BR112012003798B1

BR112012003798B1 - Substrato, notadamente substrato de vidro transparente, vidraça, e, utilização do substrato

Info

Publication number: BR112012003798B1
Application number: BR112012003798-6A
Authority: BR
Inventors: Stéphane Laurent; Robert Drese; Ulrich Billert
Original assignee: Saint-Gobain Glass France
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2010-08-18
Publication date: 2019-10-01
Also published as: ES2725527T3; KR101783810B1; CN102574738B; JP2013502366A; US20120177900A1; EP2470483A1; CA2772129C; CA2772129A1; MX2012002138A; BR112012003798A2; PL2470483T3; CN102574738A; FR2949226B1; WO2011020974A1; EP2470483B1; EA022722B1; PT2470483T; BR112012003798B8; KR20120094898A; TR201907928T4

Abstract

substrato, notadamente substrato de vidro transparente, vidraça, e, utilização do substrato a invenção refere-se a um substrato (10), notadamente substrato de vidro transparente, munido de um empilhamento de camadas finas comportando uma alternância de n camadas funcionais (40, 80, 120) metálicas, notadamente de camadas funcionais à base de prata ou de liga metálica contendo prata, e (n + 1) de revestimentos antirreflexo (20, 60, 100, 140), com n número inteiro maior igual a 3, cada revestimento antirreflexo comportando pelo menos uma camada antirreflexo (24, 64, 104, 144), de modo que cada camada funcional (40, 80, 120) seja disposta entre dois revestimentos antirreflexo (20, 60, 100, 140), caracterizado pelo fato de que a espessura ex de cada camada funcional (80,120) é inferior à espessura da camada funcional precedente em direção do substrato (10) e é tal que: ex = a ex1, com: * x que é fileira da camada funcional partindo do substrato (10), * x 1 que é a fileira da camada funcional precedente em direção do substrato (10) * a que é um número como 0,5 < a < 1, e preferivelmente 0,5 < a < 0,95, ou mesmo 0,6 menor igual a a menor igual a 0,95 e * a espessura da primeira camada metálica funcional partindo do substrato tal que: 10 menor igual a e1 menor igual a 18 em nm, e preferivelmente 11 menor igual a e1 menor igual a 15 em nm.

Description

“SUBSTRATO, NOTADAMENTE SUBSTRATO DE VIDRO TRANSPARENTE, VIDRAÇA, E, UTILIZAÇÃO DO SUBSTRATO” [0001] A invenção refere-se a um substrato transparente notadamente de um material rígido mineral como o vidro, o referido substrato sendo revestido com um empilhamento de camadas finas compreendendo várias camadas funcionais podendo agir sobre a radiação solar e/ou a radiação infravermelha de grande comprimento de onda.

[0002] A invenção refere-se mais particularmente a um substrato, notadamente um substrato de vidro transparente, munido de um empilhamento de camadas finas comportando uma alternância de “n” camadas funcionais metálicas, notadamente de camadas funcionais à base de prata ou de liga metálica contendo prata, e de “(n+1)” revestimentos antirreflexo, com n número inteiro > 3, de modo que cada camada funcional seja disposta entre dois revestimentos antirreflexo. Cada revestimento comporta pelo menos uma camada antirreflexo e cada revestimento sendo, preferivelmente, composto de uma pluralidade de camadas, da qual uma camada pelo menos, ou mesmo cada camada, é uma camada antirreflexo.

[0003] A invenção refere-se mais particularmente à utilização de tais substratos para fabricar vidraças de isolamento térmico e/ou de proteção solar. Estas vidraças podem ser destinadas igualmente a equipar tanto as construções como os veículos, em vista notadamente de diminuir o esforço de climatização e/ou impedir um superaquecimento excessivo (vidraças ditas “de controle solar) e/ou diminuir a quantidade de energia dissipada para o exterior (vidraças ditas “baixa emissividade”) acarretado pela importância sempre crescente das superfícies envidraçadas nas construções e nas cabines de veículos.

[0004] Estes substratos podem em particular ser integrados em dispositivos eletrônicos e o empilhamento pode então servir de eletrodo para a condução de uma corrente (dispositivo de iluminação, dispositivo de mostrador, painel voltaico, vidraça eletrocrômica,...) ou podem ser integrados em vidraças apresentando funcionalidades particulares, como por exemplo, vidraças aquecidas e em particular para-brisas aquecidos de veículo.

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2/17 [0005] No sentido da presente invenção, empilhamento com várias camadas funcionais entende-se de um empilhamento comportando pelo menos três camadas funcionais.

[0006] Empilhamentos de camadas com várias camadas funcionais são conhecidos.

[0007] Neste tipo de empilhamento, cada camada funcional encontra-se disposta entre dois revestimentos antirreflexo comportando cada um em geral várias camadas antirreflexo que são, cada uma, de um material do tipo nitreto e notadamente nitreto de silício ou de alumínio e/ou do tipo óxido. Do ponto de vista óptico, o objetivo destes revestimentos que enquadram a camada funcional é de “anti-refletir” esta camada funcional.

[0008] Um revestimento de bloqueio muito fino é, contudo intercalado às vezes entre um ou cada revestimento antirreflexo e uma camada funcional adjacente: um revestimento de bloqueio disposto sob a camada funcional em direção do substrato e um revestimento de bloqueio disposto sobre a camada funcional no lado oposto do substrato e que protege esta camada de uma eventual degradação quando do depósito do revestimento antirreflexo superior e quando de um eventual tratamento térmico em temperatura elevada, o tipo abaulamento e/ou têmpera.

[0009] A técnica anterior conhece, por exemplo, a partir do pedido internacional de patente WO 2005/051858 empilhamentos com várias camadas funcionais.

[0010] Nos empilhamentos com três ou quatro camadas funcionais apresentados neste documento, as espessuras de todas as camadas funcionais são sensivelmente idênticas, ou seja, que a espessura da primeira camada funcional, a mais próxima do substrato, é sensivelmente idêntica à espessura da segunda camada funcional que é sensivelmente idêntica à espessura da terceira camada funcional, ou mesmo que é sensivelmente idêntica à espessura da quarta camada funcional quando existe uma quarta camada funcional. Ver por exemplos os exemplos 11 e 12 deste documento.

[0011] Este documento apresenta, além disso, um exemplo, o exemplo 14, no qual a espessura da primeira camada funcional, o mais próximo do substrato, é

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3/17 inferior à espessura da segunda camada funcional que é ela mesma inferior à espessura da terceira camada funcional, seguindo, neste aspecto, os ensinamentos do pedido de patente europeu EP 645.352.

[0012] Este pedido de patente europeu EP 645.352 ensina que empilhamento com três camadas funcionais metálicas que são dispostas com a sua espessura crescente partindo do substrato permite obter uma cor em reflexão externa (ou seja, sobre um lado do substrato oposto ao que porta o empilhamento de camadas finas) que seja neutra.

[0013] Todavia, parece que a configuração do exemplo 14 do pedido WO 2005/051858 não dá inteiramente satisfação para uma vidraça laminada.

[0014] Parece que posicionar três camadas funcionais metálicas com a sua espessura crescente partindo do substrato permite efetivamente obter uma cor em reflexão externa mais neutra, mas parece, além disso, que a resistência de superfície do empilhamento, tanto do exemplo 14 como dos exemplos 11 e 12, com espessura total de prata idêntica, poderia ser melhorada e que, portanto, as propriedades associadas poderiam ser melhoradas (reflexão energética aumentada, em particular à transmissão luminosa constante, resistência de folha do empilhamento aumentada).

[0015] O objetivo da invenção é assim fornecer um empilhamento que apresenta uma resistência muito baixa de folha a fim de que, em particular, a vidraça integrando este empilhamento possa apresentar uma alta reflexão energética e/ou uma emissividade muito baixa e/ou ser aquecida por aplicação de uma corrente entre dois barramentos bus eletricamente conectados ao empilhamento, bem como uma transmissão luminosa elevada e uma cor relativamente neutra, em particular em configuração laminada, e que estas propriedades sejam preferivelmente obtidas após um (ou vários) tratamento(s) térmico(s) em temperatura alta do tipo abaulamento e/ou têmpera e/ou recozimento, ou mesmo que estas propriedades sejam conservadas em uma faixa restrita quer o empilhamento sofra ou não um (ou vários) de tal(s) tratamento(s) térmico(s).

[0016] A invenção tem assim por objeto, no seu sentido mais amplo, um

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4/17 substrato, notadamente substrato de vidro transparente. Este substrato é munido de um empilhamento de camadas finas comportando uma alternância de “n camadas funcionais metálicas, notadamente de camadas funcionais à base de prata ou de liga metálica contendo prata, e de “(n + 1)” revestimentos antirreflexo, com n número inteiro 3 ou 4, cada revestimento antirreflexo comportando pelo menos uma camada antirreflexo, de modo que cada camada funcional seja disposta entre dois revestimentos antirreflexo. A espessura ex de cada camada funcional do empilhamento (ou seja, pelo menos camadas funcionais de fileira 2 e de fileira 3 partindo do substrato) é assim inferior à espessura da camada funcional precedente em direção do substrato e é tal que: ex = α ex-1 , com x que é a fileira da camada funcional partindo do substrato, x-1 que é a fileira da camada funcional precedente em direção do substrato e α que é um número como 0,55 < α < 0,95, ou mesmo 0,6 < α < 0,95.

[0017] Por “fileira” no sentido da presente invenção, entende-se a numeração em número inteiro de cada camada funcional partindo do substrato: a camada funcional o mais próximo do substrato sendo a camada funcional de fileira 1, a seguinte afastando-se do substrato sendo a de fileira 2, etc.

[0018] A espessura da primeira camada metálica funcional partindo do substrato (a de fileira 1) é tal que: 10 < e1 < 18 em nm e preferivelmente 11 < e1 < 15 em nm. [0019] Assim, quando 0,55 < α < 0,95, a espessura da primeira camada metálica funcional partindo do substrato é tal que: 10 < e1 < 18 em nm e preferivelmente 11 < e1 < 15 em nm e quando 0,6 < α < 0,95, a espessura da primeira camada metálica funcional partindo do substrato é tal que: 10 < e1 <18 em nm e preferivelmente 11 < e1 < 15 em nm.

[0020] É possível, além disso, que 0,6 < α < 0,9 e que a espessura da primeira camada metálica funcional partindo do substrato seja tal que: 10 < e1 < 18 em nm e preferivelmente 11 < e1 <15 em nm, ou mesmo que 0,6 < α < 0,85 e que a espessura da primeira camada metálica funcional partindo do substrato seja tal que: 10 < e1 < 18 em nm e preferivelmente 11 < e1 < 15 em nm.

[0021] Além disso, devido ao fato de que um objetivo essencial da invenção é

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5/17 chegar a um empilhamento apresentando uma baixa resistência de folha, a espessura total das camadas metálicas funcionais é, notadamente quando 11 < e1 < 15 em nm, preferivelmente superior a 30 nm e está compreendida notadamente entre 30 e 60 nm incluindo estes valores, ou mesmo esta espessura total está compreendida entre 35 e 50 nm para um empilhamento de camadas finas com três camadas funcionais, ou mesmo esta espessura total está compreendida entre 40 e 60 nm para um empilhamento de camadas finas com quatro camadas funcionais.

[0022] Preferivelmente, o valor de α é diferente (de pelo menos 0,02) para todas as camadas funcionais de fileira 2 e mais do empilhamento aos quais a fórmula acima é aplicada.

[0023] É importante constatar aqui que o decrescimento na distribuição das espessuras que é objeto da invenção não é um decrescimento na distribuição de todas as camadas do empilhamento (levando em conta as camadas antirreflexo), mas unicamente um decrescimento na distribuição das espessuras das camadas funcionais.

[0024] No interior do empilhamento de acordo com a invenção com espessura de camadas funcionais decrescentes partindo do substrato, todas as camadas funcionais apresentam espessuras diferentes; no entanto, a distribuição na espessura das camadas funcionais no interior do empilhamento permite, de um modo completamente surpreendente, obter uma melhor resistência de folha que na configuração com espessura de camadas funcionais constantes ou com espessura de camadas funcionais crescentes partindo do substrato.

[0025] Salvo menção em contrário, as espessuras lembradas no presente documento são espessuras físicas, ou reais (e não espessuras ópticas).

[0026] Além disso, quando se faz referência a posicionamento vertical de uma camada (exemplo: inferior /no topo), continua-se considerando que o substrato portador é posicionado horizontalmente, embaixo, com o empilhamento no topo do mesmo; Quando é precisado que uma camada é depositada diretamente sobre outra, isso significa que se pode ter uma (ou várias) camada (s) intercalada(s) entre estas duas camadas. A fileira das camadas funcionais é sempre definida aqui

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6/17 partindo do substrato portador do empilhamento (substrato sobre a face do qual é depositado o empilhamento).

[0027] A camada antirreflexo que está compreendida no mínimo em cada revestimento antirreflexo, como definido acima, apresenta um índice óptico medido, como habitualmente, a 550 nm compreendido entre 1,8 e 2,5 incluindo estes valores, ou, preferivelmente, entre 1,9 e 2,3 incluindo estes valores, ou seja, um índice óptico que se pode considerar como elevado.

[0028] Em uma variante particular, a última camada do primeiro revestimento antirreflexo subjacente à primeira camada funcional partindo do substrato é uma camada de umectação à base de óxido cristalino (isto é, não amorfa), notadamente à base de óxido de zinco, eventualmente dopado com ajuda de pelo menos outro elemento, como o alumínio e primeiro revestimento antirreflexo subjacente à primeira camada funcional comporta uma camada de alisamento, de um óxido misto não cristalino, a referida camada de alisamento estando em contato com a referida camada de umectação sobrejacente.

[0029] Nesta variante particular, a espessura da referida camada de alisamento representa, preferivelmente, cerca de 1/6 da espessura do primeiro revestimento antirreflexo e cerca da metade da espessura da referida primeira camada funcional.

[0030] Em outra variante particular, os referidos revestimentos antirreflexo comportam cada um pelo menos uma camada à base de nitreto de silício, eventualmente dopado com a ajuda de pelo menos outro elemento, como alumínio, e preferivelmente cada revestimento antirreflexo comporta cada um pelo menos uma camada à base de nitreto de silício, eventualmente dopado com a ajuda de pelo menos outro elemento, como alumínio.

[0031] Nesta outra variante particular, a última camada de cada revestimento antirreflexo subjacente a uma camada funcional é uma camada de umectação à base de óxido cristalino, notadamente à base de óxido de zinco, eventualmente dopado com a ajuda de pelo menos outro elemento, como o alumínio.

[0032] No entanto, nesta outra variante particular, pelo menos um revestimento antirreflexo subjacente a uma camada funcional, e preferivelmente cada

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7/17 revestimento antirreflexo subjacente a uma camada funcional, compreende pelo menos uma camada de alisamento, de um óxido misto não cristalino, a referida camada de alisamento estando em contato com uma camada de umectação sobrejacente.

[0033] A espessura de cada camada funcional está, preferivelmente, compreendida entre 8 e 20 nm incluindo estes valores, ou mesmo entre 10 e 18 em nm incluindo estes valores, e preferivelmente ainda entre 11 e 15 em nm incluindo estes valores.

[0034] O empilhamento de acordo com a invenção é um empilhamento de baixa resistência de folha de modo que a sua resistência de folha R em ohms de folha seja, preferivelmente, igual ou inferior a 1 ohm de folha após um eventual tratamento térmico do tipo abaulamento, têmpera ou recozimento, ou mesmo igual ou inferior a 1 ohm antes de tratamento térmico porque tal tratamento tem em geral por efeito diminuir a resistência de folha.

[0035] A presente invenção refere-se, além disso, à vidraça incorporando pelo menos um substrato de acordo com a invenção, eventualmente associado a pelo menos outro substrato e notadamente vidraça múltipla do tipo vidraça dupla ou vidraça tripla ou vidraça laminada e em particular vidraça laminada comportando meios para a conexão elétrica do empilhamento de camadas finas a fim de permitir realizar uma vidraça laminada aquecida, o referido substrato portador do empilhamento podendo ser abaulado e/ou temperado.

[0036] Cada substrato da vidraça pode ser claro ou colorido. Um dos substratos pode ser pelo menos notadamente de vidro colorido na massa. A escolha do tipo de coloração vai depender do nível de transmissão luminosa e/ou do aspecto colorimétrico procurado para a vidraça uma vez a sua fabricação terminada.

[0037] A vidraça de acordo com a invenção pode apresentar uma estrutura laminada, associando notadamente pelo menos dois substratos rígidos do tipo vidro por pelo menos uma folha de polímero termoplástico, a fim de apresentar uma estrutura de tipo vidro/empilhamento de camadas finas/folha(s)/vidro. O polímero pode notadamente ser à base de polivinilbutiral PVB, etileno acetato de vinila EVA,

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8/17 tereftalato de polietileno PET, policloreto de vinila PVC.

[0038] A vidraça pode então apresentar uma estrutura de tipo: vidro/empilhamento de camadas finas/folha(s) de polímero/vidro.

[0039] As vidraças de acordo com a invenção são aptas a sofrer um tratamento térmico sem dano para o empilhamento de camadas finas. Elas são, portanto, eventualmente abauladas e/ou temperadas.

[0040] A vidraça pode ser abaulada e/ou temperada sendo constituída de um único substrato, a munida do empilhamento. Trata-se então de uma vidraça dita “monolítica”. No caso em que elas são abauladas, notadamente para constituir vidraças para veículos, o empilhamento de camadas finas encontra-se preferivelmente sobre uma face pelo menos parcialmente não plana.

[0041] A vidraça pode também ser uma vidraça múltipla, notadamente uma vidraça dupla, pelo menos o substrato portador do empilhamento podendo ser abaulado e/ou temperado. É preferível em uma configuração de vidraça múltipla que o empilhamento seja disposto de modo a ser girado do lado da lâmina de gás intercalar. Em uma estrutura laminada, o substrato portador do empilhamento pode estar em contato com a folha de polímero.

[0042] A vidraça pode também ser uma vidraça tripla constituída de três folhas de vidro separadas duas a duas por uma lâmina de gás. Em uma estrutura de vidraça tripla, o substrato portador do empilhamento pode estar em face 2 e/ou em face 5, quando se considera que o sentido incidente da luz solar atravessa as faces na ordem crescente do seu número.

[0043] Quando a vidraça é monolítica ou múltipla do tipo vidraça dupla, vidraça tripla ou vidraça laminada, pelo menos o substrato portador do empilhamento pode ser de vidro abaulado ou temperado, este substrato podendo ser abaulado ou temperado antes ou após o depósito do empilhamento.

[0044] A invenção refere-se, por outro lado, à utilização do substrato de acordo com a invenção, para realizar uma vidraça com elevada reflexão energética e/ou uma vidraça de emissividade muito baixa e/ou uma vidraça aquecida com um revestimento transparente aquecido por efeito Joule.

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9/17 [0045] A invenção refere-se, por outro lado, à utilização do substrato de acordo com a invenção, para realizar um eletrodo transparente de uma vidraça eletrocrômica ou um dispositivo de iluminação ou um dispositivo de visualização ou de um painel fotovoltaico.

[0046] O substrato de acordo com a invenção pode ser em particular utilizado para realizar um substrato com alta reflexão energética e/ou um substrato com emissividade muito baixa e/ou um revestimento transparente aquecido de uma vidraça aquecida.

[0047] O substrato de acordo com a invenção pode ser em particular utilizado para realizar um eletrodo transparente de uma vidraça eletrocrômica (esta vidraça sendo monolítica ou múltipla do tipo vidraça dupla ou vidraça tripla ou vidraça laminada) ou um dispositivo de iluminação ou uma tela de visualização ou painel fotovoltaico. (“transparência” deve compreender-se aqui nestes parágrafos precedentes como “não opaca”).

[0048] O empilhamento de acordo com a invenção permite, em espessura total de camada funcional idêntica, obter uma resistência de folha mais baixa que quando as espessuras das camadas funcionais são mais ou menos idênticas no empilhamento ou que quando as espessuras das camadas funcionais são dispostas em uma ordem de espessuras crescente partindo do substrato.

[0049] Com efeito, notou-se que o suprimento de cada camada funcional na resistência completa do empilhamento não é uniforme; de modo surpreendente, foi descoberto que a primeira camada funcional contribui para, perto da metade, para a resistência completa do empilhamento. Quanto mais a primeira camada funcional é espessa, mais a resistência de folha do empilhamento será baixa em comparação com empilhamentos tendo a mesma espessura total de camada funcional. Esta é a razão pela qual α < 0,95.

[0050] Operar, como indicado pela invenção, uma distribuição decrescente das espessuras das camadas funcionais partindo do substrato permite obter uma resistência de folha do empilhamento muito baixa, obtendo ao mesmo tempo uma variação de cor em reflexão em função do ângulo certamente pior que com uma

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10/17 distribuição crescente das espessuras, mas obtendo do mesmo modo uma variação de cor em reflexão em função do ângulo que é aceitável.

[0051] No entanto, é importante que a diferença de espessura de uma camada funcional a outra em direção do substrato ou no lado oposto do substrato não seja muito grande. Esta é a razão pela qual α > 0,55, ou mesmo α > 0,6.

[0052] Os detalhes e características vantajosas da invenção aparecem nos exemplos não limitativos seguintes, ilustrados com a ajuda das figuras em anexo que ilustram:

- na figura 1, um empilhamento com três camadas funcionais de acordo com a invenção, cada camada funcional não sendo provida de um revestimento de sub-bloqueio, mas provida de um revestimento de sobre-bloqueio e o empilhamento sendo, por outro lado, provido de um revestimento de proteção opcional; e

- na figura 2, um empilhamento com quatro camadas funcionais de acordo com a invenção, cada camada funcional sendo provida de um revestimento de sub-bloqueio, mas não um revestimento de sobre-bloqueio e o empilhamento sendo, por outro lado, provido de um revestimento de proteção opcional.

[0053] Nas figuras 1 e 2, as proporções entre as espessuras das diferentes camadas não são respeitadas rigorosamente a fim de facilitar a sua leitura.

[0054] A figura 1 ilustra uma estrutura de empilhamento com três camadas funcionais 40, 80, 120, esta estrutura sendo depositada sobre um substrato 10 de vidro, transparente.

[0055] Cada camada funcional 40, 80, 120, é disposta entre dois revestimentos antirreflexo 20, 60, 100, 140, de modo que a primeira camada funcional 40 partindo do substrato seja disposta entre os revestimentos antirreflexo 20, 60; a segunda camada funcional 80 é disposta entre os revestimentos antirreflexo 60, 100 e a terceira camada funcional 120 é disposta entre os revestimentos antirreflexo 100, 140.

[0056] Estes revestimentos antirreflexo 20, 60, 100, 140, comportam cada um pelo menos uma camada dielétrica 24, 26, 28; 62, 64, 66, 68; 102, 104, 106, 108; 142, 144.

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11/17 [0057] Eventualmente, por um lado, cada camada funcional 40, 80, 120, pode ser depositada sobre um revestimento de sub-bloqueio (não ilustrado) disposto entre o revestimento antirreflexo subjacente e a camada funcional e por outro lado cada camada funcional pode ser depositada diretamente sob um revestimento de sobrebloqueio 55, 95, 135 disposto entre a camada funcional e o revestimento antirreflexo sobrejacente a esta camada.

[0058] Um primeiro exemplo foi realizado seguindo o exemplo 14 do pedido internacional de patente WO 2005/051858 e utilizando também os ensinamentos do pedido internacional de patente WO 2007/101964, com uma camada de alisamento 26 de óxido misto de zinco e de estanho inserida no primeiro revestimento antirreflexo 20 partindo do substrato 10, o revestimento subjacente à primeira camada funcional metálica, entre por um lado uma camada barreira (referência 24) de nitreto de silício que se encontra aqui depositada diretamente sobre o substrato 10 e uma camada de umectação 28 de óxido de zinco.

[0059] Três exemplos foram realizados, numerados de 1 a 3 a seguir. Eles foram, todos os três, incorporados em uma vidraça laminada de estrutura: substrato de vidro portador do empilhamento/folha intercalar de PVB/substrato de vidro.

[0060] A tabela 1 seguinte resume os materiais e as espessuras de cada camada e cada elemento da estrutura laminada em função da sua posição frente ao substrato portador do empilhamento (última linha da tabela); os números da 2^acoluna correspondem às referências da figura 1.

Tabela 1

	No.	Ex. 1	Ex. 2	Ex. 3
Substrato		2,1 mm	2,1 mm	2,1 mm
Intercalar		0,76 mm	0,76 mm	0,76 mm
S13N4	144	28	28	32
ZnO	142	7	7	7
NiCr	135	0,5	0,5	0,5
Ags	120	11	15	13
ZnO	108	7	7	7

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SnZnO	106	7	7	7
S13N4	104	50	59	52
ZnO	102	7	7	7
NiCr	95	0,5	0,5	0,5
Ag2	80	13	13	13
ZnO	68	7	7	7
S13N4	64	59	50	66
ZnO	62	7	7	7
NiCr	55	0,5	0,5	0,5
Agí	40	15	11	13
ZnO	28	7	7	7
SnZnO	26	7	7	7
SÍ3N4	24	28	28	42
Substrato	10	1,6 mm	1,6 mm	1,6 mm

[0061] Em todos os exemplos seguintes, o empilhamento de camadas finas é depositado sobre um substrato de vidro sodo-cálcico claro de uma espessura de 1,6 mm, distribuído pela empresa SAINT-GOBAIN.

[0062] Cada revestimento antirreflexo 20, 60, 100 subjacente a uma camada funcional 40, 80, 120 comporta uma última camada de umectação 28, 68, 108 à base de óxido de zinco cristalino, dopado com alumínio e que está em contato da camada funcional 40, 80, 120 depositada exatamente acima.

[0063] Como se nota na tabela 1, o primeiro revestimento antirreflexo 20 subjacente à primeira camada funcional 40 e o 3^o revestimento antirreflexo 100 subjacente à 3^a camada funcional 120 comporta uma camada de alisamento 26, 106, de um óxido misto não cristalino, cada camada de alisamento 26, 106 estando em contato com cada camada de umectação 28, 108 sobrejacente.

[0064] A espessura Θ26 da camada de alisamento 26 representa cerca de 1/6° da espessura do referido primeiro revestimento antirreflexo 20 e cerca de metade da espessura da referida primeira camada funcional 40.

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13/17 [0065] A espessura eio6 da camada de alisamento 106 é idêntica à espessura e26 da camada de alisamento 26.

[0066] O outro revestimento antirreflexo 60, subjacente a uma camada funcional 80, poderia também compreender pelo menos uma camada de alisamento 66, de um óxido misto não cristalino, em contato com uma camada de umectação 68, 108 sobrejacente, como na figura 1; mas este não é o caso para os exemplos 1 a 3 por razões de disponibilidade de localização do cátodo na estrutura de depósito utilizada.

[0067] Cada revestimento antirreflexo 20, 60, 100, 140 comporta uma camada 24, 64, 104, 144 à base de nitreto de silício, dopado com alumínio. Estas camadas são importantes para obter o efeito barreira ao oxigênio quando do tratamento térmico.

[0068] Na figura 1, constata-se que o empilhamento termina por uma camada de proteção opcional 200, que não está presente nos exemplos 1 a 3.

[0069] Para cada um dos três exemplos, as condições de depósito das camadas, que foram depositadas por pulverização (pulverização dita “catódica magnetron”), são as seguintes:

Tabela 2

Camada	Alvo empregado	Pressão de depósito	Gás
Si3N4	Si:Al a 92:8 % em peso	1.5x10^-3 mbar	Ar /(Ar + N2) a 45%
SnZnO	SnZn:Sb a 34:65:1 % em peso	2x10^-3 mbar	Ar /(Ar + O2) a 58%
ZnO	Zn:Al a 98:2 % em peso	2x10^-3 mbar	Ar /(Ar + O2) a 52%
NiCr	NiCr a 80:20 % em peso	2x10^-3 mbar	Ar a 100%
Ag	Ag	2x10^-3 mbar	Ar a 100%

[0070] O exemplo 1 é um exemplo de acordo com a invenção porque a distribuição da espessura das camadas funcionais é decrescente partindo do substrato portador: e1 > e2 > e3, com e2 = α e1 e e3 = α' e2.

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14/17 [0071] α = 0,87 e α' = 0,85; eles são aqui sensivelmente diferentes em quase 0,02.

[0072] O exemplo 2 não é um exemplo de acordo com a invenção porque a distribuição da espessura das camadas funcionais é crescente partindo do substrato portador: e1 < e2 < e3, com e2 = β e1 e e3 = β' e2.

[0073] β = 1,18 e β' = 1,15; eles não são idênticos.

[0074] O exemplo 3 também não é um exemplo de acordo com a invenção porque a distribuição da espessura das camadas funcionais é constante em empilhamento: e1 = e2 = e3.

[0075] Estes três empilhamentos apresentam ainda a vantagem de serem temperáveis.

[0076] A soma das espessuras de todas as camadas funcionais do exemplo 1 é idêntica à soma das espessuras de todas as camadas funcionais do exemplo 2 e do exemplo 3: e1 + e2 + e3 do exemplo 1 = e1 + e2 + e3 do exemplo 2 ou do exemplo 3 = 39 nm.

[0077] Estes três exemplos apresentando a mesma espessura total de camada funcional, deveriam apresentar, normalmente, as mesmas resistências de folha e, assim, as mesmas características de reflexão energética e de transmissão energética.

[0078] Todavia, não foi isto o que foi constatado. A tabela 3 resume para os exemplos 1 a 3 a resistência de folha medida para cada substrato portador do empilhamento após tratamento térmico (abaulamento a 640°) e principais características ópticas medidas para a vidraça laminada completa integrando o substrato portador do empilhamento:

Tabela 3

	R (Ohm/quadrado)	Tl (%)	Rl (%)	aR0	bR0	aR60	bR60
Ex. 1	0,98	73,3	12,4	-4,1	-5,1	-5,5	-0,2
Ex. 2	1,05	67,8	12,5	-5,8	-5,7	-3,7	-1,7

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Ex. 3

1

69,3

16,7

-4,9

-5,6

-7,2

+0,2

[0079] Para estes substratos,

- R indica: a resistência de folha do empilhamento, em ohms de folha após tratamento térmico (abaulamento);

- Tl indica: a transmissão luminosa no visível em %, medida de acordo o iluminante A a 10° Observador;

- aR0* e bR0* indicam as cores em reflexão a* e b* no sistema LAB medidas de acordo com o Iluminante D65 à 10° Observador e medidas assim sensivelmente perpendicularmente à vidraça;

- aR60* e bR60* indicam as cores em reflexão a* e b* no sistema LAB medidas de acordo com o Iluminante D65 à 10° Observador e medidas sensivelmente com um ângulo de 60° em relação à perpendicular à vidraça.

[0080] Constata-se assim que se o exemplo 3 dá satisfação em termos de resistência de folha do empilhamento e de transmissão luminosa, a sua reflexão luminosa é relativamente elevada e não apresenta uma estabilidade de cor em reflexão e em ângulo: a diferença entre os valores de cores medidos a 0° e os valores de cores medidos à 60° é muito grande e o valor de aR60* é muito elevado.

[0081] O exemplo 2 apresenta melhores características ópticas que o exemplo 3 com em particular uma cor em reflexão a 60° menos marcada (aR60* menos elevado), mas a transmissão luminosa degradou-se e sobretudo a resistência de folha é superior à 1 Ohm/quadrado, o que não é aceitável.

[0082] O exemplo 1 apresenta uma resistência de folha do empilhamento e de transmissão luminosa melhorados em relação aos do exemplo 3 e com certeza do exemplo 2, uma reflexão luminosa mais fraca que a do exemplo 3 e uma melhor estabilidade da cor em reflexão em função do ângulo que o exemplo 3.

[0083] Foi medido que a camada funcional 40 de cada um destes exemplos é de melhor qualidade que as outras camadas funcionais 80,

120,...: ela apresenta uma rugosidade mais baixa e é melhor cristalizada que as outras.

[0084] Devido à espessura total grande das camadas de prata (e, portanto, da

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16/17 baixa resistência de folha obtida) bem como as boas propriedades ópticas (em particular a transmissão luminosa no visível), é possível, além disso, utilizar o substrato revestido do empilhamento de acordo com a invenção para realizar um substrato eletrodo transparente.

[0085] Este substrato eletrodo transparente pode convir para um dispositivo eletroluminescente orgânico, em particular substituindo a camada 144 de nitreto de silício do exemplo 1 por uma camada condutora (com em particular uma resistividade inferior a 105 O.cm) e notadamente uma camada à base de óxido. Esta camada pode ser, por exemplo, de óxido de estanho ou à base de óxido de zinco eventualmente dopado Al ou Ga, ou à base de óxido misto e notadamente óxido de índio e de estanho ITO, óxido de índio e de zinco IZO, de óxido de estanho e de zinco SnZn eventualmente dopado (por exemplo com Sb, F). Este dispositivo eletroluminescente orgânico pode ser utilizado para realizar um dispositivo de iluminação ou um dispositivo de visualização (tela).

[0086] A figura 2 ilustra uma estrutura de empilhamento com quatro camadas funcionais 40, 80, 120, 160, esta estrutura sendo depositada sobre um substrato 10 de vidro, transparente.

[0087] Cada camada funcional 40, 80, 120, 160, é disposta entre dois revestimentos antirreflexo 20, 60, 100, 140, 180, de tal modo que a primeira camada funcional 40 partindo do substrato seja disposta entre os revestimentos antirreflexo 20, 60; a segunda camada funcional 80 é disposta entre os revestimentos antirreflexo 60, 100; a terceira camada funcional 120 é disposta entre os revestimentos antirreflexo 100, 140; e a quarta camada funcional 160 é disposta entre os revestimentos antirreflexo 140, 180.

[0088] Estes revestimentos antirreflexo 20, 60, 100, 140, 180, comportam cada um pelo menos uma camada dielétrica 24, 26, 28; 62, 64, 66, 68; 102, 104, 106, 108; 144, 146, 148; 182, 184.

[0089] Eventualmente, por um lado, cada camada funcional 40, 80, 120, 160, pode ser depositada sobre um revestimento de sub-bloqueio 35, 75, 115, 155, disposto entre o revestimento antirreflexo subjacente e a camada funcional e por

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17/17 outro lado cada camada funcional pode ser depositada diretamente sob um revestimento de sobre-bloqueio (não ilustrado) disposto entre a camada funcional e o revestimento antirreflexo sobrejacente.

[0090] Na figura 2 constata-se que o empilhamento termina por uma camada de proteção opcional 200, em particular à base de óxido, notadamente sob estequiométrica em oxigênio.

[0091] Cada revestimento antirreflexo 20, 60, 100, 140 subjacente a uma camada funcional 40, 80, 120, 160 comporta uma última camada de umectação 28, 68, 108, 148 à base de óxido de zinco cristalino, dopado com alumínio e que está em contato da camada funcional 40, 80, 120, 160 depositada exatamente acima.

[0092] Cada revestimento antirreflexo 20, 60, 100, 140 subjacente a uma camada funcional 40, 80, 120, 160 pode além disso comportar uma camada de alisamento 26, 66, 106, 146, de um óxido misto não cristalino, cada camada de alisamento 26, 66, 106, 146 estando em contato com cada camada de umectação 28, 68, 108, 148 sobrejacente.

[0093] Cada revestimento antirreflexo 20, 60, 100, 140, 180 comporta uma camada 24, 64, 104, 144, 184 à base de nitreto de silício, dopado com alumínio. Estas camadas são importantes para obter o efeito barreira ao oxigênio quando do tratamento térmico.

[0094] De modo geral, o substrato eletrodo transparência pode convir como substrato aquecido para uma vidraça aquecida e em particular um para-brisas laminado aquecido.

[0095] Ele pode também ser conveniente como substrato eletrodo transparente para qualquer vidraça eletrocrômica, qualquer tela de visualização, ou ainda para uma célula fotovoltaica e notadamente para uma face dianteira ou uma face traseira de célula fotovoltaica transparente.

[0096] A presente invenção é descrita no que precede a título de exemplo. É entendido que o versado na técnica pode mesmo realizar diferentes variantes da invenção sem, no entanto, sair do escopo da patente tal como foi definido pelas reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Substrato (10), notadamente substrato de vidro transparente, munido de um empilhamento de camadas finas comportando uma alternância de “n” camadas funcionais (40, 80, 120) metálicas, notadamente camadas funcionais à base de prata ou de liga metálica contendo prata, e de “(n + 1)” revestimentos antirreflexo (20, 60, 100, 140), com n sendo um número inteiro 3 ou 4, cada revestimento antirreflexo comportando pelo menos uma camada antirreflexo (24, 64, 104, 144), de modo que cada camada funcional (40, 80, 120) seja disposta entre dois revestimentos antirreflexo (20, 60, 100, 140), caracterizado pelo fato de que a espessura ex de cada camada funcional (80, 120) é inferior à espessura da camada funcional precedente na direção do substrato (10) e é tal que: ex = α ex-1, com:

* x que é a fileira da camada funcional partindo do substrato (10), * x-1 que é a fileira da camada funcional precedente na direção do substrato (10), * α que é um número tal que: 0,55 < α < 0,95, e * a espessura da primeira camada metálica funcional partindo do substrato é tal que: 10 < e1 < 18 em nm.
2. Substrato (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que α é um número tal que: 0,6 < α < 0,95.
3. Substrato (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a espessura da primeira camada metálica funcional partindo do substrato é tal que: 11 < e1 < 15 em nm.
4. Substrato (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o valor de α é diferente para todas as camadas funcionais de fileira 2 e mais.
5. Substrato (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a última camada do primeiro revestimento antirreflexo (20) subjacente à primeira camada funcional (40) partindo do substrato (10) é uma camada de umectação (28) à base de óxido cristalino, notadamente à base de óxido de zinco, eventualmente dopado com a ajuda de pelo menos outro elemento, tal

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2/3 como alumínio e este primeiro revestimento antirreflexo (20) subjacente à primeira camada funcional (40) comportando uma camada de alisamento (26), de um óxido misto não cristalino, a referida camada de alisamento (26) estando em contato com a referida camada de umectação (28) sobrejacente.
6. Substrato (10) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a espessura e26 da referida camada de alisamento (26) representa 1/6 da espessura do referido primeiro revestimento antirreflexo (20) e metade da espessura da referida primeira camada funcional (40).
7. Substrato (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a espessura total das camadas metálicas funcionais é preferivelmente superior a 30 nm e está compreendida notadamente entre 30 e 60 nm incluindo estes valores, ou mesmo esta espessura total está compreendida entre 35 e 50 nm para um empilhamento de camadas finas com três camadas funcionais, ou mesmo esta espessura total está compreendida entre 40 e 60 nm para um empilhamento de camadas finas com quatro camadas funcionais.
8. Substrato (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os referidos revestimentos antirreflexo (20, 60, 100, 140) comportam cada um pelo menos uma camada (24, 64, 104, 144) à base de nitreto de silício, eventualmente dopado com a ajuda de pelo menos outro elemento, tal como alumínio.
9. Substrato (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a última camada de cada revestimento antirreflexo subjacente a uma camada funcional (40, 80, 120) é uma camada de umectação (28, 68, 108) à base de óxido cristalino, notadamente à base de óxido de zinco, eventualmente dopado com a ajuda de pelo menos outro elemento, tal como alumínio.
10. Substrato (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos um revestimento antirreflexo subjacente a uma camada funcional (40, 80, 120) compreende pelo menos uma camada de alisamento (26, 66, 106), de um óxido misto não cristalino, a referida camada de alisamento (26, 66,

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106) estando em contato com uma camada de umectação (28, 68, 108) sobrejacente.
11. Vidraça caracterizada pelo fato de que incorpora pelo menos um substrato (10) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, eventualmente associada a pelo menos outro substrato e notadamente vidraça múltipla do tipo vidraça dupla ou vidraça tripla ou vidraça laminada e em particular vidraça laminada comportando meios para a conexão elétrica do empilhamento de camadas finas a fim de permitir realizar uma vidraça laminada aquecedora, o referido substrato portador do empilhamento podendo ser abaulado e/ou temperado.
12. Utilização do substrato como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de ser para realizar um revestimento transparente aquecedor de uma vidraça aquecedora ou um eletrodo transparente de uma vidraça eletrocrômica ou de um dispositivo de iluminação ou de um dispositivo de visualização ou de um painel fotovoltaico.