brytningsindex som utgör det geometriska medelvärdet ni=(nhngl)l/2 eller ca 1,744 medför att reflexioner från de båda ytorna av mellanskiktet har samma amplitud. Genom val av tjockleken av mellanskiktet till ca l/4 våglängder utsläcker dessa båda reflekterade vågor varandra och bidrager icke till iriseringsfärgerna. Denna utsläckning är exakt endast vid ett enda våglängdsvärde och våglängden måste väljas omsorgsfullt. En undersökning genom- fördes därefter för att finna de värden som minskar färg- mättnadsindex för halvledarfilmer, i synnerhet inom tjockleks- intervallet 0,15 - O,4;1m, vilket är de halvledare som är av största intresse för värmereflexion och uppvisar speciella problem vad beträffar irisering. Den optimala intermediära filmtjockleken för en underbeläggning (dvs. en beläggning mellan glas och halvledare) visade sig vara ca 0,072_pm (72 nm) vilket motsvarar l/4 våglängder för en (vakuum) våglängd av 500 nm. Färgmättnaden förblir under tröskelvärdet l2 enheter för halvledarfilmer med alla tjocklekar, såsom framgår av kurvan på figur 1. De vanliga starka iriseringsfärgerna från en värmereflekterande film med en tjocklek av exempelvis O,3;¿m kan undertryckas även med denna enkla intermediära underbeläggningsfilm.This requires the use of a carefully selected simple layer with a refractive index (ni), which lies between the refractive index for glass (ngl or approx. 1.52) and the refractive index for semiconductors (nh or approx. 2.0). An intermediate refractive index which is the geometric mean ni = (nhngl) 1/2 or about 1.744 means that reflections from the two surfaces of the intermediate layer have the same amplitude. By choosing the thickness of the intermediate layer to about 1/4 wavelengths, these two reflected waves cancel each other out and do not contribute to the iridescent colors. This extinction is accurate only at a single wavelength value and the wavelength must be carefully selected. A study was then conducted to find the values that reduce the color saturation index for semiconductor films, especially in the thickness range 0.15 - 0.4; 1m, which are the semiconductors that are of greatest interest for heat reflection and show special problems. as far as iris is concerned. The optimum intermediate film thickness for an undercoat (ie a coating between glass and semiconductor) was found to be about 0.072_pm (72 nm) which corresponds to 1/4 wavelength for a (vacuum) wavelength of 500 nm. The color saturation remains below the threshold value 12 units for semiconductor films of all thicknesses, as shown by the curve in Figure 1. The usual strong iridescence colors from a heat-reflecting film with a thickness of, for example, 0.3 m can be suppressed even with this simple intermediate undercoating film.
Känsligheten hos detta enkla iriseringsmotverkande underbe- läggningsskikt för variationer ifråga om brytningsindex och tjocklek undersöktes. Förändringar av brytningsindex med ï0,02 och av tjockleken med 310 % är tillräckliga för att n1a1o914-1 10 höja färgmättnaden till iakttagbara värden. Noggrann regle- ring av dessa parametrar kan åstadkommas med kända glasbe- läggningsmetoder. I exempelvis den amerikanska patentskriften' 3.850.679 beskrives en anordning, som kan åstadkomma belägg- I ning med en likformighet hos tjockleken av :Z %.The sensitivity of this simple anti-irradiation undercoating layer to variations in refractive index and thickness was investigated. Changes in the refractive index by 00.02 and by the thickness by 310% are sufficient to increase the color saturation to observable values. Accurate regulation of these parameters can be achieved with known glass coating methods. For example, U.S. Pat. No. 3,850,679 discloses a device which can provide a coating with a thickness uniformity of: 2%.
Dubbla mellanskikt ger ännu bättre resultat.Double intermediate layers give even better results.
En effektiv produkt kan även framställas med-användning av två skikt med intermediärt brytningsindex på glaset under halv- ledarfilmen. För halvledarfilmer med tjocklek inom inter- vallet O}l - O,4_pm visade det sig möjligt att åstadkomma en färgmättnad av endast ca en enhet eller mindre. Detta 'intervall är mycket lägre än tröskelvärdet_för iakttagbarhet.An effective product can also be produced using two layers with an intermediate refractive index on the glass during the semiconductor film. For semiconductor films with a thickness in the range 0} 1 - 0.4 pm, it was found possible to achieve a color saturation of only about one unit or less. This' interval is much lower than the threshold value for observability.
De båda intermediära brytningsindexvärdena (nl och nz) för en sådan konstruktion kan anges med o'74 eller ca l,63_ nl: O'74(n O'26 eller ca 1,86 n2=lnh) gl) Den optimala tjockleken är ca 1/4 våglängder för (vakuum) våglängden 500 nm eller ca dl=76,7 nm d2=67,2 nm Skiktet med lägre brytningsindex (nl) ligger närmast glaset, under det att skiktet med högre index (n2) ligger närmast halvledarfilmen.The two intermediate refractive index values (nl and nz) for such a construction can be given with o'74 or about 1.63_ nl: O'74 (n O'26 or about 1.86 n2 = lnh) gl) The optimum thickness is approx. 1/4 wavelengths for (vacuum) wavelength 500 nm or approx. Dl = 76.7 nm d2 = 67.2 nm The layer with a lower refractive index (nl) is closest to the glass, while the layer with a higher index (n2) is closest to the semiconductor film.
Denna konstruktion med dubbla underskikt är ännu mer tolerant beträffande avvikelser ifråga om parametrarna från de opti- mala värdena än utföringsformen med enkel underbeläggning.This construction with double sublayers is even more tolerant of deviations in the parameters from the optimum values than the embodiment with simple undercoating.
Variationer av :25 % från optimal tjocklek undertrycker fort- _farande iriseringsvärdena under den observerbara gränsen, dvs. under en färgmättnad av 10; Mycket effektiva konstruk- tioner kan sålunda-baseras på brytningsindex inom intervallen i " l“í°s1dèl?l{ïd1dldl' du 11 + + nl: ,nh)o,2e-o,o3 ¿ngl)o,74-o,o3 + + nz: (mh) o,74-o,o3 (ngl)o,26-0.03 vilket motsvarar ett intervall för nl från 1,62 till 1,65 och ett intervall för n2 från 1,88 till 1,84. Graden av till- verkningsnoggrannhet som kräves för att upprätthålla belägg- ningstjocklekar med en tolerans av 125 % kan lätt uppnås med tidigare kända metoder. Likaledes kan den noggrannhet som erfordras beträffande brytningsindex lätt uppnås, även om blandade material erfordras för att ge de erforderliga värdena.Variations of: 25% from optimum thickness still suppress the irisation values below the observable limit, i.e. under a color saturation of 10; Highly efficient constructions can thus be based on the refractive index within the ranges in "l" í ° s1dèl? L {ïd1dldl 'du 11 + + nl:, nh) o, 2e-o, o3 ¿ngl) o, 74-o, o3 + + nz: (mh) o, 74-o, o3 (ngl) o, 26-0.03 which corresponds to a range for nl from 1.62 to 1.65 and a range for n2 from 1.88 to 1.84 The degree of manufacturing accuracy required to maintain coating thicknesses with a tolerance of 125% can be easily achieved by prior art methods, as can the accuracy required for refractive indexes, even if blended materials are required to provide the required values. .
Användning av ett mellanskikt med gradvis varierande brytnings- index. I Det har även visat sig att en film mellan glassubstratet och ett halvledarskikt kan uppbyggas med gradvis varierande sam-- mansättning, exempelvis gradvis varierande från en kiseldioxid- film till en tennoxidfilm. En sådan film kan bäst åskådlig- göras såsom innefattande ett mycket stort antal mellanskikt.Use of an intermediate layer with a gradually varying refractive index. It has also been found that a film between the glass substrate and a semiconductor layer can be built up with a gradually varying composition, for example gradually varying from a silica film to a tin oxide film. Such a film can best be illustrated as comprising a very large number of intermediate layers.
Användbara material.Useful materials.
En stor mängd transparenta material kan användas för fram- ställning av produkter som uppfyller de i det föregående an- givna kriterierna genom att bilda ett eller fler iriserings- motverkande underbeläggningsskikt. Olika slags metalloxider och -nitrider samt blandningar av sådana har de önskade optiska egenskaperna beträffande transparens och brytnings-_ index. I tabell A anges vissa blandningar, som har de kor- rekta brytningsindexvärdena för en enkelskiktsbeläggning mellan glas och en film av tennoxid eller indiumoxid. De erforderliga viktprocentvärdena har erhållits från uppmätta kurvor eller brytningsindex såsom funktion av sammansättning eller är beräknade med den vanliga Lorentz-Lorenz lag för brytningsindex för blandningar (Z. Knittl, Optics of Thin Films, Wiley and Sons, New York, 1976, sid. 473) med använd- ning av uppmätta brytningsindexvärden för de rena filmerna. ?81097ls4-1- 12 Denna blandningslag ger allmänt tillräckligt noggranna inter- polationer för optiskt arbete, även om de beräknade brytnings- indexvärdena i vissa fall är något lägre än de uppmätta värdena. Filmernas brytningsindexvärden varierar även något med den beläggningsmetod och de betingelser som användes.A large amount of transparent materials can be used for the production of products that meet the criteria set out above by forming one or more anti-irradiation undercoating layers. Various kinds of metal oxides and nitrides and mixtures thereof have the desired optical properties with respect to transparency and refractive index. Table A lists certain mixtures which have the correct refractive index values for a single-layer coating between glass and a tin oxide or indium oxide film. The required weight percentages have been obtained from measured curves or refractive indices as a function of composition or are calculated by the standard Lorentz-Lorenz refractive index law for blends (Z. Knittl, Optics of Thin Films, Wiley and Sons, New York, 1976, p. 473). ) using measured refractive index values for the pure films. ? 81097ls4-1- 12 This type of mixture generally provides sufficiently accurate interpolations for optical work, even if the calculated refractive index values are in some cases slightly lower than the measured values. The refractive index values of the films also vary somewhat with the coating method and conditions used.
En rutinmässig kontroll före framställningen kan lätt genom- föras och om så erfordras kan man justera sammansättningen till optimala värden, om denna effekt verkligen erfordras.A routine inspection before production can easily be carried out and if necessary, the composition can be adjusted to optimal values, if this effect is really required.
Aluminiumoxidfilmer uppvisar exempelvis en viss varierbarhet ifråga om brytningsindex från ca 1,64 till 1,75, beroende på beläggningsbetingelserna. I tabellerna A, B och C betecknar Al2O3-h filmer med högt brytningsindex (n=l,75), under det att Al2O3-1 betecknar lågt brytningsindex (n=l,64).V Filmer med medelhögt brytningsindex kräver intermediära sammansätt- ningar för att ge de önskade brytningsindexvärdenaf Tabellerna B och C anger vissa blandningar, som har korrekta brytningsindexvärden (ca 1,63 resp. 1,86) för användning i ett dubbelskikt mellan ett glassubstrat och en primär halv- ledarbeläggning. * ' Förutom dessa optiska egenskaper väljes lämpliga underbelägg- ningsskikt, så att de är kemiskt beständiga samt beständiga mot luft, fukt, rengörande lösningar, etc. Ett sådant krav eliminerar i de flesta fall germaniumdioxidfilmer av den typ som lätt undergår hydrolys av vatten. Filmer framställda med ca hälften GeO2 och hälften SnO2 synes vara olösliga och beständiga mot angrepp av vatten.Alumina films, for example, show a certain variability in refractive index from about 1.64 to 1.75, depending on the coating conditions. In Tables A, B and C, Al2O3-h denotes high refractive index films (n = 1.75), while Al2O3-1 denotes low refractive index (n = 1.64) .V Medium refractive index films require intermediate compositions to give the desired refractive index values of Tables B and C indicate certain mixtures which have correct refractive index values (about 1.63 and 1.86, respectively) for use in a bilayer between a glass substrate and a primary semiconductor coating. In addition to these optical properties, suitable undercoat layers are selected so that they are chemically resistant and resistant to air, moisture, cleaning solutions, etc. Such a requirement eliminates in most cases germanium dioxide films of the type which easily undergo hydrolysis of water. Films made with about half GeO2 and half SnO2 appear to be insoluble and resistant to water attack.
Blandning Komponent A Viktprocent Komponent B Viktprocent l P* O \O G) \l O! U! än u) N F* F* F' N) P* LU P4 fi> P' UI FJ O\ P4 ~J FJ G) Blandning Komponent A Viktprocent _Komponent B (rest) 1 P4 CD KO CD ~J Ch LH då Lu BJ Dielektriska filmer med brytningsindex ca 1,73 - 1,77 Si3N4 Al203-h ZnO A1203-l MgO Sn02 SnO2 MgO In2O3 In2O3 MgO Ge02 GeO2 GeO2 Ga2O3 Ga2O3 MgO Ga2O3 Dielektriska filmer med brytningsindex ca 1,62 - 1,65- Si02 Al203-l Al2O3-l Al2O3-h ZnO MgO SnO2 In2O3 Ge02 Ga2O3 67 100 78 55 76 81 50 73 81 50 73 55 52 51 91 71 53 70 13 Tabell A. + |+ l+ l+ l+ |+ |+ l+ |+ l+ l+ |+ |+ I+ l+ l+ l+ 4 ll ll 12 10 20 10 SiO SiO ZnO ZnO SiO 2 2 2 Al2O3-1 Sn0 Si0 2 2 Al2O3-1 In2O ZnO SnO2 _In2O SiO2 A12O3-1 Gezo Ge02 Tabell B. + 53 - 4 100 97 74 59 79 62 63 100 71 l+ l+ |+ |+ |+ |+ l+ LO Lu LH d> LH U) _SiO Si3N SiO2 Si02 SiO2 2 2 2 SiO SiO SiO2 3 3 3 4 fza1o9v4-“17 i 33 22 45 24 19 50 21 19 so 27 45 48 _49 9 29 47 30 |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ + l+ I+ I+ I+ l+ I+ 4 ll ll 12 10 20 10 7a1o974+1 14 Tabell C.Mixture Component A Weight percent Component B Weight percent l P * O \ O G) \ l O! U! than u) NF * F * F 'N) P * LU P4 fi> P' UI FJ O \ P4 ~ J FJ G) Mixture Component A Weight percent _Component B (residue) 1 P4 CD KO CD ~ J Ch LH then Lu BJ Dielectric films with refractive index approx. 1.73 - 1.77 Si3N4 Al2O3-h ZnO A1203-1 MgO Sn02 SnO2 MgO In2O3 In2O3 MgO Ge02 GeO2 GeO2 Ga2O3 Ga2O3 MgO Ga2O3 Dielectric films with refractive index Si0-1.2 - 1.62 l Al2O3-l Al2O3-h ZnO MgO SnO2 In2O3 Ge02 Ga2O3 67 100 78 55 76 81 50 73 81 50 73 55 52 51 91 71 53 70 13 Table A. + | + l + l + l + | + | + l + | + l + l + | + | + I + l + l + l + 4 ll ll 12 10 20 10 SiO SiO ZnO ZnO SiO 2 2 2 Al2O3-1 Sn0 Si0 2 2 Al2O3-1 In2O ZnO SnO2 _In2O SiO2 A12O3-1 Gezo Ge02 Table B. + 53 - 4 100 97 74 59 79 62 63 100 71 l + l + | + | + | + | + l + LO Lu LH d> LH U) _SiO Si3N SiO2 Si02 SiO2 2 2 2 SiO SiO SiO2 3 3 3 4 fza1o9v4- “17 i 33 22 45 24 19 50 21 19 so 27 45 48 _49 9 29 47 30 | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + + l + I + I + I + l + I + 4 ll ll 12 10 20 10 7a1o974 +1 14 Table C.
Dielektriska filmer med brytningsindex ca 1,86 ï 0,02 Blandning Komponent A Viktprocent Komponent B (rest) 1 s13N4 84 ï 3 sioz 2 zno 91 1 2 sioz 3 zno 76 i 5 A12o3-1 4 zno 59 i 9 A12o3-h s zno 68 i 7 Mgø 6 snoz 91 i 2 s1o¿ 7 snoz ' 78 I 5 A12o3-1 8 snoz so I 8 A12o3-h 9 snoz 7o f 6 Mgo 1o 1n2o3 91 i 2 sioz '11 In2o3_ 78 ï 5 A12o3-1 12 1n2o3 861 3 8 A12o3-h 13 In2o3 ' 71 1 6 Mgo 14 - zno ' 75 ii? Geoz 15 snoz " 78 i 7 Geoz 16 In2o3 76 i 4 ceo2'. 17 Ga2o3 so i 14 zno 18 Ga2o3 79 i 14 dsnoz 19 Ga2o3 78 i 15 1n¿o3 Anm.: Al2O3-h = högtät aluminiumoxidfilm med n ca 1,75 Al2O3-l = lågtät aluminiumoxidfilm med n ca 1,64 'Förfarande för framställning av filmer.Dielectric films with refractive index approx. 1.86 ï 0.02 Mixture Component A Weight percent Component B (residue) 1 s13N4 84 ï 3 sioz 2 zno 91 1 2 sioz 3 zno 76 i 5 A12o3-1 4 zno 59 i 9 A12o3-h s zno 68 i 7 Mgø 6 snoz 91 i 2 s1o¿ 7 snoz '78 I 5 A12o3-1 8 snoz so I 8 A12o3-h 9 snoz 7o f 6 Mgo 1o 1n2o3 91 i 2 sioz '11 In2o3_ 78 ï 5 A12o3-1 12 1n2o3 861 3 8 A12o3-h 13 In2o3 '71 1 6 Mgo 14 - zno' 75 ii? Geoz 15 snoz "78 i 7 Geoz 16 In2o3 76 i 4 ceo2 '. 17 Ga2o3 so i 14 zno 18 Ga2o3 79 i 14 dsnoz 19 Ga2o3 78 i 15 1n¿o3 Note: Al2O3-h = high density alumina film with n approx. 1, 75 Al2O3-1 = low density alumina film with n about 1.64 'Process for the production of films.
Samtliga dessa filmer kan framställas genom samtidig vakuum- förångning av de lämpliga materialen i en lämplig blandning.All of these films can be prepared by simultaneous vacuum evaporation of the appropriate materials in a suitable mixture.
För beläggning av stora ytor, såsom fönsterglas, är kemisk ångbeläggning (CVD) vid normalt atmosfärstryck enklare och mindre dyrbar. Kemisk ångbeläggning kräver emellertid lämp- liga flyktiga föreningar för bildning av varje material. De mest lämpliga källorna för kemisk ângbeläggning är gaser vid rumstemperatur. Kisel och germanium kan avsättas genom , kemisk ångbeläggning från sådana gaser som silan, SíH4, di- metylsilan (CH3)2SiH2 och german (GeH4). Vätskor som är tillräckligt flyktiga vid rumstemperatur är nästan lika lämp- 7810974-1 15 liga som gaser. Tetrametyltenn är en sådan källa för kemisk ångbeläggning av tennföreningar; under det att (C2H5)2SiH2 och SiCl4 är flyktiga vätskor, som är lämpliga källor för kisel.For coating large surfaces, such as window glass, chemical vapor coating (CVD) at normal atmospheric pressure is simpler and less expensive. However, chemical vapor coating requires suitable volatile compounds to form each material. The most suitable sources of chemical vapor deposition are gases at room temperature. Silicon and germanium can be deposited by chemical vapor deposition from such gases as silane, SiH4, dimethylsilane (CH3) 2SiH2 and german (GeH4). Liquids that are sufficiently volatile at room temperature are almost as suitable as gases. Tetramethyltin is one such source of chemical vapor coating of tin compounds; while (C2H5) 2SiH2 and SiCl4 are volatile liquids, which are suitable sources of silicon.
På liknande sätt utgör trimetylaluminium och dimetylzink samt dessas högre alkylhomologer flyktiga källor för dessa metaller.Similarly, trimethylaluminum and dimethylzinc and their higher alkyl homologues are volatile sources of these metals.
Icke lika lämpliga men fortfarande användbara källor för kemisk ångbeläggning är fasta ämnen eller vätskor, som är flyktiga vid temperaturer över rumstemperatur men under den temperatur vid vilken de reagerar och bildar beläggnings- filmer. Exempel på den sistnämnda kategorin är acetylaceto- nater av aluminium, gallium, indium och zink (även benämnda 2,4-pentandionater), aluminiumalkoxider, exempelvis aluminium- isopropoxid och aluminiumetylat, samt zinkpropionat. För magnesium finnes icke några lämpliga kända föreningar som är flyktiga under beläggningstemperaturen, varför kemisk ång- beläggning icke antages vara användbar för framställning av magnesiumoxidfilmer. Z Z Typiska betingelser under vilka metalloxidfilmer med gott resultat framställts genom kemisk ångbeläggning anges i tabell D. Typiskt förefinnes organometallföreningsångan i en halt av ca l volymprocent i luft. De på detta sätt fram- ställda filmerna visar god vidhäftning till både glassubstra- tet och därefter påförda beläggningsskikt av tennoxid eller indiumoxid.d Blandoxidskikt har framställts mellan alla dessa metallpar med användning av kemiska ångbeläggningsmetoder (med undantag för magnesium, för vilket en lämplig flyktig förening icke funnits tillgänglig). Brytningsindex för de blandade filmerna uppmätes lämpligen genom att man tager det synliga reflexionsspektrum såsom en funktion av våglängden.Unsuitable but still useful sources of chemical vapor coating are solids or liquids which are volatile at temperatures above room temperature but below the temperature at which they react to form coating films. Examples of the latter category are acetylacetonates of aluminum, gallium, indium and zinc (also called 2,4-pentanedionates), aluminum alkoxides, for example aluminum isopropoxide and aluminum ethylate, and zinc propionate. For magnesium, there are no suitable known compounds which are volatile below the coating temperature, so chemical vapor coating is not believed to be useful for the production of magnesium oxide films. Z Z Typical conditions under which metal oxide films have been successfully produced by chemical vapor deposition are given in Table D. Typically, the organometallic compound vapor is present in a content of about 1% by volume in air. The films prepared in this way show good adhesion to both the glass substrate and subsequently applied coating layers of tin oxide or indium oxide. Mixed oxide layers have been prepared between all these metal pairs using chemical vapor coating methods (except magnesium, for which a suitable volatile compound not available). The refractive index of the mixed films is conveniently measured by taking the visible reflection spectrum as a function of the wavelength.
Lägena och höjderna av maxima och minima ifråga om reflekte- rad intensitet kan relateras till brytningsindex för den avsatta filmen. Koncentrationerna av reagerande ämnen juste- ras därefter så att man erhåller det önskade brytningsindex.The positions and heights of maxima and minima in terms of reflected intensity can be related to the refractive index of the deposited film. The concentrations of reactants are then adjusted to obtain the desired refractive index.
Med användning av dessa metoder har ett flertal prover fram- ställts på borsilikatglas (Pyrex) med användning av (S102 - si3N4), (S102 - snoz), (Geoz - »sno2), (Al2o3 - snoz), _..- . ._ , _.. f ._ _., v-. . - ...__-__ .........-...r......._.. n" -m- f ... _ s.. .m-a-...M 1810974-15 16 ¶Al203 - Ga203) eller (Al203 - ZnO) såsom blandade skikt under ett halvledarskikt med tjockleken 0,3Aßm.av Sn02.r Om bryt- ningsindex och tjockleksvärden justeras korrekt blir det reflekterade dagsljuset neutralt och färglöst för ögat. fBe- läggningarna är klara och transparenta samt fria från synlig slöja (spritt ljus).Using these methods, a number of samples have been prepared on borosilicate glass (Pyrex) using (S102 - si3N4), (S102 - snoz), (Geoz - »sno2), (Al2o3 - snoz), _..-. ._, _ .. f ._ _., v-. . - ...__-__ .........-... r ......._ .. n "-m- f ... _ s .. .ma -... M 1810974-15 16 ¶Al203 - Ga203) or (Al203 - ZnO) as mixed layers under a semiconductor layer with a thickness of 0.3Aßm.of Sn02.r If the refractive index and thickness values are adjusted correctly, the reflected daylight becomes neutral and colorless to the eye. fThe coatings are clear and transparent and free from visible haze (scattered light).
'Tabell 0.'Table 0.
Urval av flyktiga oxiderbara metallorganiska föreningar, som är lämpade för avsättning av metalloxidskikt, samt blandade metalloxidskikt med oxiderande gaser, såsom 02 eller N20 Förening Förångnings- Beläggnings- _____f__ temoeratur (OC) temneratur (OC) -l SiH4 gas vid 20 300 - 500 2 (CH3)2SiH2 gas vid 20 .400 - 600 3 (C2H5)2siH2 20 400,- 600 4 GeH4 ' gas vid 20 ' 300 : 450 5 (cH3)3A1 _20 400 _- 650 6 A1(0c2H5)3 200 - 300 _ 400 - 650 -7 Al(0C3H7)3 200 - 220 _ _40O - 600 8 Al(C5H702)3 , ' 200 - 220 i 500 - 650 9 Ga(C5H502)3 200 - 220 350 - 650 10 In(C5H702)35 200 - 220 _ 300 - 600 ll (CH3)2Zn _- 20 100 - 600 12 Zn(C3H5O2)2 200 ~ 250 450 - 650 132 (CH3)4Sn 20 . 450 - 650 14 Ta(0c4H9)5 _ 150 2- 250 ' 400 -5600 15 Ti(OC3H7)4 100 - 150 400 - 600 16 zr(0c4H9)4 200 - 250 . 400 '- 600 17 Hf(0C4H9)4 200 - 250 400 - 600 Problem med grumling eller ljusspridníng (haze).Selection of volatile oxidizable organometallic compounds suitable for the deposition of metal oxide layers, as well as mixed metal oxide layers with oxidizing gases, such as O 2 or N 2 O Evaporative Coating Temperature (OC) Temperature (OC) Temperature (OC) -1 SiH4 gas at 300 - 500 2 (CH3) 2SiH2 gas at 20 .400 - 600 3 (C2H5) 2siH2 20 400, - 600 4 GeH4 'gas at 20' 300: 450 5 (cH3) 3A1 _20 400 _- 650 6 A1 (Oc2H5) 3 200 - 300 _ 400 - 650 -7 Al (0C3H7) 3 200 - 220 _ _40O - 600 8 Al (C5H702) 3, '200 - 220 i 500 - 650 9 Ga (C5H502) 3 200 - 220 350 - 650 10 In (C5H702) 35 200 - 220 _ 300 - 600 ll (CH3) 2Zn _- 20 100 - 600 12 Zn (C3H5O2) 2 200 ~ 250 450 - 650 132 (CH3) 4Sn 20. 450 - 650 14 Ta (0c4H9) 5 _ 150 2- 250 '400 -5600 15 Ti (OC3H7) 4 100 - 150 400 - 600 16 zr (0c4H9) 4 200 - 250. 400 '- 600 17 Hf (0C4H9) 4 200 - 250 400 - 600 Problems with haze or light scattering (haze).
När samma beläggníngar provades på vanligt fönsterglas (soda-kalkglas eller mjukt glas) uppvisade många av de er- hållna-beläggningarna avsevärd grumling eller ljusspridning.When the same coatings were tested on ordinary window glass (soda-lime glass or soft glass), many of the coatings obtained showed considerable turbidity or light scattering.
När det skikt som först påföres nå mjukt glas är amorft och utgöres av Si02, Si3N4 eller Ge02 eller blandningar av dessa Iivàñoàvášiw 17 ämnen är beläggningen fri från grumling oberoende av arten av efterföljande skikt. Al2O3 ger även klara beläggningar, förutsatt att detta ämne avsättes i amorf form, företrädesvis under en temperatur av ca 550°C. Om det första skiktet inne- håller stora mängder Ga2O3, ZnO, In2O3 eller SnO2 är grum- ling sannolik.When the layer first applied reaches soft glass is amorphous and consists of SiO 2, Si 3 N 4 or GeO 2 or mixtures of these Iivàñoàvášiw 17 substances, the coating is free from turbidity regardless of the nature of subsequent layers. Al 2 O 3 also gives clear coatings, provided that this substance is deposited in amorphous form, preferably under a temperature of about 550 ° C. If the first layer contains large amounts of Ga2O3, ZnO, In2O3 or SnO2, turbidity is likely.
Det första iriseringsmotverkande skikt som avsättes på en fönsterglasyta är företrädesvis amorf i stället för kristal- lin. Kiseloxinitrid föredrages. Därefter påförda skikt kan vara polykristallina utan att orsaka någon ljusspridning.The first anti-irradiation layer deposited on a window glass surface is preferably amorphous instead of crystalline. Silicon oxynitride is preferred. Subsequently applied layers can be polycrystalline without causing any light scattering.
Natrium- och andra alkalijoner utövar en skadlig effekt på infrarödreflexionen och elektriska ledningsförmågan hos tenn- oxid- och indiumoxidfilmer.Sodium and other alkali ions exert a detrimental effect on the infrared reflection and electrical conductivity of tin oxide and indium oxide films.
De i det föregående angivna amorfa filmerna och i synnerhet kiseloxinitridfilmer är goda spärrskikt gentemot diffusion av natriumjoner från glaset in i halvledarskiktet. Genom förändring av förhållandet syre/kväve i filmerna kan hela brytningsindexintervallet från brytningsindex för glas med brytningsindex ca 1,5 till brytningsindex hos tennoxíd eller aindiumoxid med ett värde av ca 2 täckas. Med samma utgångs- reagenser kan sålunda iriseringsmotverkande strukturer med godtyckligt antal brytningsindexsteg framställas. Sålunda kan även filmer med kontinuerligt varierande proportion av reaktionskomponenter framställas. Endast lättillgängliga och prisbilliga material erfordras för framställning av kiseloxi- nitrid.The amorphous films mentioned above, and in particular silicon oxynitride films, are good barrier layers against the diffusion of sodium ions from the glass into the semiconductor layer. By changing the oxygen / nitrogen ratio in the films, the entire refractive index range from refractive index for glass with refractive index about 1.5 to refractive index of tin oxide or indium oxide with a value of about 2 can be covered. With the same starting reagents, anti-iris structures with any number of refractive index steps can thus be prepared. Thus, films with continuously varying proportions of reactants can also be produced. Only readily available and inexpensive materials are required for the production of silicon nitride.
Ett flertal flyktiga reagenser är tillgängliga för framställ- ning av kiseloxinitridfilmer. I tabell E anges vissa av de mer lämpliga flyktiga materialen för kemisk ângavsättning av kiseloxinitrid. Reaktionen SiH4 + NO>+ NZH4 föredrages, eftersom denna reaktion synes ge högre avsättningshastigheter inom temperaturområdet av intresse för fönsterglas, dvs. 500 - 600°C. Emellertid kan ett flertal andra kombinationer av reagenser även ge värdefulla kiseloxinitridfilmer. 7810974-1 1s_ Tabell E.g Källmaterial för kemisk ångavsättning av kiseloxinitridfilmer .A number of volatile reagents are available for the production of silicon oxynitride films. Table E lists some of the more suitable volatile materials for chemical vapor deposition of silicon oxynitride. The reaction SiH4 + NO> + NZH4 is preferred, since this reaction appears to give higher deposition rates in the temperature range of interest for window glass, i.e. 500-600 ° C. However, a number of other combinations of reagents can also provide valuable silicon oxynitride films. 7810974-1 1s_ Table E.g Source material for chemical vapor deposition of silicon oxynitride films.
Kiselkällor: SiH4 (CH3)2SiH2 (Czïffizsifiz (CH3)4Si SiCl SiBr 4 4 Syrekällorš 02 H20 N20 Kvävekällor: NZH4 CH3NHNH2 NH3 (CH3)2NNH2 HN3 Källor för både syre och kväve: NO NHZOH N2H4H2O Iriseringsfria strukturer baserade på beläggningar anordnade med inbördes avstånd. ilnterferensfärger, dvs. irisering, kan minskas genom använd- ning av reflexioner från två tunna beläggningar av.en funk- tionell oorganisk beläggning på separata men parallella glas- ytor. Om beläggningstjocklekarna, exempelvis tjocklekarna av tennoxidbeläggningar, väljes så de skiljer sig med ca l/4 av en våglängd (ca 0,07 /Lm för >/\=O,50/lm och n = 2,0), för- * svinner interferensfärgerna i praktiken. Interferensfärgerna är minskade till ett tillstånd där färgerna icke längre blir ett estetiskt problem för tillverkare och kund, Den additiva färgningen av exempelvis en röd reflexion i en beläggning och en grön reflexion av en närbelägen interferensordning i en andra beläggning kombineras till bildning av en praktiskt ?a1ó9š4?å 19 taget vit (neutral) reflexion. På liknande sätt är trans- missionen av ljus genom en sådan kombination av komplementära beläggningar även neutral i färgen.Silicon sources: SiH4 (CH3) 2SiH2 (Czïf fi zsi fi z (CH3) 4Si SiCl SiBr 4 4 Oxygen sourcesš 02 H20 N20 Nitrogen sources: NZH4 CH3NHNH2 NH3 (CH3) 2NNH2 HN3 Sources for both NOH2 and N Interference colors, ie iridescence, can be reduced by using reflections from two thin coatings of a functional inorganic coating on separate but parallel glass surfaces.If the coating thicknesses, for example the thicknesses of tin oxide coatings, are chosen so as to differ by approx. l / 4 of a wavelength (approx. 0.07 / Lm for> / \ = 0.50 / lm and n = 2.0), the interference colors disappear in practice.The interference colors are reduced to a state where the colors no longer become an aesthetic problem for the manufacturer and the customer. The additive coloring of, for example, a red reflection in a coating and a green reflection of a nearby interference order in a second coating are combined to form a practical? a1ó9 š4? å 19 taken white (neutral) reflection. Similarly, the transmission of light through such a combination of complementary coatings is also neutral in color.
Denna färgkompensation användes i dubbelglas för att minska styrkan av interferensfärgerna från de värmereflekterande halvledande beläggningarna. Om exempelvis beläggningar av SnO2 användes på de två innerytorna av ett dubbelglasat fönster, kan de väljas så att de uppvisar en tjockleksskillnad av 0,07,um. För utsträckta ljuskällor blir reflexionsfärgerna väl utsläckta om glasytorna är något så när parallella. För små ljuskällor eller ljuskällor med skarpa gränser blir kom- pensationen ifråga om reflexion icke fullständig, om icke de belagda ytorna är i hög grad parallella. För observationer vid transmission är kraven på parallella ytor icke till- närmelsevis lika stränga.This color compensation is used in double glazing to reduce the strength of the interference colors from the heat-reflecting semiconductor coatings. For example, if coatings of SnO 2 are used on the two inner surfaces of a double glazed window, they can be selected to have a thickness difference of 0.07 .mu.m. For extended light sources, the reflection colors become well extinguished if the glass surfaces are somewhat parallel. For small light sources or light sources with sharp boundaries, the compensation in terms of reflection will not be complete, unless the coated surfaces are highly parallel. For observations during transmission, the requirements for parallel surfaces are not nearly as strict.
Det bör även observeras att filmer,hos vilka interferens- färgerna har minskats ifråga om intensitet med en underbe- läggning med intermediär eller gradvis varierande brytnings- index, även kan kombineras i par för att ge ytterligare färg- kompensation.It should also be noted that films in which the interference colors have been reduced in intensity with an undercoat with an intermediate or gradually varying refractive index can also be combined in pairs to provide additional color compensation.
Utföringsexempel på uppfinningen.Embodiments of the invention.
I beskrivningen och bifogade ritningsfigurer visas och beskri- ves en föredragen utföringsform av uppfinningen samt anges olika alternativ och modifikationer av denna, men det är givet att dessa icke är avsedda att vara uttömmande och att andra förändringar och modifikationer kan åstadkommas inom ramen för uppfinningen. Dessa utföringsformer är valda och införlivade för att åskådliggöra uppfinningen, så att denna framgår för fackmannen liksom principerna för denna så att fackmannen kan modifiera och tillämpa uppfinningen i en mång- fald former beroende på vad som är bäst lämpat vid betingel- serna i ett särskilt fall. å På figur l visas ett diagram, som åskådliggör variationen av den beräknade färgintensiteten för olika färger med halv- 7810974-1 -20 lèaarfilmens tjocklek.The description and the accompanying drawing figures show and describe a preferred embodiment of the invention and state various alternatives and modifications thereof, but it is given that these are not intended to be exhaustive and that other changes and modifications may be made within the scope of the invention. These embodiments are selected and incorporated to illustrate the invention so as to be apparent to those skilled in the art as well as the principles thereof so that those skilled in the art may modify and apply the invention in a variety of forms depending on what is best suited to the conditions in a particular case. . Figure 1 shows a diagram illustrating the variation of the calculated color intensity for different colors with the thickness of the half-film.
Figur 2 visar schematiskt en sektion genom en icke-iriserande belagd glaskonstruktion enligt uppfinningen med ett enkelt_ iriseringsmotverkande mellanskikt.Figure 2 schematically shows a section through a non-iridescent coated glass construction according to the invention with a single anti-irisation intermediate layer.
Figur 3 visar schematiskt en sektion genom ett icke-iriserande belagt glas, som är utfört enligt uppfinningen med ett fler- tal iriseringsmotverkande mellanskikt. ' Figur 4 visar schematiskt och i sektion en dubbelglasad fönsterkonstruktion, som uppvisar väsentligt förbättrat ut- seende till följd av beläggningar som uppbäres av glaset och som minskar eller eliminerar störande irisering.Figure 3 schematically shows a section through a non-iridescent coated glass, which is made according to the invention with a plurality of anti-irradiation intermediate layers. Figure 4 shows schematically and in section a double-glazed window construction, which shows a significantly improved appearance due to coatings supported by the glass and which reduces or eliminates disturbing iridescence.
På figur 2 visas en transparent skiva 20 innefattande ett glassubstrat 22, som uppbär en intermediär film 24 med tjock- leken 0,072;¿m av Si3N4/SiO2 (eller något annat material enligt tabell A) med brytningsindex 1,744. Ovanpå filmen 24 finnes en beläggning 26 med tjockleken O,4;nn av en infraröd- reflekterande halvledare, tennoxid. I I I Figur 3 visar ett fönster 36 utfört med samma halvledarfilm 26 och samma glas 22 samt tvâ mellanbeläggningar enligt följande: Beläggningen 30 som har tjockleken 0,077,um och brytningsindex ca 1,63. Beläggningen 32 med tjockleken ca 0,O67Äum.och brytningsindex ca l,86. Beläggningen 30 är utförd av något av de material som anges i tabell B. Belägg- ningen 32 är utförd av något av de material som anges i tabell C.Figure 2 shows a transparent sheet 20 comprising a glass substrate 22, which supports an intermediate film 24 with a thickness of 0.072 μm of Si3 N4 / SiO2 (or any other material according to Table A) with a refractive index of 1.744. On top of the film 24 there is a coating 26 with the thickness 0, 4; nn of an infrared-reflecting semiconductor, tin oxide. I I I Figure 3 shows a window 36 made with the same semiconductor film 26 and the same glass 22 as well as two intermediate coatings as follows: The coating 30 having a thickness of 0.077, μm and refractive index about 1.63. The coating 32 with a thickness of about 0.67 Åum.and refractive index about 1.86. The coating 30 is made of any of the materials listed in Table B. The coating 32 is made of any of the materials listed in Table C.
Figur 4 visar en dubbelglasad fönsterkonstruktion 40 inne- fattande ett isolerande luftutrymme 42 mellan en inre trans- parent skiva 44 och en yttre transparent skiva 46. Båda skivorna 44 och 46 är tillverkade av ett glas 45 med en halv- ledarbeläggning 48a resp. 48b pâ innerytan av.glaset.Figure 4 shows a double glazed window construction 40 comprising an insulating air space 42 between an inner transparent disc 44 and an outer transparent disc 46. Both discs 44 and 46 are made of a glass 45 with a semiconductor coating 48a and 48, respectively. 48b on the inner surface of the glass.
Halvledarbeläggningen 48a har tjockleken ca O,2,am men belägg- 781097lr~1 21 ningen 48b har tjockleken ca 0,27;nm. Sålunda finnes en skillnad av ca 1/4 våglängder mellan de två beläggningarna.The semiconductor coating 48a has a thickness of about 0.2 .mu.m, but the coating 48b has a thickness of about 0.27 .mu.m. Thus there is a difference of about 1/4 wavelengths between the two coatings.
Exemgel 1.Example 1.
Ett glas med ett enkelt iriseringsmotverkande underbelägg- ningsskikt framställdes genom upphettning av en klar fönster- glasskiva med diametern 15 cm till ca 580°C. En gasblandning innehållande ca 0,4 % silan (SiH4), O,l % kväveoxid (NO), 2 % hydrazin (NZH4) och resten kväve (N2) fördes över glasytan under ca 1 minuts tid i en mängd av 1 liter/minut. Härigenom belades glasytan med en likformig, transparent film av kisel- oxinitrid. Ytan belades därefter ytterligare med ett fluor- dopat tennoxidskikt genom att en gasblandning av 1 % tetra- metyltenn (CH3)4Sn, 3 % bromtrifluormetan CF3Br, 20 % syre 02 samt resten NZ fördes förbi kiseloxinitridytan vid 56000 under ca l minuts tid. Därefter fick det belagda glaset svalna långsamt i luft till rumstemperatur under en tidrymd av ca l timme.A glass with a simple anti-iris undercoating layer was prepared by heating a clear window glass pane with a diameter of 15 cm to about 580 ° C. A gas mixture containing about 0.4% silane (SiH4), 0.1% nitric oxide (NO), 2% hydrazine (NZH4) and the remaining nitrogen (N2) was passed over the glass surface for about 1 minute in an amount of 1 liter / minute . In this way, the glass surface was coated with a uniform, transparent film of silicon oxynitride. The surface was then further coated with a fluorine-doped tin oxide layer by passing a gas mixture of 1% tetramethyltin (CH 3) 4 Sn, 3% bromotrifluoromethane CF 3 Br, 20% oxygen O 2 and the remainder NZ past the silicon oxynitride surface at 56,000 for about 1 minute. The coated glass was then allowed to cool slowly in air to room temperature over a period of about 1 hour.
Det på detta sätt belagda glaset uppvisade icke synliga inter- ferensfärger i reflekterat eller transmitterat dagsljus.The glass coated in this way showed invisible interference colors in reflected or transmitted daylight.
Ytan reflekterade ca 90 % av infrarödstrålningen vid väg- längden høfun och genomsläppte ca 90 % av det synliga ljuset.The surface reflected about 90% of the infrared radiation at the road length høfun and transmitted about 90% of the visible light.
Elektriska skiktresistansen uppmättes till ca 3 ohm/kvadrat.The electrical layer resistance was measured at about 3 ohms / square.
För mätning av egenskaperna hos kiseloxinitridskiktet avlägs- nades tennoxidfilmen från en del av den belagda ytan genom gnidning med en blandning av zinkstoft och utspädd saltsyra.To measure the properties of the silica nitride layer, the tin oxide film was removed from a portion of the coated surface by rubbing with a mixture of zinc dust and dilute hydrochloric acid.
Detta etsmedel påverkar icke kiseloxinitridunderbeläggningen.This etchant does not affect the silicon oxynitride undercoat.
Brytningsindex hos kiseloxinitridfilmen uppmättes till 1,74 med den CH2I2-vätskeprovning som beskrives i det följande.The refractive index of the silicon oxynitride film was measured to be 1.74 with the CH 2 I 2 liquid test described below.
Den synliga reflexionsförmågan hos kiseloxinitridfilmen upp- mättes och man fann ett maximum vid SOOOÅ samt en tjocklek av 0,072 pnlmotsvarande den önskade 1/4 våglängdstjockleken för SOOOÅ ljus.The visible reflectivity of the silicon oxynitride film was measured and a maximum was found at SOOOÅ and a thickness of 0.072 μm corresponding to the desired 1/4 wavelength thickness of SOOOÅ light.
Brytningsindex för dessa kiseloxinitridfilmer beror på förhål- landet kvävezsyre i filmerna. Denna sammansättning kan lätt '7810974-1 22 justeras genom variering av förhållandet NZH4/NO i gasen.The refractive index of these silicon oxynitride films depends on the ratio of nitrogen oxygen in the films. This composition can be easily adjusted by varying the NZH4 / NO ratio in the gas.
En ökning av förhållandet N/0 ökar brytningsindex. Det exakta brytningsindexvärdet beror även på renhetsgraden hos utgångs- materialen och i synnerhet på mängden vatten som förefinnes såsom förorening i hydrazin. Kommersiell hydrazin innehåller alltid åtminstone nâgra få procent vatten. Genom torkning av hydrazin genom destillation från ett torkningsmedel, exempel- vis natriumhydroxid, kaliumhydroxid eller bariumoxid, kan man öka brytningsindex hos filmen. Omvänt kan man sänka brytningsindex genom tillsats av vatten till hydrazin. Filmens brytningsindex beror även på de exakta betingelserna för film- tillväxten, däribland avsättningstemperaturen, gasflödet (mängd per tidsenhet), etc. De betingelser som angivits i_ det föregående kan därför icke förväntas ge en film med brytningsindex exakt n = 1,74, om andra reagens eller avsätt- ningsbetingelser användes. Små justeringar av sammansätt- ningen bör emellertid vara tillräckliga för att ge filmer med önskade brytningsindexvärden. I Halvledarfilmerna kan även uppvisa brytningsindexvärden, som skiljer sig från det värde 2,0 som uppmätts för de beskrivna tennoxidfilmerna. Motsvarande optimala värde eller värden för ett enkelt (eller dubbelt) underbeläggningsskikt kan härvid justeras med de samband som angivits i det föregående.An increase in the ratio N / 0 increases the refractive index. The exact refractive index value also depends on the degree of purity of the starting materials and in particular on the amount of water present as an impurity in hydrazine. Commercial hydrazine always contains at least a few percent water. By drying hydrazine by distillation from a drying agent, for example sodium hydroxide, potassium hydroxide or barium oxide, the refractive index of the film can be increased. Conversely, the refractive index can be lowered by adding water to hydrazine. The refractive index of the film also depends on the exact conditions for the film growth, including the deposition temperature, the gas flow (amount per unit time), etc. The conditions stated above can therefore not be expected to give a film with a refractive index exactly n = 1.74, if other reagents or deposition conditions were used. However, small adjustments to the composition should be sufficient to produce films with the desired refractive index values. The semiconductor films may also exhibit refractive index values which differ from the value 2.0 measured for the tin oxide films described. The corresponding optimum value or values for a single (or double) undercoat layer can be adjusted with the relationships stated above.
Motsvarande gasfassammansättningar som ger filmer med det önskade brytningsindex för iriseringsmotverkande underbe- läggningar kan därefter fastställas med rutinförsök för attf passa de exakta betingelserna av varje tillverkare eller undersökare med fackmannakunskaper ifråga om kemisk ångav- sättningsteknik.Corresponding gas phase compositions that provide films with the desired refractive index for anti-irradiation undercoatings can then be determined by routine experimentation to suit the exact conditions of each manufacturer or examiner with expertise in chemical vapor deposition techniques.
Tjockleken av en film med uppmätt brytningsindex fastställes lätt genom uppmätning av reflexionsspektrum inom synligt och infrarött ljus. Detta spektrum kan lätt beräknas såsom funk- tion av filmtjockleken med användning av optiska standard- formler enligt Fresnel och Airy. I de flesta av de praktiska konstruktioner som angivits i det föregående önskar man åstad- komma en film med tjockleken l/4 våglängder för en våglängd ve1o974-10 23 (i luft) av ca 5000Å. I detta fall uppvisar reflexionsspekt- rum för en enkel sådan film på glas ett brett maximum centre- rat vid en våglängd av SOOOÅ.The thickness of a film with measured refractive index is easily determined by measuring the reflection spectrum within visible and infrared light. This spectrum can be easily calculated as a function of film thickness using standard optical formulas according to Fresnel and Airy. In most of the practical constructions given above, it is desired to provide a film having a thickness of 1/4 wavelengths for a wavelength of about 5000 Å (in air). In this case, the reflection spectrum of a simple film on glass has a wide maximum centered at a wavelength of SOOOÅ.
Exemgel 2.Example 2.
Aluminium-2,4-pentandionat, Al(C5H702)3 (även benämnt alumi- niumacetylacetonat) är ett vitt fast material som smälter via 1s9°c till an klar vätska, som kokar vid 315%. matta material infördes i en bubbelflaska upphettad till ca 250°C, genom vilken kväve fördes såsom bärargas. När denna gas- blandning blandades med torrt syre vid 250°C erhölls icke någon reaktion. När emellertid fukt tillsattes till syret, erhölls intensiv vit rökbildning i gasblandningen. Denna rök tyder på hydrolys. För att förhindra denna förtidiga hydrolysreaktion, måste gasströmmarna hållas så torra som möjligt.Aluminum-2,4-pentanedionate, Al (C5H702) 3 (also called aluminum acetylacetonate) is a white solid that melts via 19 ° C to a clear liquid, boiling at 315%. matte material was introduced into a bubble bottle heated to about 250 ° C, through which nitrogen was passed as the carrier gas. When this gas mixture was mixed with dry oxygen at 250 ° C, no reaction was obtained. However, when moisture was added to the oxygen, intense white smoke was obtained in the gas mixture. This smoke indicates hydrolysis. To prevent this premature hydrolysis reaction, the gas streams must be kept as dry as possible.
Blandningen av aluminium-2,4-pentandionatånga, kvävebärargas och 20 % syre fördes över upphettade glasytor. Vid 500°C erhölls en tunn beläggning, tjocklek mindre än 0,1,um, som kunde iakttagas endast genom ökad reflexionsförmåga. Vid 525°C erhölls en filmtjocklek av 0,3 ;nn inom cag3 minuters tid. Denna film uppvisade svaga interferensfärger under vitt ljus och tydliga interferensband under monokromatisk belys- ning. Vid 550°C tillväxte aluminiumoxidfilmen ännu hastigare och en ringa mängd pulver bildades genom homogen kärnbildning samt avsattes på apparatens ytor.The mixture of aluminum-2,4-pentanedionate vapor, nitrogen carrier gas and 20% oxygen was passed over heated glass surfaces. At 500 ° C a thin coating was obtained, thickness less than 0.1 .mu.m, which could be observed only by increased reflectivity. At 525 ° C, a film thickness of 0.3 nn was obtained within cag3 minutes. This film showed faint interference colors under white light and clear interference bands under monochromatic lighting. At 550 ° C, the alumina film grew even faster and a small amount of powder was formed by homogeneous nucleation and deposited on the surfaces of the apparatus.
Därefter fick fluordopad tennoxidfilm växa ovanpå aluminium- oxidfilmerna vid temperaturer inom området 500 - 54000, Tjocklekar inom området 0,3 - 0,5 pm undersöktes omsorgsfullt, eftersom dessa tjockleksvärden visade de starkaste inter- ferensfärgerna. Intensiteten av färgerna blev väsentligt minskad vid jämförelse med tennoxidfilmer av samma tjocklek utan aluminiumoxidunderbeläggningen.Thereafter, fluorine-doped tin oxide film was allowed to grow on top of the alumina films at temperatures in the range of 500 - 54000. Thicknesses in the range of 0.3 - 0.5 μm were carefully examined, as these thickness values showed the strongest interference colors. The intensity of the paints was significantly reduced when compared to tin oxide films of the same thickness without the alumina undercoat.
Filmer hos vilka aluminiumoxidfílmen hade tjockleken l/4 våg- längd (våglängd 500 nm,.vilket är nära toppvärdet för spektral 7810974-1 24 känslighet hos ögat för dagsljusbelysning) uppvisar den störs- ta minskningen av iriseringsfärg. För dessa tjockleksvärden Ica 0,072,pm för l/4 våglängd) utsläcker reflexionerna från 7 glas-A1 03- och Al2O3-SnO2-gränsytorna varandra effektivast. 2 Emellertid erhålles även en avsevärd minskning av färginten- siteten, även när tjockleken av Al203 icke är optimal.Films in which the alumina film had a thickness of 1/4 wavelength (wavelength 500 nm, which is close to the peak value for spectral sensitivity of the eye to daylight illumination) show the greatest reduction in iridescence color. For these thickness values Ica 0.072, pm for 1/4 wavelength), the reflections from the 7 glass-A103 and Al2O3-SnO2 interfaces effectively cancel each other out. 2 However, a considerable reduction in color intensity is also obtained, even when the thickness of Al 2 O 3 is not optimal.
Såsom glassubstrat användes både borsilikatglas av typ Pyrex och soda-kalkglas (fönsterglas). Goda resultat erhölls på båda dessa substrat.Both Pyrex borosilicate glass and soda-lime glass (window glass) were used as glass substrates. Good results were obtained on both of these substrates.
Aluminiumoxidskiktet var även verksamt för att förhindra ytlig devitrifikation av soda-kalkglasytan när tennoxid pâ- fördes 500 - 54000. Aluminiumoxiden antages skydda soda- -kalkglasytan mot kristallisering runt de kärnor som åstad- kommes av tennoxidkristallerna och bidrager härigenom till att förhindra att glaset blir ljusspridande vid beläggningspro- CGSSGII.The alumina layer was also effective in preventing superficial devitrification of the soda-lime glass surface when tin oxide was applied at 500-54000. in coating pro- CGSSGII.
Exempel 3. _ '_ , Ett dubbelglasat fönster är utfört av klart glas av soda-kalk- typen. Glaset är behandlat med en beläggning av kiseldioxid- typ för eliminering av ljusspridning med den konventionella metod som anges i den amerikanska patentskriften 2.617.745.Example 3. A double-glazed window is made of clear soda-lime-type glass. The glass is treated with a silica-type coating to eliminate light scattering by the conventional method disclosed in U.S. Pat. No. 2,617,745.
Konstruktionen av det dubbelglasade fönstret överensstämmer med de som visas på figur 4. Innerytan A uppbär en belägg- ning av tennoxid med tjockleken 0,26_um. Innerytan B uppbär en beläggning av en tennoxidkomposition med tjockleken 0,33 i 0,02 pm. Vardera av dessa beläggningar uppvisar, betraktade var för sig, en väl synlig, starkt färgad irise- ringsfärg, som var dominant röd eller grön för de flesta iakttagare. Vid sammanföring väsentligen parallella med varandra såsom i den på figur 4 visade konstruktionen blev iriseringsfärgen i hög grad dold både vid betraktande från den sida av dubbelglaskonstruktionen som är vänd mot solen och från den andra sidan av samma konstruktion.The construction of the double-glazed window corresponds to those shown in Figure 4. The inner surface A bears a coating of tin oxide with a thickness of 0.26 .mu.m. The inner surface B carries a coating of a tin oxide composition with a thickness of 0.33 in 0.02 μm. Each of these coatings exhibits, viewed separately, a highly visible, strongly colored iridescent color, which was predominantly red or green to most observers. When joined together substantially parallel to each other as in the construction shown in Figure 4, the iris color was largely hidden both when viewed from the side of the double-glazed construction facing the sun and from the other side of the same construction.
I vaflwfzrf) 25 Exempel 4.I va fl wfzrf) 25 Example 4.
Försök genomfördes för framställning av skikt med gradvis varierande brytningsindex mellan brytningsindex för glas (n = ca l,5) och tennoxidbeläggningar (n = ca 2,0). Ett gradvis varierande skikt av SixSnl_xO2 användes, i Vilket "x" gradvis minskade från l till noll när skiktet uppbyggdes på glasytan. Sn02-skiktet hade en tjocklek av ca O,3;an och det underliggande gradvis varierande omrâdet hade en tjocklek av ca 0,3/um De erhållna konstruktionerna uppvisade markant minskad interferensfärg jämfört med skikt av Sn02 av samma tjocklek men utan det gradvis varierande mellanskiktsområdet mellan glaset och Sn02.Experiments were performed to produce layers with gradually varying refractive indices between refractive indices for glass (n = about 1.5) and tin oxide coatings (n = about 2.0). A gradually varying layer of SixSnl_xO2 was used, in which "x" gradually decreased from 1 to zero as the layer was built up on the glass surface. The SnO 2 layer had a thickness of about 0.3; and the underlying gradually varying area had a thickness of about 0.3 .mu.m. The obtained constructions showed markedly reduced interference color compared to layers of SnO 2 of the same thickness but without the gradually varying intermediate layer area. between the glass and Sn02.
De flyktiga källorna för kisel är, i det ena fallet, SiH4 (från en 1%-ig blandning i N2 såsom bärargas) och i det andra fallet (CH3)2SiH2 (från en cylinder med ren gas). Av- sättningen genomfördes vid en yttemperatur av 48000. Gas- koncentrationerna var från början ca 0,4 % silan (eller alkylsubstituerad silan), lO % syre samt resten kväve. Där- efter infördes gradvis tetrametyltenn (CH3)4Sn upp till en koncentration av l % under en tidrymd av ca 3 minuter, under det att silankoncentrationen gradvis minskades till noll inom samma tidrymd. Därefter avstängdes bärargasen för tetra- metyltenn och anordningen renspolades under ca 5 minuters tid med luft för avlägsnande av de sista spåren av silan. Där- efter fördes en gasström av 1 % (CH3)4Sn, 3 % CF3Br, 20 % 02 samt resten kväve under ytan under 3 minuters tid för avsätt- ning av ett skikt av fluordopad tennoxid med tjockleken ca O,4,um.The volatile sources of silicon are, in one case, SiH4 (from a 1% mixture in N2 as carrier gas) and in the other case (CH3) 2SiH2 (from a cylinder with pure gas). The deposition was carried out at a surface temperature of 48,000. The gas concentrations were initially about 0.4% silane (or alkyl-substituted silane), 10% oxygen and the remainder nitrogen. Thereafter, tetramethyltin (CH 3) 4 Sn was gradually introduced up to a concentration of 1% over a period of about 3 minutes, while the silane concentration was gradually reduced to zero within the same period. Thereafter, the carrier gas for tetramethyltin was turned off and the device was purged for about 5 minutes with air to remove the last traces of silane. Then a gas stream of 1% (CH3) 4Sn, 3% CF3Br, 20% O2 and the remaining nitrogen was passed under the surface for 3 minutes to deposit a layer of fluorinated doped tin oxide with a thickness of about 0.4 .mu.m.
Interferensfärgerna var väsentligt mindre livliga på dessa beläggningar med underbeläggning med gradvis varierande brytningsindex.The interference colors were significantly less vivid on these undercoatings with gradually varying refractive indices.
Exempel 5.Example 5.
En likartad process genomföras med användning av GeH4 i stället för SiH4. Det gradvis varierande skiktet utgöres av GeXSnl_xO2, varvid "x" gradvis minskar från ett till noll när 781097lr-1 26 skiktet uppbygges på glaset. Eftersom brytningsindex för ren GeO2 är ca 1,65 har det gradvis varierande skiktet fortfarande en brytningsindex-diskontinuitet från glasets brytningsindex (ca 1,5). Likformigheten hos beläggningen var emellertid något bättre än den som erhölls med SiH4. Minskning av iri- seringens synlighet fastställdes i en grad likartad med det som erhölls enligt exempel 4.A similar process is performed using GeH4 instead of SiH4. The gradually varying layer consists of GeXSn1_xO2, whereby "x" gradually decreases from one to zero when the layer is built up on the glass. Since the refractive index of pure GeO2 is about 1.65, the gradually varying layer still has a refractive index discontinuity from the refractive index of the glass (about 1.5). However, the uniformity of the coating was slightly better than that obtained with SiH 4. The reduction in the visibility of the iris was determined to a degree similar to that obtained according to Example 4.
Exempel 6 - 9.Examples 6 - 9.
Exempel l upprepades med användning såsom mellanskikt mellan glas och tennoxid av följande material valda från tabell A: Exempel 6: sz % 1n2o3/18 % sioz Exempel 7: 58 % GeO2/42 % ZnO Exempel 8: 70 Ga2O3/30 %'Al2O3-l Exempel 9: 60 Al2O3-l/40 % ZnO' w w' Låg irisering erhölls i samtliga dessa fall.Example 1 was repeated using as an intermediate layer between glass and tin oxide the following materials selected from Table A: Example 6: sz% 1n2o3 / 18% sioz Example 7: 58% GeO2 / 42% ZnO Example 8: 70 Ga2O3 / 30% Example 9: 60 Al 2 O 3 -1 / 40% ZnO 'ww' Low iridescence was obtained in all these cases.
Exempel 10 - 14.Examples 10 - 14.
Följande material, som samtliga är valda från tabellerna B och C, användes såsom två mellanskikt såsom ersättning för de enkla mellanskikt som anges i exempel l och 6 - 9: n ca 1,63 _ n ca 1,86 Exempel io; 97 % A12o3-1/3 % sioz à4e%esi3N4/16 % sioz Exempel ll: 60 ZnO/40 % SiO2 90 % ZnO/10 % SiO2 % % dP o\° Exempel 12: 63 In203/37 % SiO2 60 SnO2/40 % Al203-h Exempel 13: 70 Ga2O3/29 % Si02 76 SnO/24 % GeO2 Exempel 14: 62 snoz/ss % sioz 61 % In2o3/39 % A12o3-h 6069 Exempel 15.The following materials, all of which are selected from Tables B and C, were used as two interlayers as a replacement for the single interlayers listed in Examples 1 and 6 - 9: n about 1.63 - n about 1.86 Example 10; 97% A12o3-1 / 3% sioz à4e% esi3N4 / 16% sioz Example ll: 60 ZnO / 40% SiO2 90% ZnO / 10% SiO2%% dP o \ ° Example 12: 63 In203 / 37% SiO2 60 SnO2 / 40% Al 2 O 3 -h Example 13: 70 Ga 2 O 3/29% SiO 2 76 SnO / 24% GeO 2 Example 14: 62 snoz / ss% sioz 61% In 2 O 3/39% Al 2 O 3 -h 6069 Example 15.
En tennoxidbeläggning anbringas på ett glassubstrat med olika _tjockleksvärdenJ (Glassubstratet belägges först med en ultra- tunn film av kiseloxinitrid för att ge en amorf, ljussprid- níngsinhiberande yta). d 27 Tennoxidens tjocklek Iriseringens synlighet 0,3 stark 0,6 distinkt men svagare 0,9 knappt synlig med undantag av i fluorescensljus 1,3 svag även i fluorescensljus De sistnämnda två materialen är icke estetiskt störande vid användning för byggnadsändamål.A tin oxide coating is applied to a glass substrate having different thickness values (the glass substrate is first coated with an ultra-thin film of silica nitride to give an amorphous, light scattering inhibiting surface). d 27 Thickness of tin oxide Visibility of the iris 0.3 strong 0.6 distinct but weaker 0.9 barely visible with the exception of fluorescence light 1.3 faint even in fluorescence light The latter two materials are not aesthetically disturbing when used for building purposes.
I det följande anges ett förfarande för att bestämma belägg- ningens kvalitet.The following is a procedure for determining the quality of the coating.
En enkel metod för att hastigt kontrollera brytningsindex hos tunna filmer har utvecklats för att man skall kunna finna avsättningsbetingelserna för filmer med önskat brytningsindex.A simple method for rapidly controlling the refractive index of thin films has been developed to be able to find the deposition conditions for films with the desired refractive index.
Man kan exempelvis antaga att en film med brytningsindex n = 1,74 önskas för ett underbeläggningsskikt. En vätska med detta brytningsindex väljes.For example, it can be assumed that a film with a refractive index n = 1.74 is desired for an undercoating layer. A liquid with this refractive index is selected.
En film vars tjocklek är ca 0,2 - Det belagda glaset observeras Exempelvis dijodmetan, n = 1,74, kan användas. 2 pm avsättes på en glasyta. med reflekterat ljus från en monokromatisk ljuskälla, exempel- Det belagda glaset visar ett interferensmönster med mörka och ljusa band, vis en filtrerad kvicksilverlampa vid Å==5461Å. om tjockleken hos filmen varierar över glasytan. En droppe av vätskan med känt brytningsindex anbringas på filmen. Om brytningsindex hos filmen exakt överensstämmer med index hos vätskan, försvinner interferensmönstret under droppen.A film whose thickness is about 0.2 - The coated glass is observed For example, diiodomethane, n = 1.74, can be used. 2 μm is deposited on a glass surface. with reflected light from a monochromatic light source, example- The coated glass shows an interference pattern with dark and light bands, shows a filtered mercury lamp at Å == 5461Å. if the thickness of the film varies over the glass surface. A drop of the liquid with known refractive index is applied to the film. If the refractive index of the film exactly corresponds to the index of the liquid, the interference pattern disappears during the drop.
Om brytningsindex hos film och droppe icke överensstämmer exakt, är interferensmönstret fortfarande synligt under drop- Om detta svaga interferens- mönster under droppen utgör en direkt fortsättning av band- pen men med svagare intensitet. mönstret på resten av filmen, är brytningsindex hos filmen högre än hos referensvätskan. Om å andra sidan bandmönstret under droppen är omkastat (ljusa och mörka områden omkastade) jämfört med det mönster som förefinnes utanför vätskedroppen, är brytningsindex hos filmen lägre än hos referensvätskan. va1osv4-1 28 Med användning av denna enkla men noggranna mätning av filmens brytningsindex kan betingelserna för framställning av en film lätt justeras med en serie försök för att överensstämma med det önskade värdet. Genom att välja andra referensvätskor kan man justera filmerna till olika andra värden. Brytnings- index n = 1,63, som användes i en underbeläggning av två skikt, kan inställas med användning av l,l,2,2-tetrabrometan såsom referensvätska. Brytningsindex n = 1,86 för det andra skiktet i en tvåskiktsunderbeläggning kan justeras till en lösning av svavel och fosfor i dijodmetan, såsom beskrives av West i American Mineral, volym Zl, sid. 245 (1936). Av det ovanstående är det även uppenbart för fackmannen att denna allmänna metod kan användas för kvalitetskontroll vid till- verkningen. Vätskor med kända brytningsindex föres även i handeln av Cargille Laboratories, New Jersev, A.f.s.If the refractive index of the film and drop does not exactly match, the interference pattern is still visible during the drop. If this weak interference pattern below the drop is a direct continuation of the band but with weaker intensity. pattern on the rest of the film, the refractive index of the film is higher than that of the reference liquid. On the other hand, if the strip pattern below the drop is reversed (light and dark areas reversed) compared to the pattern present outside the liquid drop, the refractive index of the film is lower than that of the reference liquid. va1osv4-1 28 Using this simple but accurate measurement of the refractive index of the film, the conditions for producing a film can be easily adjusted with a series of attempts to correspond to the desired value. By selecting other reference liquids, you can adjust the films to various other values. Refractive index n = 1.63, which is used in a two-layer undercoat, can be adjusted using 1,2,2,2-tetrabromethane as the reference liquid. Refractive index n = 1.86 for the second layer in a two-layer undercoat can be adjusted to a solution of sulfur and phosphorus in diiodomethane, as described by West in American Mineral, Volume Z1, p. 245 (1936). From the above, it is also obvious to those skilled in the art that this general method can be used for quality control in manufacturing. Liquids with known refractive indices are also marketed by Cargille Laboratories, New Jersev, A.f.s.
Det är uppenbart att förfarandet enligt uppfinningen gör det möjligt att förbättra värmebesparingen i byggnader med väsent- liga glasvtor samt att även tillämpa elektrisk upphettning av fönster, exempelvis i automobiler och flygplan, med användning av motståndsegenskaperna hos beläggningar enligt uppfinningen.It is obvious that the method according to the invention makes it possible to improve the heat saving in buildings with substantial glazing and to also apply electric heating of windows, for example in automobiles and aircraft, using the resistance properties of coatings according to the invention.
Dessa beläggningar uppvisar vanligen ohmiskt motstånd, van- ligen av halvledartyp.These coatings usually exhibit ohmic resistance, usually of the semiconductor type.
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE7810974A SE434634B (en) | 1978-10-20 | 1978-10-20 | Article comprising at least a transparent, non-iridescent glass plate, procedure for its production and application of the same in a building |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE7810974A SE434634B (en) | 1978-10-20 | 1978-10-20 | Article comprising at least a transparent, non-iridescent glass plate, procedure for its production and application of the same in a building |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7810974L SE7810974L (en) | 1980-06-23 |
SE434634B true SE434634B (en) | 1984-08-06 |
Family
ID=20336153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7810974A SE434634B (en) | 1978-10-20 | 1978-10-20 | Article comprising at least a transparent, non-iridescent glass plate, procedure for its production and application of the same in a building |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE434634B (en) |
-
1978
- 1978-10-20 SE SE7810974A patent/SE434634B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE7810974L (en) | 1980-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4187336A (en) | Non-iridescent glass structures | |
US4308316A (en) | Non-iridescent glass structures | |
US4206252A (en) | Deposition method for coating glass and the like | |
US4419386A (en) | Non-iridescent glass structures | |
US4377613A (en) | Non-iridescent glass structures | |
US4440822A (en) | Non-iridescent glass structures | |
GB2031756A (en) | Non-iridescent glass structures and processes for their production | |
US4971843A (en) | Non-iridescent infrared-reflecting coated glass | |
RU2120919C1 (en) | Method of manufacturing mirrors, and mirror | |
SE445449B (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR CONTINUOUS COATING OF A TRANSPARENT GLASS OR SIMILAR AND THROUGH THE PROCEDURE GETTING TRANSPARENT GLASS PRODUCT | |
RU2309917C2 (en) | Glass article with reflecting sun protection coat | |
EP0353461B1 (en) | Chemical vapor deposition of bismuth oxide | |
GB2136316A (en) | Coated Glazing Materials | |
JPS6339535B2 (en) | ||
CA1264996A (en) | Non-iridescent infrared-reflecting coated glass | |
US4294193A (en) | Apparatus for vapor coating a moving glass substrate | |
SE434634B (en) | Article comprising at least a transparent, non-iridescent glass plate, procedure for its production and application of the same in a building | |
CA1132012A (en) | Non-iridescent glass structures | |
FI72613C (en) | Non-iridescent glass structures, process for making them and using them. | |
NO144139B (en) | DEVICE MADE OF AT LEAST A TRANSPARENT GLASS PLATE WITH AN INORGANIC COAT OF A MATERIAL REFLECTING INFRARED RADIATION | |
DK154896B (en) | STRUCTURE MADE OF AT LEAST A TRANSPARENT GLASS PLATE WITH AN INORGANIC COATING REFLECTING INFRARED RADIATION | |
IE47982B1 (en) | Non-iridescent glass structures and processes for their production | |
SE440644B (en) | Procedure for production of a non-iridescent, transparent object as well an object produced according to the procedure | |
CA1147139A (en) | Deposition method | |
CH640205A5 (en) | Noniridescent coated glasses |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAL | Patent in force |
Ref document number: 7810974-1 Format of ref document f/p: F |
|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7810974-1 Format of ref document f/p: F |