BR112020002324B1 - Método para produzir um substrato revestido e artigo transparente - Google Patents

Método para produzir um substrato revestido e artigo transparente Download PDF

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BR112020002324B1
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Ashtosh Ganjoo
Patrick Fisher
Sudarshan Narayanan
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Vitro Flat Glass Llc
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Abstract

Métodos de processamento de artigos revestidos, como transparências, são fornecidos compreendendo o recozimento flash de uma ou mais camadas do artigo revestido. As uma ou mais camadas podem ser camadas metálicas refletivas, como camadas de prata, ou compreender um óxido condutor transparente, como óxido de índio e estanho, ou um semicondutor.

Description

Campo da Invenção
[0001] São fornecidos pelo presente documento métodos de revestimentos de recozimento por flash para artigos, incluindo transparências e dispositivos ópticos.
Considerações Técnicas
[0002] Os óxidos condutores transparentes (TCOs) são frequentemente usados na produção de transparências arquitetônicas e automotivas, como uma camada dielétrica, bem como em dispositivos eletro-ópticos, como diodos emissores de luz (LEDs), por exemplo, LEDs orgânicos (OLEDs) e células solares, como células solares fotovoltaicas de película finas. Os LEDs e OLEDs são dispositivos tendo uma camada emissiva que emite radiação eletromagnética, como luz visível, em resposta à aplicação de uma corrente elétrica. A camada emissiva está localizada entre dois eletrodos (um ânodo e um cátodo). Quando a corrente elétrica é passada entre o ânodo e o cátodo (ou seja, através da camada emissiva), a camada emissora emite energia eletromagnética. Os OLEDs são usados em diversas aplicações, como telas de televisão, monitores de computador, telefones celulares, assistentes pessoais digitais (PDAs), relógios, iluminação e vários outros dispositivos eletrônicos. A patente U.S. 9.627.652 descreve dispositivos OLED. Devido à versatilidade dos TCOs em arquitetura, óptica e optoeletrônica, é mais desejável ter um método de produção rápida e barata de atributos físicos únicos, por exemplo, elétricos e/ou ópticos, em uma camada de TCO ou semicondutor.
[0003] Os revestimentos de controle solar são conhecidos nas áreas de transparências arquitetônicas e automotivas. Esses revestimentos bloqueiam ou filtram faixas selecionadas de radiação eletromagnética, como na faixa de radiação solar infravermelha ou solar ultravioleta, para reduzir a quantidade de energia solar que entra no veículo ou no prédio. Essa redução da transmitância de energia solar ajuda a reduzir a carga nas unidades de resfriamento do veículo ou prédio. Em aplicações automotivas, normalmente é necessário ter transparência (como um para-brisa) para ter uma transmitância de luz visível relativamente alta, superior a 70%, para permitir que os passageiros vejam o veículo. Para aplicações arquitetônicas, a transmitância da luz visível pode ser menor. Em algumas aplicações arquitetônicas, pode ser desejável ter uma superfície externa refletora, a fim de diminuir a visibilidade no edifício para reter o máximo de privacidade possível, enquanto ainda permite que a luz visível entre no edifício e também permite que os trabalhadores dentro do edifício vejam fora.
[0004] Como será apreciado por um versado na técnica arquitetônica, o vidro é usado tipicamente tanto na forma temperada quanto na não temperada (recozida), dependendo do uso final desejado do vidro. Para o vidro recozido, o vidro é aquecido até o ponto de recozimento do vidro e depois resfriado lentamente até abaixo do ponto de deformação do vidro. O vidro recozido pode ser cortado nas dimensões finais desejadas, como para uma porta, janela e similares. Para vidro ainda mais forte, é utilizado a têmpera. Na têmpera, o vidro é aquecido acima do ponto de recozimento do vidro e depois rapidamente resfriado, como direcionando um meio de resfriamento para o vidro, para fornecer o vidro com uma força de compressão externa e uma força de tensão interna. O vidro temperado é muito mais forte que o vidro recozido e é usado onde a segurança é um fator importante. No entanto, diferentemente do vidro recozido, o vidro temperado não pode ser cortado ou quebrará. Portanto, onde o vidro temperado é desejado, o vidro deve ser cortado nas dimensões finais desejadas antes da têmpera.
[0005] Um edifício convencional pode exigir peças de vidro recozidas (não temperadas) e temperadas com revestimentos de controle solar. Por exemplo, o vidro recozido com um revestimento de controle solar pode ser usado nos pisos inferiores, enquanto o vidro temperado com um revestimento de controle solar é usado nos pisos superiores para maior segurança. O vidro recozido revestido e o vidro temperado revestido devem ter características ópticas iguais ou muito similares para que o edifício mantenha a mesma aparência estética geral. Isso causa um problema para os fabricantes de vidro revestido. A têmpera das peças de vidro revestido pode resultar em produtos temperados com características ópticas ou de cor diferentes dos produtos originais recozidos devido a alterações no revestimento causadas pelas etapas extras de aquecimento e resfriamento rápido necessárias para temperar o vidro. Essa diferença de cor ou outras propriedades ópticas, como transmitância ou refletância, entre o vidro temperado revestido e o vidro recozido revestido não é desejável se os produtos temperados e recozidos forem utilizados no mesmo edifício.
[0006] Combinar a estética do vidro é difícil. Como consequência, seria desejável ter um método para tratar folhas de vidro revestidas de uma maneira que alterasse a estética do vidro para combinar com a das folhas de vidro temperado, permitindo que dois tipos de vidro fossem usados no mesmo edifício, sem diferenças significativas. estética entre os dois tipos de vidro.
SUMÁRIO
[0007] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um método para produzir um substrato revestido compreendendo uma camada compreendendo um óxido condutor transparente ou um semicondutor. O método compreende: depositar sobre pelo menos uma porção de um substrato em uma atmosfera inerte uma camada de óxido de metal transparente ou semicondutor tendo um coeficiente de absorção no comprimento de onda no espectro visível de pelo menos 1.000 cm-1; e submeter a flash pelo menos uma porção da camada de óxido condutor transparente ou semicondutora a uma temperatura variando de 15°C a 40°C, com um pulso variando de 3,5 J/cm2 a 6,0 J/cm2, de luz não coerente no espectro visível, incluindo iluminar o comprimento de onda no espectro visível no qual a camada tem um coeficiente de absorção de pelo menos 1.000 cm-1.
[0008] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um artigo transparente. O artigo compreende: um substrato e uma camada compreendendo óxido condutor transparente ou semicondutor sobre pelo menos uma porção do substrato, compreendendo uma primeira subcamada tendo uma primeira resistência da folha e uma segunda subcamada imediatamente sobre a primeira subcamada com uma segunda resistência da folha que é mais baixa do que a primeira resistência da folha.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0009] A invenção será descrita em referência às figuras de desenho a seguir, em que números de referência similares identificam partes similares por todo o documento. Salvo indicação em contrário, as camadas e o elemento representados nas figuras de desenho não estão em escala e são representados de uma maneira que facilita a descrição dos elementos e a estrutura dos itens representados.
[0010] A Figura 1 representa uma seção transversal de um artigo que compreende um substrato e uma camada parcialmente recozida por flash sobre o substrato.
[0011] A Figura 2 representa uma porção de uma unidade de vidro isolante.
[0012] A Figura 3 representa uma transparência revestida compreendendo uma camada de metal descontínua.
[0013] A Figura 4 representa uma porção de uma camada de metal descontínua, por exemplo, como descrito em relação à Figura 3.
[0014] A Figura 5 representa um artigo de vidro revestido tendo uma ou mais camadas metálicas refletivas.
[0015] A Figura 6 representa um artigo de vidro revestido tendo três camadas metálicas refletivas.
[0016] A Figura 7 representa esquematicamente um método de padronizar um artigo por um método de recozimento por flash, como descrito pelo presente documento.
[0017] A Figura 8 fornece um gráfico que mostra a variação da resistência da folha em função da espessura para várias espessuras da camada de ITO.
[0018] A Figura 9 fornece um gráfico que mostra a variação da emissividade em função da espessura para várias espessuras da camada de ITO.
[0019] As Figuras 10A e 10B fornecem medições de Hall, concentração de transportador (Figura 10A) e mobilidade (Figura 10B) para camadas de ITO de espessura variável depositadas em 3mTorr com 2,5% (% de volume) de oxigênio ou 4mTorr com 1,5% de oxigênio.
[0020] As Figuras 11A e 11B fornecem gráficos que mostram propriedades ópticas das camadas de ITO recozidas com flash com quantidades diferentes de oxigênio. A Figura 11A mostra os espectros de transmissão (%) e a Figura 11B mostra os espectros de absorção normalizados.
[0021] A Figura 12 fornece um gráfico que mostra as propriedades ópticas e elétricas das camadas de ITO de espessuras variadas.
[0022] A Figura 13A mostra o espectro do coeficiente de absorção para três amostras de vidro flutuado revestido com ITO, em que o ITO possui espectros de absorção diferentes. A Figura 13B fornece traços de XRD para as mesmas amostras.
[0023] A Figura 14 mostra traços de DRX para quatro camadas de TCO com o mesmo coeficiente de absorção, mas com espessuras diferentes, conforme indicado antes (BF) e após o tratamento com flash (AF).
[0024] A Figura 15 fornece uma tabela de condições de tensão do flash e medições de resistência da folha para o Exemplo 7.
[0025] A Figura 16 fornece uma tabela que mostra a cor e a luminosidade visível de um vidro isolado simulado usando propriedades de revestimento, conforme descrito no Exemplo 7.
[0026] A Figura 17 fornece características de desempenho selecionadas no centro de vidro de um vidro isolado simulado usando propriedades de revestimento, conforme descrito no Exemplo 7.
[0027] A Figura 18 é um gráfico comparando várias amostras, conforme descrito no Exemplo 8.
[0028] A Figura 19 é um gráfico que compara os ajustes calculados às condições de deposição de prata para obter uma correspondência de cores alvo.
[0029] A Figura 20 é um gráfico comparando a redução em ΔEcmc para uma amostra testada em comparação com SOLARBAN® 70XL no STARPHIRE ®.
DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS
[0030] Os termos espacial ou direcional, como “esquerda”, “direita”, “interno”, “externo”, “acima”, “abaixo”, e similares, se referem à invenção como é mostrado nas figuras de desenho. No entanto, deve ser entendido que a invenção pode assumir diversas orientações alternativas e, consequentemente, tais termos não devem ser considerados como limitantes. Além disso, como usado pelo presente documento, todos os números que expressam dimensões, características físicas, parâmetros de processamento, quantidades de ingredientes, condições de reação e similares, usados na especificação e reivindicações, devem ser entendidos como modificados em todas as instâncias pelo termo "cerca de". Assim, a menos que seja indicado o contrário, os valores numéricos estabelecidos na seguinte especificação e reivindicações podem variar dependendo das propriedades desejadas que se deseja obter pela presente invenção. No mínimo, e não como uma tentativa de limitar a aplicação da doutrina de equivalentes ao âmbito das reivindicações, cada valor numérico deve pelo menos ser interpretado à luz do número de dígitos significativos relatados e aplicando técnicas de arredondamento comuns. Além disso, todas as faixas divulgadas pelo presente documento são entendidas por abrangem os valores de faixa iniciais e finais e qualquer um e todas as subfaixas incluídas no mesmo. Por exemplo, uma faixa estabelecida de "1 a 10" deve ser considerado como incluindo toda e qualquer subfaixa entre (e inclusive) o valor mínimo de 1 e o valor máximo de 10; isto é, todas as sub faixas começando com um valor mínimo de 1 ou mais e terminando com um valor máximo de 10 ou menos, por exemplo, 1 a 3,3, 4,7 a 7,5, 5,5 a 10 e similares. Além disso, todos os documentos, como, sem limitação, patentes e pedidos de patentes aqui mencionados devem ser considerados como "incorporados por referência" em sua totalidade.
[0031] Além disso, como utilizado pelo presente documento, os termos "formado sobre", "depositado sobre" ou "fornecido sobre" significam formado, depositado ou fornecido sobre, mas não necessariamente em contato com a superfície. Por exemplo, uma camada de revestimento "formada sobre" um substrato não exclui a presença de uma ou mais outras camadas ou películas de revestimento da mesma composição ou composição diferente localizada entre a camada de revestimento formada e o substrato. Da mesma forma, os termos "abaixo" ou "entre" no contexto de camadas de revestimento especificadas não excluem a presença de uma ou mais outras camadas ou películas de revestimento da mesma composição ou composição diferente localizada entre as camadas recitadas.
[0032] Como usado pelo presente documento, os termos "polímero" ou "polimérico" incluem oligômeros, homopolímeros, copolímeros e terpolímeros, por exemplo, polímeros formados a partir de dois ou mais tipos de monômeros ou polímeros, e um "plástico" é um material contendo polímero que opcionalmente pode conter aditivos adicionais para alterar uma propriedade do material.
[0033] Os termos “região visível” ou “luz visível” se refere a radiação eletromagnética que tem um comprimento de onda na faixa de 380 nm a 800 nm. Os termos “região de infravermelho” ou “radiação infravermelha” se refere a radiação eletromagnética que tem um comprimento de onda na faixa de 800 nm a 100.000 nm. O termo “região de ultravioleta” ou “radiação ultravioleta” significa radiação eletromagnética que tem um comprimento de onda na faixa de 300 nm a menos que 380 nm. “Transparente” significa que tem transmitância da luz visível maior que 0 % até 100 %. Por "translúcido" entende-se permitir que a energia eletromagnética (por exemplo, luz visível) passe, mas difundir essa energia de modo que os objetos do lado oposto ao observador não sejam claramente visíveis. Embora uma "transparência" típica possa ter transmissão de luz visível suficiente, de modo que os materiais possam ser visualizados através da transparência, uma "transparência" não precisa ser transparente para a luz visível, mas pode ser translúcida ou opaca.
[0034] Como usado pelo presente documento, o termo "película" refere- se a uma região de revestimento de uma composição de revestimento desejada ou selecionada. Uma "camada" pode compreender um ou mais "películas" e um "revestimento" ou "pilha de revestimento" pode compreender uma ou mais "camadas". O termo "refletividade assimétrica" significa que a refletância da luz visível do revestimento de um lado é diferente da do revestimento do lado oposto. O termo "espessura crítica" significa uma espessura acima da qual um material de revestimento forma uma camada contínua e ininterrupta e abaixo da qual o material de revestimento forma regiões descontínuas ou ilhas do material de revestimento, em vez de uma camada contínua. O termo "espessura subcrítica" significa uma espessura abaixo da espessura crítica, de modo que o material de revestimento forme regiões isoladas e não conectadas do material de revestimento. O termo "ilha" significa que o material de revestimento não é uma camada contínua, mas sim que o material é depositado para formar regiões ou ilhas isoladas.
[0035] São fornecidos aqui métodos para melhorar um ou mais atributos físicos de um artigo revestido ou uma camada de revestimento de um artigo revestido, como são encontrados em objetos revestidos ou transparências, como em vidro de arquitetura, transparências de veículos, diodos emissores de luz (LEDs)), LEDs orgânicos, células fotovoltaicas, dispositivos eletro-ópticos etc. Em alguns aspectos, os artigos revestidos descritos são úteis em dispositivos LED ou OLED emissores de fundo ou de emissão superior, células solares, como células solares fotovoltaicas de película fino. Por exemplo, um LED ou OLED pode usar pelo menos um óxido condutor transparente como um eletrodo, através do qual a luz passa e é extraída da camada emissiva. Os TCOs para uso como eletrodo para um dispositivo de LED devem ter baixa resistência de folha. Deve ser entendido que os métodos e artigos descritos pelo presente documento não se limitam a esses usos. Portanto, deve ser entendido que as modalidades especificamente reveladas são apresentados simplesmente para explicar os conceitos gerais da invenção, e que a invenção não é limitada a esses exemplos específicos.
[0036] O recozimento por flash é um processo pelo qual um artigo compreendendo pelo menos uma camada sobre um substrato é submetido a flash com um ou mais pulsos de luz visível, resultando em uma transformação física das uma ou mais camadas pelo flash da luz visível. Qualquer fonte de luz visível que possa produzir um flash de fluxo luminoso suficiente (tempo de energia -1) para recozimento flash de um artigo dentro do contexto da presente divulgação pode ser usada nos métodos aqui descritos. Os métodos podem utilizar um flash de amplo espectro, como um flash de lâmpada de xenônio, que varia de 1 a 10,0 J/cm2, e incrementos entre eles, por exemplo, de 3,5 a 6,0 J/cm 2 e, preferencialmente, de 4,0 a 5,0 J/cm 2) em aspectos, o comprimento do pulso varia de 0,1ms a 10ms, e incrementa entre eles, de 0,2ms a 2ms, e incrementa entre eles, por exemplo, de 250μs a 1ms, 500μs, 650μs, 670μs. A energia do flash excessiva danificará a camada alvo. As lâmpadas úteis para gerar flashes incluem lâmpadas de descarga gasosa, como lâmpadas de hélio ou xenônio, e lâmpadas de vapor de metal, como lâmpadas de vapor de mercúrio. Lâmpadas de descarga com vários vapores podem ser usadas para obter uma distribuição espectral mais uniforme. Em um aspecto, a lâmpada é uma lâmpada de flash de descarga de xenônio. Em vários aspectos da invenção, um flash único é capaz de modificar suficientemente uma ou mais qualidades físicas de uma camada. Um "pulso de flash único" inclui: exposição da transparência ou uma porção da mesma a um pulso; dois ou mais pulsos submetendo a flash porções diferentes da transparência ou dois ou mais pulsos sobrepostos, onde cada pulso dos pulsos sobrepostos flashes uma área ou parte diferente da transparência, mas as duas porções piscam um ou mais pontos sobrepostos na superfície da transparência.
[0037] Os artigos descritos pelo presente documento são revestidos e processados de outro modo por métodos e sistemas convencionais, por exemplo, por um sistema de deposição por pulverização de magnetron em linha. Os artigos podem ser transportados para e de vários sistemas de deposição ou estações de tratamento por métodos e sistemas de transporte convencionais. Ao submeter a flash os artigos em temperatura ambiente, geralmente na faixa de 20°C a 30°C, como 22°C ou 25°C, embora a submetendo a flash possa ser realizada em temperaturas fora dessa faixa, como de 15°C a 50°C. Em aspectos, um ou mais tubos de flash são colocados em posição sobre um transportador e a uma distância adequada do transportador para fazer o flash do artigo a uma intensidade desejável. Um sistema de transporte move o artigo em relação ao (s) tubo (s) de flash, e o tempo do movimento do transportador pode ser coordenado, por exemplo, por controle de computador, com a submissão a flash do artigo, de modo que um ou mais flashes sejam aplicados a qualquer posição no artigo. Para artigos maiores, vários flashes podem ser usados para submeter flash todas as posições na superfície do artigo, e os flashes podem se sobrepor ou encostar um no outro para que a superfície do artigo seja submetido a flash com uma quantidade suficiente de luz para transformar um ou mais atributos físicos do artigo, conforme descrito neste documento, como, sem limitação: resistência, emissividade, condutância, cor ou transmitância da folha.
[0038] Nos métodos e artigos descritos pelo presente documento, um substrato é revestido com pelo menos uma camada que é recozida por flash. Substratos exemplificadores incluem substratos transparentes ou opacos, tais como substratos compreendendo, sem limitação, vidro, plástico, cristal, metal, cerâmica, ou combinações dos mesmos. Exemplos não limitativos de vidro que podem ser usados como substrato incluem vidro transparente, Starphire®, Solargreen®, Solextra®, GL-20®, GL-35 ™, Solarbronze®, vidro Solargray®, vidro Pacifica®, vidro SolarBlue®, Vidro Solarphire®, vidro Solarphire PV® e vidro Optiblue®, todos disponíveis comercialmente na PPG Industries Inc. de Pittsburgh, Pensilvânia. Por exemplo, os vidros podem incluir vidro de silicato de cal sodada convencional, vidro borossilicato, ou vidro com chumbo.. O vidro pode ser vidro claro. “Vidro claro” significa vidro não tingido ou não colorido. De modo alternativo, o vidro pode ser vidro tingido ou, de outro modo, colorido. O vidro pode ser recozido ou vidro tratado termicamente. Como usado pelo presente documento, o termo "tratado termicamente" significa temperado ou pelo menos parcialmente temperado. O vidro pode ser de qualquer tipo, como vidro flotado convencional, e pode ser de qualquer composição que tem quaisquer propriedades ópticas, por exemplo, qualquer valor de transmissão visível, transmissão ultravioleta, transmissão infravermelha, e/ou transmissão de energia solar total. “Vidro flotado” significa vidro formado por um processo de flutuação convencional no qual vidro fundido é depositado em um banho de metal fundido e controlavelmente resfriado para formar uma fita de vidro flotado. Exemplos de processos de vidro flotado são divulgados nas patentes U.S. n° 4.466.562 e 4.671.155. Como usado pelo presente documento, o termo "revestimento de controle solar" refere-se a um revestimento composto de uma ou mais camadas ou películas que afetam as propriedades solares do artigo revestido, como, mas não limitado a, a quantidade de radiação solar, por exemplo, radiação visível, infravermelha ou ultravioleta, refletida, absorvida ou passando pelo artigo revestido; coeficiente de sombreamento; emissividade etc.
[0039] Exemplos de materiais de substrato adequados adicionais incluem, mas não estão limitados a substratos de plástico como polímeros acrílicos, como poliacrilatos; polialquilmetacrilatos, como polimetilmetacrilatos, polietilmetacrilatos, polipropilmetacrilatos, e similares; poliuretanos; policarbonatos; polialquilteraftalatos, como polietilenotereftalato (PET), polipropilenotereftalatos, polibutilenotereftalatos, e similares; polímeros que contêm polissiloxano; ou copolímeros de quaisquer monômeros para comparar os mesmos, ou quaisquer misturas dos mesmos); substratos de cerâmica; substratos de vidro; ou misturas ou combinações de qualquer um dos acima.
[0040] As camadas aplicadas sobre o substrato geralmente compreendem metais, óxidos, semicondutores e dielétricos, incluindo metais transparentes, óxidos de metais, óxidos condutores, semicondutores e dielétricos. As propriedades físicas ou atributos físicos incluem: transmitância; absorção; cor; emissividade; resistência da folha; condutância, por exemplo, concentração ou mobilidade do transportador; cristalinidade ou estrutura cristalina; coeficiente de refração; ou ressonância plasmônica de superfície, entre outros efeitos, isoladamente ou em combinação. Camadas adicionais podem incluir camadas protetoras ou de revestimento, como camadas de sílica ou sílica alumínio, como são amplamente conhecidas, por exemplo, como descrito a seguir abaixo no contexto de vários aspectos da divulgação.
[0041] As camadas de revestimento como descritas pelo presente documento podem ser depositadas por qualquer método convencional, como, mas não limitado a métodos convencionais de deposição química a vapor (CVD) e/ou de deposição física a vapor (PVD). Exemplos de processos de PVD incluem evaporação por feixe de elétron ou térmica e pulverização a vácuo (como deposição a vácuo por pulverização magnétron (MSVD)). Outros métodos de revestimento também poderiam ser usados, como, porém, sem limitação, deposição por sol-gel. Em um aspecto, o revestimento pode ser depositado pelo MSVD. Exemplos de dispositivos e métodos de revestimento de MSVD serão bem entendidos por um versado na técnica e são descritos, por exemplo, nas patentes U.S. n° 4.379.040; 4.861.669; 4.898.789; 4.898.790; 4.900.633; 4.920.006; 4.938.857; 5,328,768; e 5.492.750.
[0042] De acordo com um aspecto, é fornecido um método para produzir um substrato revestido compreendendo uma camada de um óxido condutor transparente ou um semicondutor. Exemplos não limitativos de óxidos condutores transparentes incluem: óxidos de titânio, háfnio, zircônio, nióbio, zinco, bismuto, chumbo, índio, estanho e suas misturas, e podem ser dopados com outros elementos, como gálio ou alumínio. Exemplos específicos de óxidos condutores transparentes incluem, sem limitação: óxido de índio e estanho, óxido de índio e zinco, óxido de estanho dopado com flúor (“FTO”), um óxido de zinco dopado, como óxido de zinco dopado com gálio, alumínio ou estanho (“GZO”, “AZO” e “TZO”, respectivamente) ou um dióxido de titânio dopado, como TiO2 dopado com nióbio ("NTO"). Os óxidos condutores transparentes adequados incluem óxidos condutores transparentes deficientes em oxigênio. Por "óxido condutor transparente deficiente em oxigênio", entende-se que o óxido condutor é depositado sob condições, como por pulverização, por exemplo, por MSVD, em uma atmosfera inerte, como uma atmosfera de argônio com uma quantidade de sub-saturação de oxigênio, produzindo o TCO deficiente em oxigênio ou sub estequiométrico. Os TCOs deficientes em oxigênio, como ITO deficiente em oxigênio, são amplamente conhecidos e são facilmente produzidos por aqueles versados na técnica. Como utilizado pelo presente documento, uma porcentagem recitada de oxigênio em uma atmosfera de pulverização se refere à porcentagem de volume. Exemplos não limitativos de semicondutores que podem ser recozidos em flash de acordo com os métodos aqui descritos incluem: como exemplo, o recozimento por flash de camadas de silício amorfo para produzir películas policristalinas de silício e germânio.
[0043] O método compreende ainda depositar sobre pelo menos uma porção de um substrato em uma atmosfera inerte uma camada de óxido de metal transparente ou semicondutor tendo um coeficiente de absorção no comprimento de onda no espectro visível de pelo menos 1.000 cm-1; e submeter a flash pelo menos uma porção da camada de óxido condutor transparente ou semicondutora a uma temperatura variando de 15°C a 50°C, ou na faixa de 20°C a 30°C, com um pulso variando de 3,5 J/cm2 a 6,0 J/cm2, de luz não coerente no espectro visível, incluindo iluminar o comprimento de onda no espectro visível no qual a camada tem um coeficiente de absorção de pelo menos 1.000 cm-1. Em um aspecto, o pulso é um pulso único, que é suficiente para, por exemplo, diminuir substancialmente a resistência da folha, aumentar a condutância, diminuir a emissividade e aumentar a transmitância da camada e do artigo como um todo. Em um aspecto, a camada de óxido de metal transparente ou camada semicondutora é uma camada de óxido condutor transparente e, em um aspecto, é uma camada de óxido de índio e estanho ou uma camada de óxido de índio e estanho deficiência em oxigênio, tendo uma espessura que varia de 200 a 400 nm ou 200 a 300 nm, por exemplo 250 nm.
[0044] Uma característica dos óxidos condutores transparentes, como ITO e semicondutores que são utilizados como revestimentos, por exemplo, em substratos transparentes, é que eles possuem um coeficiente de absorção que pode ser otimizado ou modificado. Por exemplo, óxidos condutores transparentes deficientes em oxigênio, como o óxido de índio e estanho deficientes em oxigênio, por exemplo, tem um coeficiente de absorção suficientemente grande em certos comprimentos de onda, de modo que a luz nesses comprimentos de onda não pode penetrar completamente a espessura completa de uma camada desse material para permitir o recozimento por flash na a espessura total da camada. Assim, uma correspondência suficiente do coeficiente de absorção e espessura de uma camada com espectro e intensidade de descarga da lâmpada, de modo que a profundidade de penetração da luz produzida pela lâmpada que é capaz de recozimento por flash da camada não penetre completamente em toda a espessura da camada resultará em uma camada dividida ou bifurcada com diferentes atributos físicos da porção submetido a flash da camada em comparação com a porção não submetido a flash da camada na qual a luz não penetrou em uma extensão suficiente. Uma espessura adequada para uma camada de óxido de índio e estanho ou uma camada de óxido de índio e deficiente em oxigênio, na qual a profundidade de penetração de um pulso de lâmpada de xenônio é menor que a espessura da camada é maior que 300 nm, por exemplo, que varia de 300 nm a 2 μm (mícrons) de espessura.
[0045] Com referência à Figura 1, e no contexto de um artigo transparente 30, uma primeira camada 40 compreendendo um óxido condutor transparente ou semicondutor é depositada sobre um substrato 50. Quando submetido a flash como descrito pelo presente documento, a primeira camada 40 é dividida em uma primeira subcamada 42 e uma segunda subcamada 44 unida em uma transição 46. A primeira subcamada 42 de um óxido condutor transparente ou semicondutor tem um primeiro estado físico, por exemplo e sem limitação, tendo uma primeira resistência da folha, condutância, cor ou transmitância, e a segunda subcamada 44 é convertida por um flash de luz em um segundo estado físico, por exemplo, e sem limitação, tendo uma segunda resistência da folha, condutância, cor ou transmitância. As primeira e segunda subcamadas 42 e 44 podem, portanto, ser consideradas uma camada única e integrada que inclui a subcamada inferior (distal ao flash) que permanece em um estado não submetido a flash e uma subcamada superior imediatamente sobre a primeira subcamada que é convertida pelo flash de luz. Pela natureza do submetendo a flash, as subcamadas superior e inferior podem ser unidas na transição 46 de espessura não especificada que tem características físicas que podem ser diferentes das primeira e/ou segunda subcamadas, por exemplo, intermediárias à primeira e segundas subcamadas. Uma camada protetora opcional 60 é descrita. As camadas adicionais podem ser incluídas sobre ou entre as camadas descritas.
[0046] Os métodos tradicionais de aquecimento são incapazes de formar uma camada de óxido condutor transparente ou semicondutor dividida, como é produzida pelos métodos por flash aqui descritos. O uso de calor condutivo exige elevar a temperatura da camada de óxido condutor transparente ou semicondutor para uma temperatura superior a 400°C e para camadas finas, por exemplo, com espessuras inferiores a 5 μm e, especialmente, espessuras submicrônicas, como na faixa das camadas de TCO descritas aqui, o calor da superfície da camada conduz através de toda a camada essencialmente imediatamente, resultando em uma transformação uniforme da camada ao longo de sua espessura. Portanto, submeter a flash uma camada tendo um coeficiente de absorção adequadamente alto, de modo que a luz não penetre através da espessura total da camada, apenas a porção da camada que a luz penetra será transformada, deixando uma camada não transformada. Essa configuração é útil para controlar, por exemplo, cor, transmitância, dispersão da luz, captura de luz, resistência da folha, refletância, refração, condutância ou outros parâmetros físicos relevantes de um artigo revestido.
[0047] De acordo com outro aspecto da divulgação, é fornecido um método de recozimento por flash de transparências compreendendo camadas reflexivas metálicas. Em um aspecto, o método permite o recozimento eficaz de transparências que compreendem duas ou mais camadas de metal, por exemplo, prata. O recozimento por flash facilita a correspondência próxima de cores dos produtos recozidos com produtos temperados, resistência da folha reduzida, transmitância aumentada, produção de perfis de cores desejáveis e um aumento geral na qualidade do produto.
[0048] De acordo com vários aspectos, os revestimentos produzidos pelo método de recozimento por flash aqui descrito podem ser utilizados em uma transparência arquitetônica. Como um exemplo, um exemplo não limitativo de uma transparência 10 incorporando um terceiro revestimento de superfície, como um revestimento que compreende duas ou mais camadas de prata, é ilustrado na Figura 2. A transparência 10 pode ter qualquer luz visível desejada, radiação infravermelha ou transmissão e/ou reflexão de radiação ultravioleta. Por exemplo, a transparência 10 pode ter uma transmitância de luz visível de qualquer quantidade desejada, por exemplo, maior que 0% até 100%.
[0049] A transparência exemplificadora 10 da Figura 2 está na forma de uma unidade de vidro isolante convencional e inclui uma primeira camada 12 com uma primeira superfície principal 14 (superfície n° 1) e uma segunda superfície principal oposta 16 (superfície n° 2). No aspecto não limitativo ilustrado, a primeira superfície principal 14 está voltada para o exterior do edifício, isto é, é uma superfície principal externa e a segunda superfície principal 16 está voltada para o interior do edifício. A transparência 10 também inclui uma segunda camada 18 tendo uma (primeira) superfície principal externa 20 (superfície n° 3) e uma (segunda) superfície principal interna 22 (superfície n° 4) e espaçadas da primeira camada 12. Essa numeração das superfícies de camada está se mantendo com prática convencional na técnica de fenestração. A primeira e a segunda camadas 12, 18 podem ser conectadas juntas de qualquer maneira adequada, como por meio de ligação adesiva a uma estrutura espaçadora convencional 24. Um intervalo ou câmara 26 é formado entre as duas camadas 12, 18. A câmara 26 pode ser preenchida com uma atmosfera selecionada, como ar, ou um gás não reativo, como gás argônio ou criptônio. Um revestimento de controle solar 30 (ou qualquer um dos outros revestimentos aqui descritos) é formado sobre pelo menos uma porção de uma das camadas 12, 18, tais como, mas não se limitando a, sobre pelo menos uma porção de n°2 da superfície 16 ou pelo menos uma porção de n°3 da superfície 20. Embora o revestimento também possa estar na superfície n° 1 ou na superfície n° 4, se desejado. Exemplos de unidades de vidro isolante são encontrados, por exemplo, nas patentes U.S. n° 4.193.236; 4.464.874; 5.088.258; e 5.106.663.
[0050] As camadas 12, 18 da transparência 10 podem ser do mesmo ou de diferentes materiais. As camadas 12, 18 podem incluir qualquer material desejado tendo quaisquer características desejadas. Por exemplo, uma ou mais das camadas 12, 18 podem ser transparentes ou translúcidas à luz visível. Exemplos de materiais adequados adicionais incluem, mas não estão limitados a substratos de plástico como polímeros acrílicos, como poliacrilatos; polialquilmetacrilatos, como polimetilmetacrilatos, polietilmetacrilatos, polipropilmetacrilatos, e similares; poliuretanos; policarbonatos; polialquilteraftalatos, como polietilenotereftalato (PET(polipropilenotereftalatos, polibutilenotereftalatos, e similares; polímeros que contêm polissiloxano; ou copolímeros de quaisquer monômeros para comparar os mesmos, ou quaisquer misturas dos mesmos); substratos de cerâmica; substratos de vidro; ou misturas ou combinações de qualquer um dos acima. Por exemplo, uma ou mais das camadas 12, 18 pode incluir vidro de silicato de cal sodada convencional, vidro borossilicato, ou vidro com chumbo. O vidro pode ser vidro claro. “Vidro claro” significa vidro não tingido ou não colorido. De modo alternativo, o vidro pode ser vidro tingido ou, de outro modo, colorido. O vidro pode ser recozido ou vidro tratado termicamente. O vidro pode ser de qualquer tipo, como vidro flotado convencional, e pode ser de qualquer composição que tem quaisquer propriedades ópticas, por exemplo, qualquer valor de transmissão visível, transmissão ultravioleta, transmissão infravermelha, e/ou transmissão de energia solar total.
[0051] A primeira e a segunda camadas 12, 18 podem, cada uma, ser, por exemplo, vidro flotado claro ou pode ser vidro tingido ou colorido, ou uma camada 12, 18 pode ser vidro claro e a outra camada 12, 18 vidro colorido. Embora não se limite à invenção, exemplos de vidro adequados para a primeira camada 12 e/ou segunda camada 18 são descritos nas Patentes U.S. n° 4763447; 4.792.536; 5.030.593; 5.030.594; 5.240.886; 5.385.872; e 5.393.593. A primeira e a segunda camadas 12, 18 podem ser de quaisquer dimensões desejadas, por exemplo, comprimento, largura, formato ou espessura. Em um exemplo de transparência automotiva, a primeira e a segunda camadas podem ter 1 mm a 10 mm de espessura, como 1 mm a 8 mm de espessura, como 2 mm a 8 mm, como 3 mm a 8 mm, como 3 mm a 7 mm, como 5 mm a 7 mm, como 6 mm de espessura. Exemplos não limitativos de vidro que podem ser usados são descritos acima.
[0052] Em um aspecto, um revestimento de controle solar 30 é depositado sobre pelo menos uma porção de pelo menos uma superfície principal de uma das camadas de vidro 12, 18. No exemplo mostrado na Figura 2, o revestimento 30 é formado sobre pelo menos uma porção da superfície interna 16 da camada de vidro externa 12. O revestimento de controle solar 30 pode bloquear, absorver ou filtrar porções selecionadas do espectro solar, tais como, sem limitação, os espectros de IV, UV e/ou visíveis.
[0053] Os revestimentos de controle solar 30 podem ser depositadas por qualquer método convencional, como, mas não limitado a, métodos convencionais de deposição química a vapor (CVD) e/ou de deposição física a vapor (PVD). Exemplos de processos de CVD incluem pirólise por aspersão. Exemplos de processos de PVD incluem evaporação por feixe de elétron e pulverização a vácuo, como deposição a vapor de crepitação de magnétron (MSVD)). Outros métodos de revestimento também poderiam ser usados, como, porém, sem limitação, deposição por sol-gel. Em uma modalidade não limitativa, o revestimento 30 pode ser depositado por MSVD. Exemplos de dispositivos e métodos de revestimento de MSVD serão bem entendidos por um versado na técnica e são descritos, por exemplo, nas patentes U.S. n° 4.379.040; 4.861.669; 4.898.789; 4.898.790; 4.900.633; 4.920.006; 4.938.857; 5,328,768; e 5.492.750.
[0054] A patente norte-americana n° 9.604.875 descreve transparências incorporando camadas metálicas subcríticas, como uma transparência incorporando duas camadas contínuas de prata e uma camada subcrítica de prata. Produtos comerciais, incluindo versões temperadas e não temperadas do artigo descrito abaixo, com produtos temperados (por exemplo, SOLARBAN ® 90 VT) exigindo camadas de iniciador mais espessas, em comparação com a espessura da camada de iniciador do produto não temperado (por exemplo, SOLARBAN ® 90) e, com exceção da camada de prata subcrítica (descontínua), que não pode ser aumentada em espessura sem alterar suas propriedades ópticas exclusivas, a espessura de uma ou mais camadas contínuas de prata pode ser aumentada e as espessuras de uma ou mais camadas primárias são aumentadas no produto temperado em comparação com o produto não temperado. Em um aspecto, a espessura de uma ou mais das camadas de iniciadores recozidos por flash está entre a espessura do produto não temperado e o produto temperado, por exemplo, onde uma ou mais camadas de iniciadores têm uma espessura que varia da espessura de uma camada de iniciadores em o produto não temperado mais 20% a 80% da diferença de espessura entre as espessuras da camada de iniciador do produto temperado menos as espessuras da camada de iniciador dos produtos não temperados.
[0055] Um exemplo de revestimento de controle solar não limitativo 130 que tem uma camada metálica subcrítica é mostrado na Figura 3. Este revestimento exemplificador 130 inclui uma camada de base ou primeira camada dielétrica 40 depositada sobre pelo menos uma porção de uma superfície principal de um substrato (por exemplo, a n° 2 da superfície 116 da primeira camada 112). A primeira camada dielétrica 140 pode ser uma única camada ou pode compreender mais de uma película de materiais anti-reflexos e/ou materiais dielétricos, tais como, mas não limitados a, óxidos metálicos, óxidos de ligas metálicas, nitretos, oxinitretos ou misturas dos mesmos. A primeira camada dielétrica 140 pode ser transparente à luz visível. Exemplos de óxidos metálicos adequados para a primeira camada dielétrica 140 incluem óxidos de titânio, háfnio, zircônio, nióbio, zinco, bismuto, chumbo, índio, estanho e as misturas dos mesmos. Esses óxidos metálicos podem ter pequenas quantidades de outros materiais, como manganês em óxido de bismuto, estanho em óxido de índio, etc. Além disso, óxidos de ligas metálicas ou misturas de metais podem ser usados, como óxidos contendo zinco e estanho (por exemplo, estanato de zinco, definidos abaixo), óxidos de ligas de índio-estanho, nitretos de silício, nitretos de silício-alumínio ou nitretos de alumínio. Além disso, podem ser utilizados óxidos metálicos dopados, como antimônio, óxidos de estanho dopados com índio ou óxidos de silício dopados com níquel ou boro. A primeira camada dielétrica 140 pode ser um película de fase substancialmente única, como um película de óxido de liga de metal, por exemplo, estanato de zinco, ou pode ser uma mistura de fases composta de óxidos de zinco e estanho ou pode ser composta de uma pluralidade de películas.
[0056] Por exemplo, a primeira camada dielétrica 140 (seja uma película única ou várias camadas de película) pode ter uma espessura na faixa de 100 Â a 600 Â, como 200 Â a 500 Â, como 250 Â a 350 Â, como 250 Â a 310 Â, como 280 Â a 310 Â, como 300 Â a 330 Â, como 310 Â a 330 Â.
[0057] A primeira camada dielétrica 140 pode compreender uma estrutura de várias películas tendo uma primeira película 142, por exemplo, um película de óxido de liga de metal, depositado sobre pelo menos uma porção de um substrato (como a superfície principal interna 116 da primeira camada 112) e uma segunda película 144, por exemplo, um película de óxido de metal ou mistura de óxido, depositado sobre o primeiro película de óxido de liga de metal 142. Em uma modalidade não limitativa, a primeira película 142 pode ser um óxido de liga de zinco/estanho. Por "óxido de liga de zinco/estanho" entende-se as ligas verdadeiras e também as misturas dos óxidos. O óxido de liga de zinco/estanho pode ser aquela obtida a partir de deposição a vácuo de pulverização de magnétron (MSVD) de um catodo de zinco e estanho. Um cátodo não limitativo pode compreender zinco e estanho na razão de 5% em peso a 95% em peso de zinco e 95% em peso a 5% em peso de estanho, como 10% em peso a 90% em peso de zinco e 90% em peso % a 10% em peso de estanho. No entanto, outras razões entre zinco e estanho também poderiam ser usadas. Um óxido de liga de metal adequado que pode estar presente na primeira película 142 é o estanato de zinco. Por "estanato de zinco" entende-se uma composição de ZnXSn1-XO2-X (Fórmula 1) em que "x" varia na faixa de maior que 0 a menor que 1. Por exemplo, “x” pode ser maior que 0 e pode ser qualquer fração ou decimal entre maior que 0 a menor que 1. Por exemplo, onde x = 2/3, a Fórmula 1 é Zn2/3Sn1/3O4/3, que é mais comumente descrita como “Zn2SnO4”. Um película contendo estanato de zinco tem uma ou mais das formas de Fórmula 1 em uma quantidade predominante na película.
[0058] A segunda película 144 pode compreender uma película de óxido de metal, tal como um óxido de zinco. A película de óxido de zinco pode ser depositada a partir de um cátodo de zinco que inclui outros materiais para melhorar as características de pulverização do cátodo. Por exemplo, o cátodo de zinco pode incluir uma pequena quantidade (por exemplo, até 10% em peso, como até 5% em peso) de estanho para melhorar a pulverização. Nesse caso, a película resultante de óxido de zinco poderia incluir uma pequena porcentagem de óxido de estanho, por exemplo, até 10 % em peso de óxido de estanho, por exemplo, até 5 % em peso de óxido de estanho. Uma camada de revestimento depositada a partir de um cátodo de zinco com até 10% em peso de estanho (adicionada para aumentar a condutividade do cátodo) é referida pelo presente documento como "uma película de óxido de zinco", mesmo que uma pequena quantidade de estanho possa estar presente. Acredita-se que a pequena quantidade de estanho no cátodo (por exemplo, menor ou igual a 10% em peso, como menor ou igual a 5% em peso) forma óxido de estanho na segunda película predominantemente de óxido de zinco 144.
[0059] Por exemplo, a primeira película 142 pode ser estanato de zinco e a segunda película 144 pode ser óxido de zinco (por exemplo, 90% em peso de óxido de zinco e 10% em peso de óxido de estanho). Por exemplo, a primeira película 142 pode compreender estanato de zinco com uma espessura na faixa de 50 Â a 600 Â, como 50 Â a 500 Â, como 75 Â a 350 Â, como 75 Â a 350 Â, como 100 Â a 250 Â, como 150 Â a 250 Â, como 195 Â a 250 Â, como 200 Â a 250 Â, como 200 Â a 220 Â.
[0060] A segunda película 144 pode compreender óxido de zinco com uma espessura na faixa de 50 Â a 200 Â, como 75 Â a 200 Â, como 100 Â a 150 Â, como 100 Â a 110 Â.
[0061] Uma primeira camada metálica refletivas de calor e/ou radiação 146 pode ser depositada sobre a primeira camada dielétrica 140. A primeira camada refletiva 146 pode incluir um metal refletivo, como, mas não limitado a, ouro metálico, cobre, paládio, alumínio, prata ou misturas, ligas ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade, a primeira camada refletiva 146 compreende uma camada de prata metálica tendo uma espessura na faixa de 50 Â a 300 Â, por exemplo, 50 Â a 250 Â, por exemplo, 50 Â a 200 Â, como 70 Â a 200 Â, como 100 Â a 200 Â, como 125 Â a 200Â, como 150 Â a 185 Â. A primeira camada metálica 146 é uma camada contínua. Por "camada contínua" entende-se que o revestimento forma uma película contínua do material e não regiões de revestimento isoladas.
[0062] Uma primeira camada de iniciador 148 está localizada sobre a primeira camada refletiva 146. A primeira camada de iniciador 148 pode ser uma camada de única película ou uma camada de várias películas. A primeira camada de iniciador 148 pode incluir um material de captura de oxigênio que pode ser sacrificado durante o processo de deposição para impedir a degradação ou oxidação da primeira camada refletiva 146 durante o processo de pulverização ou processos de aquecimento subsequentes. A primeira camada de iniciador 148 também pode absorver pelo menos uma porção de radiação eletromagnética, como luz visível, passando através do revestimento 130. Exemplos de materiais úteis para a primeira camada de iniciador 148 incluem titânio, silício, dióxido de silício, nitreto de silício, oxinitreto de silício, ligas de níquel-cromo (como Inconel), zircônio, alumínio, ligas de silício e alumínio, ligas contendo cobalto e cromo (por exemplo, Stellite®) e as misturas dos mesmos. Por exemplo, a primeira camada de iniciador 148 pode ser titânio e pode ter uma espessura na faixa de 5 Â a 50 Â, por exemplo, 10 Â a 40 Â, por exemplo, 20 Â a 40 Â, por exemplo, 20 Â a 35 Â.
[0063] Uma segunda camada dielétrica 150 está localizada sobre a primeira camada refletiva 146 (por exemplo, sobre a primeira camada de iniciador 148). A segunda camada dielétrica 150 pode compreender uma ou mais películas contendo óxido de metal ou óxido de liga de metal, como as descritas acima em relação à primeira camada dielétrica 140. Por exemplo, a segunda camada dielétrica 150 pode incluir uma primeira película de óxido de metal 152, por exemplo, um película de óxido de zinco, depositado sobre a primeira película iniciador 148 e uma segunda película de óxido de liga metálica 154, por exemplo, um estanato de zinco (Zn2SnO4), depositado sobre a primeira película de óxido de zinco 152. Uma terceira película opcional de óxido de metal 156, por exemplo, outra camada de óxido de zinco, pode ser depositada sobre a camada de estanato de zinco.
[0064] A segunda camada dielétrica 150 pode ter uma espessura total (por exemplo, as espessuras combinadas das camadas) está na faixa de 50 Â a 1000 Â, por exemplo, 50 Â a 500 Â, por exemplo, 100 Â a 370 Â, por exemplo, 100 Â a 300 Â, por exemplo, 100 Â a 200 Â, por exemplo, 150 Â a 200 Â, por exemplo, 180 Â a 190 Â.
[0065] Por exemplo, para uma camada de várias películas, a película de óxido de zinco 152 (e a segunda película de óxido de zinco opcional 156, se presente) pode ter uma espessura na faixa de 10 Â a 200 Â, por exemplo, 50 Â a 200 Â, por exemplo, 60 Â a 150 Â, por exemplo, 70 Â a 85 Â. A camada de óxido de liga de metal (estanato de zinco) 54 pode ter uma espessura na faixa de 50 Â a 800 Â, por exemplo, 50 Â a 500 Â, por exemplo, 100 Â a 300 Â, por exemplo, 110 Â a 235 Â, por exemplo, 110 Â a 120 Â.
[0066] Uma segunda camada metálica 158 de espessura subcrítica (descontínua) está localizada sobre a segunda camada dielétrica 150 (por exemplo, sobre a segunda película de óxido de zinco 156, se presente, ou sobre o película de estanato de zinco 154, se não). O material metálico, como, sem limitação, ouro metálico, cobre, paládio, alumínio, prata ou misturas, ligas ou combinações dos mesmos, é aplicado a uma espessura subcrítica, de modo que regiões ou ilhas isoladas do material sejam formadas do que uma camada contínua do material. Para a prata, foi determinado que a espessura crítica é menor que 50 Â, como menor que 40 Â, como menor que 30 Â, como menor que 25 Â. Para a prata, a transição entre uma camada contínua e uma camada subcrítica ocorre na faixa de 25 Â a 50 Â. Estima-se que cobre, ouro e paládio exibissem um comportamento subcrítico similar nessa faixa. A segunda camada metálica 158 pode incluir qualquer um ou mais dos materiais descritos acima em relação à primeira camada refletiva 146, mas esses materiais não estão presentes como uma película contínua. Em uma modalidade não limitativa, a segunda camada 158 compreende prata ilhota com as ilhas tendo uma espessura eficaz na faixa de 1 Â a 70 Â, por exemplo, 10 Â a 40 Â, por exemplo, 10 Â a 35 Â, por exemplo, 10 Â a 30 Â, por exemplo, 15 Â a 30 Â, por exemplo, 20 Â a 30 Â, por exemplo, 25 Â a 30 Â. A camada metálica subcrítica 158 absorve a radiação eletromagnética de acordo com a Teoria da Ressonância Plasmon. Essa absorção depende, pelo menos em parte, das condições de contorno na interface das ilhas metálicas. A camada metálica subcrítica 158 não é uma camada que reflete infravermelho, como a primeira camada metálica 146. A camada de prata subcrítica 158 não é uma camada contínua. Estima-se que, para a prata, as ilhas metálicas ou esferas de metal prateado depositadas abaixo da espessura subcrítica possam ter uma altura de cerca de 2 nm a 7 nm, como 5 nm a 7 nm. Estima- se que se a camada de prata subcrítica pudesse se espalhar uniformemente, ela teria uma espessura de cerca de 1,1 nm. Estima-se que, oticamente, a camada descontínua de metal se comporte como uma espessura eficaz da camada de 2,6 nm. Depositar a camada metálica descontínua sobre estanato de zinco em vez de óxido de zinco parece aumentar a absorvância da luz visível do revestimento, por exemplo, da camada metálica descontínua.
[0067] Os valores de espessura associados às camadas "subcríticas" são uma "espessura eficaz". A espessura eficaz pode ser calculada com base em uma velocidade de revestimento de referência mais lenta que a velocidade de revestimento real do revestidor comercial. Por exemplo, uma camada de prata é aplicada sobre um substrato na mesma taxa de revestimento que um revestidor comercial, mas a uma velocidade de linha reduzida (velocidade de revestimento de referência) em comparação com o revestidor comercial. A espessura do revestimento depositado na velocidade do revestimento de referência é medida e, em seguida, a "espessura eficaz" de um revestimento depositado na mesma taxa de revestimento, mas na velocidade mais rápida da linha do revestidor comercial é extrapolada. Por exemplo, se uma taxa de revestimento específica fornecer um revestimento de prata de 25 nm na velocidade de revestimento de referência que é um décimo da velocidade da linha do revestidor comercial, a "espessura eficaz" da camada de prata na mesma taxa de revestimento, mas na velocidade da linha de revestidor comercial (ou seja, dez vezes mais rápida que a corrida de revestimento de referência) é extrapolada para 2,5 nm (ou seja, um décimo da espessura). No entanto, como será apreciado, a camada de prata com essa espessura eficaz (abaixo da espessura subcrítica) não seria uma camada contínua, mas seria uma camada descontínua tendo regiões descontínuas de material de prata. Outra maneira de ajustar a espessura da camada de prata subcrítica é diminuir a potência aplicada ao cátodo que deposita essa camada. Por exemplo, o revestidor pode ser configurado com energia fornecida aos catodos para fornecer espessuras de revestimento conhecidas. A potência do cátodo para a camada de prata subcrítica pode então ser reduzida e a espessura da camada de prata subcrítica extrapolada com base no nível de potência reduzido. Ou, uma série de amostras pode ser gerada em diferentes níveis de potência até que um L*, a* e b* desejado seja alcançado
[0068] Uma segunda camada de iniciador 160 pode ser depositada sobre a segunda camada metálica 158. A segunda camada de iniciador 160 pode ser como descrito acima em relação à primeira camada de iniciador 148. Em um exemplo, a segunda camada de iniciador pode ser titânio ou uma liga de níquel-cromo (como Inconel) com uma espessura na faixa de 5 Â a 50 Â, por exemplo, 10 Â a 25 Â, por exemplo, 15 Â a 25 Â, por exemplo, 15 Â a 22 Â. Como a absorbância do material subcrítico depende, pelo menos em parte, das condições de contorno, diferentes iniciadores (por exemplo, com diferentes índices de refração) podem fornecer ao revestimento diferentes espectros de absorbância e, portanto, cores diferentes.
[0069] Uma terceira camada dielétrica 162 pode ser depositada sobre a segunda camada metálica 158 (por exemplo, sobre a segunda película de iniciador 160). A terceira camada dielétrica 162 também pode incluir uma ou mais camadas contendo óxido de metal ou óxido de liga de metal, como discutido acima em relação às primeira e segunda camadas dielétricas 140, 150. Em um exemplo, a terceira camada dielétrica 162 é uma camada de várias películas similar à segunda camada dielétrica 150. Por exemplo, a terceira camada dielétrica 162 pode incluir uma primeira camada de óxido de metal 164, por exemplo, uma camada de óxido de zinco, uma segunda camada contendo óxido de liga de metal 166, por exemplo, uma camada de estanato de zinco depositada sobre a camada de óxido de zinco 164 e uma terceira camada opcional de óxido de metal 168, por exemplo, outra camada de óxido de zinco, depositada sobre a camada de estanato de zinco 166. Em um exemplo, ambas as camadas de óxido de zinco 164, 168 estão presentes e cada uma tem uma espessura na faixa de 50 Â a 200 Â, como 75 Â a 150 Â, como 80 Â a 150 Â, como 95 Â para 120 Â. A camada de óxido de liga metálica 166 pode ter uma espessura na faixa de 100 Â a 800 Â, por exemplo, 200 Â a 700 Â, por exemplo, 300 Â a 600 Â, por exemplo, 380 Â a 500 Â, por exemplo, 380 Â a 450 Â.
[0070] Em um exemplo, a espessura total da terceira camada dielétrica 162 (por exemplo, as espessuras combinadas das camadas de óxido de zinco e estanato de zinco) está na faixa de 200 Â a 1000 Â, por exemplo, 400 Â a 900 Â, por exemplo, 500 Â a 900 Â, por exemplo, 650 Â a 800 Â, por exemplo, 690 Â a 720 Â.
[0071] Uma terceira camada metálica refletivas de calor e/ou radiação 170 pode ser depositada sobre a terceira camada dielétrica 162. A terceira camada refletiva 170 pode ser de qualquer um dos materiais discutidos acima em relação à primeira camada refletiva. Em um exemplo não limitativo, a terceira camada refletiva 170 inclui prata e tem uma espessura na faixa de 25 Â a 300 Â, por exemplo, 50 Â a 300 Â, por exemplo, 50 Â a 200 Â, como 70 Â a 151 Â, como 100 Â a 150 Â, como 137 Â a 150 Â. A terceira camada metálica é uma camada contínua.
[0072] Uma terceira camada de iniciador 172 está localizada sobre a terceira camada refletiva 170. A terceira camada de iniciador 172 pode ser como descrito acima em relação à primeira ou segunda camadas de iniciador. Em um exemplo não limitativo, a terceira camada de iniciador é titânio e tem uma espessura na faixa de 5 Â a 50 Â, por exemplo, 10 Â a 33 Â, por exemplo, 20 Â a 30 Â.
[0073] Uma quarta camada dielétrica 174 está localizada sobre a terceira camada refletiva (por exemplo, sobre a terceira camada de iniciador 172). A quarta camada dielétrica 174 pode ser composta por uma ou mais camadas contendo óxido de metal ou óxido de liga de metal, como as discutidas acima em relação à primeira, segunda ou terceira camadas dielétricas 140, 150, 162. Em um exemplo não limitativo, a quarta camada dielétrica 174 é uma camada de várias películas tendo uma primeira camada de óxido de metal 176, por exemplo, uma camada de óxido de zinco, depositada sobre a terceira película de iniciador 172 e uma segunda camada de óxido de liga metálica 178, por exemplo, uma camada de estanato de zinco, depositada sobre a camada de óxido de zinco 176. Em uma modalidade não limitativa, a camada de óxido de zinco 176 pode ter uma espessura na faixa de 25 Â a 200 Â, tal como 50 Â a 150 Â, tal como 60 Â a 100 Â, tal como 80 Â a 90 Â. A camada estanato de zinco 178 pode ter uma espessura na faixa de 25 Â a 500 Â, por exemplo, 50 Â a 500 Â, por exemplo, 100 Â a 400 Â, por exemplo, 150 Â a 400 Â, por exemplo, 150 Â a 300 Â, por exemplo, 150 Â a 200 Â, por exemplo, 170 Â a 190 Â.
[0074] Em um exemplo não limitativo, a espessura total da quarta camada dielétrica 174 (por exemplo, as espessuras combinadas das camadas de óxido de zinco e estanato de zinco) está na faixa de 100 Â a 800 Â, por exemplo, 200 Â a 600 Â, por exemplo, 250 Â a 400 Â, por exemplo, 250 Â a 270 Â.
[0075] Um revestimento superior 180 pode ser localizado sobre a quarta camada dielétrica 174. O revestimento superior 180 pode ajudar a proteger as camadas de revestimento subjacentes contra ataques mecânicos e químicos. O revestimento superior 180 pode ser, por exemplo, uma camada de óxido de metal ou nitreto de metal. Por exemplo, o revestimento superior 180 pode ser titânio com uma espessura na faixa de 10 Â a 100 Â, como 20 Â a 80 Â, como 30 Â a 50 Â, como 30 Â a 50 Â. Outros materiais úteis para o revestimento superior incluem outros óxidos, como sílica, alumina ou uma mistura de sílica e alumina.
[0076] Em uma modalidade não limitativa, a transparência 10 possui uma porcentagem de refletância (% R) de luz visível da superfície n° 1 na faixa de 5% a 50%, como 20% a 40%, como 25% a 30%. A transparência 10 tem uma transmitância de luz visível maior que 20%, maior que 30%, maior que 40%. A transparência possui um coeficiente de ganho de calor solar (SHGC) menor que 0,3, como menor que 0,27, como menor que 0,25.
[0077] A camada revestida com o revestimento 130 pode ser temperada ou tratada termicamente sem impactar adversamente as características de desempenho do artigo ou produzir neblina. Além disso, o artigo da invenção tem uma cor refletida neutra ou moderada, como azul ou azul esverdeado, tanto na reflexão quanto na transmissão.
[0078] Acredita-se que a falta de neblina durante o aquecimento seja devida à estrutura insular da camada metálica intermediária descontínua. Uma vista lateral de uma camada metálica subcrítica 190 tendo regiões de revestimento descontínuas 191 formadas em uma camada dielétrica 192 e cobertas por uma camada de iniciador 194 é mostrada na Figura 4. A espessura do metal subcrítico faz com que o material metálico forme regiões descontínuas ou ilhas de metal ou óxido de metal na camada dielétrica 192. Quando a camada de iniciador é aplicada sobre a camada metálica subcrítica, o material da camada de iniciador cobre as ilhas e também pode se estender para os intervalos entre as ilhas adjacentes do metal subcrítico e entrar em contato com a camada subjacente 192.
[0079] O revestimento 130 fornece várias vantagens sobre os revestimentos conhecidos. Por exemplo, a camada metálica subcrítica aumenta a absorbância da luz visível do revestimento, tornando o artigo revestido mais escuro. A combinação da camada metálica subcrítica com espessuras selecionadas das camadas dielétricas pode fornecer ao artigo revestido uma refletância assimétrica. A cor do artigo pode ser ajustada na transmissão alterando o iniciador (s) usado (s) no revestimento. Além disso, o revestimento da invenção é capaz de ser tratado termicamente sem a introdução de neblina.
[0080] Deve ser entendido que o revestimento 130 descrito anteriormente não é limitativo da invenção. Por exemplo, a camada metálica subcrítica não precisa ser a segunda camada metálica (intermediária) na pilha. A camada metálica subcrítica pode ser colocada em qualquer lugar da pilha de revestimento. Além disso, para pilhas de revestimento com uma pluralidade de camadas de revestimento metálicas, mais do que uma das camadas metálicas pode ser uma camada metálica subcrítica.
[0081] Embora o exemplo acima inclua duas camadas de metal contínuas e uma camada de metal descontínua, deve-se entender que este é apenas um exemplo não limitativo. Na ampla prática da invenção, o revestimento da invenção pode incluir várias camadas metálicas contínuas e várias camadas metálicas descontínuas. Por exemplo, um artigo revestido pode incluir uma única camada metálica subcrítica localizada entre duas camadas dielétricas. Ou, o revestimento pode incluir 3 ou mais camadas metálicas, como 4 ou mais camadas metálicas, como 5 ou mais camadas metálicas, como 6 ou mais camadas metálicas, com pelo menos uma das camadas metálicas sendo uma camada metálica subcrítica. Variações do revestimento 130 são ainda descritas na Patente U.S. n° 9.604.875.
[0082] Os artigos tendo duas ou mais camadas de revestimento de prata em um revestimento de controle solar são amplamente conhecidos. Em um exemplo, as transparências de controle solar incluem um substrato, e sobre o substrato, de uma a quatro iterações de uma camada que compreende, em uma direção distante de um substrato, uma camada dielétrica, uma camada metálica e uma camada de iniciador, por exemplo, como divulgado na Patente dos Estados Unidos n° 7.910.229, descrevendo um revestimento com três camadas de prata, ou na publicação de pedido de patente dos Estados Unidos n° 20110117300, descrevendo um revestimento de alto coeficiente de ganho de calor solar com duas camadas de prata. Uma ou mais camadas metálicas podem ser descontínuas, por exemplo, como descrito abaixo.
[0083] Produtos comerciais, incluindo versões temperadas e não temperadas dos artigos descrito abaixo, com produtos temperados (por exemplo, SOLARGATE® 460VT, ou SOLARBAN® 70 VT) exigindo camadas de iniciador mais espessas, em comparação com a espessura da camada de iniciador do produto não temperado (por exemplo, SOLARGATE® 460, ou SOLARBAN® 70 XL) e, com exceção da camada de prata subcrítica (descontínua), que não pode ser aumentada em espessura sem alterar suas propriedades ópticas exclusivas, a espessura de uma ou mais camadas contínuas de prata pode ser aumentada e as espessuras de uma ou mais camadas primárias são aumentadas no produto temperado em comparação com o produto não temperado. Em um aspecto, a espessura de uma ou mais das camadas de iniciadores recozidos por flash está entre a espessura do produto não temperado e o produto temperado, por exemplo, onde uma ou mais camadas de iniciadores têm uma espessura que varia da espessura de uma camada de iniciadores em o produto não temperado mais 20% a 80%, ou 30% a 70% da diferença de espessura entre as espessuras da camada de iniciador do produto temperado menos as espessuras da camada de iniciador dos produtos não temperados.
[0084] Como mostrado na Figura 5, um revestimento exemplificador 130 inclui uma camada de base ou primeira camada dielétrica 240 depositada sobre pelo menos uma porção de uma superfície principal de um substrato (por exemplo, a n° 2 da superfície 216 da primeira camada 212). A primeira camada dielétrica 240 pode ser uma única camada ou pode compreender mais de uma película de materiais anti-reflexos e/ou materiais dielétricos, tais como, mas não limitados a óxidos metálicos, óxidos de ligas metálicas, nitretos, oxinitretos ou misturas dos mesmos. A primeira camada dielétrica 240 pode ser transparente à luz visível. Exemplos de óxidos metálicos adequados para a primeira camada dielétrica 240 incluem óxidos de titânio, háfnio, zircônio, nióbio, zinco, bismuto, chumbo, índio, estanho e as misturas dos mesmos. Esses óxidos metálicos podem ter pequenas quantidades de outros materiais, como manganês em óxido de bismuto, estanho em óxido de índio, etc. Além disso, óxidos de ligas metálicas ou misturas de metais podem ser usados, como óxidos contendo zinco e estanho (por exemplo, estanato de zinco, definidos abaixo), óxidos de ligas de índio- estanho, nitretos de silício, nitretos de silício-alumínio ou nitretos de alumínio. Além disso, podem ser utilizados óxidos metálicos dopados, como antimônio, óxidos de estanho dopados com índio ou óxidos de silício dopados com níquel ou boro. A primeira camada dielétrica 240 pode ser um película de fase substancialmente única, como um película de óxido de liga de metal, por exemplo, estanato de zinco, ou pode ser uma mistura de fases composta de óxidos de zinco e estanho ou pode ser composta de uma pluralidade de películas.
[0085] Por exemplo, a primeira camada dielétrica 240 (seja uma película única ou várias camadas de película) pode ter uma espessura na faixa de 100 Â a 600 Â, como 100 Â a 500 Â, como 100 Â a 350 Â, como 150 Â a 300 Â, como 200 Â a 250 Â, como 210 Â a 220 Â.
[0086] A primeira camada dielétrica 240 pode compreender uma estrutura de várias películas tendo uma primeira película 142, por exemplo, um película de óxido de liga de metal, depositado sobre pelo menos uma porção de um substrato (como a superfície principal interna 216 da primeira camada 212) e uma segunda película 244, por exemplo, um película de óxido de metal ou mistura de óxido, depositado sobre o primeiro película de óxido de liga de metal 242. Em uma modalidade não limitativa, a primeira película 242 pode ser estanato de zinco.
[0087] Por exemplo, a primeira película 242 pode ser estanato de zinco e a segunda película 244 pode ser óxido de zinco (por exemplo, 90% em peso de óxido de zinco e 10% em peso de óxido de estanho). Por exemplo, a primeira película 242 pode compreender estanato de zinco com uma espessura na faixa de 50 Â a 600 Â, como 50 Â a 500 Â, como 75 Â a 350 Â, como 75 Â a 350 Â, como 100 Â a 250 Â, como 100 Â a 200 Â, como 100 Â a 150 Â, como 140 Â a 150 Â.
[0088] A segunda película 244 pode compreender óxido de zinco com uma espessura na faixa de 50 Â a 200 Â, como 50 Â a 150 Â, como 70 Â a 100 Â.
[0089] Em outro revestimento exemplificador, a primeira camada dielétrica 240 compreende uma primeira camada compreendendo estanato de zinco, uma segunda camada compreendendo óxido de zinco, uma terceira camada compreendendo estanato de zinco e uma quarta camada compreendendo óxido de zinco, em que a primeira camada dielétrica tem uma espessura na faixa de 44 nm a 48 nm, a primeira camada e a terceira camada têm uma espessura na faixa de 16 nm a 17 nm, e a segunda camada e a quarta camada têm uma espessura na faixa de 6 nm a 8 nm.
[0090] Uma primeira camada metálica refletivas de calor e/ou radiação 246 pode ser depositada sobre a primeira camada dielétrica 240. A primeira camada refletiva 246 pode incluir um metal refletivo, como, mas não limitado a, ouro metálico, cobre, paládio, prata ou misturas, ligas ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade, a primeira camada refletiva 246 compreende uma camada de prata metálica tendo uma espessura na faixa de 25 Â a 300 Â, por exemplo, 50 Â a 300 Â, por exemplo, 50 Â a 250 Â, como 50 Â a 200 Â, como 70 Â a 200 Â, como 100 Â a 200, como 120 Â a 180 Â.
[0091] Uma primeira camada de iniciador 248 está localizada sobre a primeira camada refletiva 246. A primeira camada de iniciador 148 pode ser uma camada de única película ou uma camada de várias películas. A primeira camada de iniciador 248 pode incluir um material de captura de oxigênio que pode ser sacrificado durante o processo de deposição para impedir a degradação ou oxidação da primeira camada refletiva 246 durante o processo de pulverização ou processos de aquecimento subsequentes. A primeira camada de iniciador 248 também pode absorver pelo menos uma porção de radiação eletromagnética, como luz visível, passando através do revestimento 230. Exemplos de materiais úteis para a primeira camada de iniciador 248 incluem titânio, Inconel, Stellite® e as misturas dos mesmos. Por exemplo, a primeira camada de iniciador 248 pode ter uma espessura na faixa de 5 Â a 50 Â, por exemplo, 10 Â a 40 Â, por exemplo, 20 Â a 40 Â, por exemplo, 20 Â a 30 Â. Em um exemplo, o primeiro iniciador 148 é titânio.
[0092] Uma camada dielétrica externa opcional 274 está localizada sobre a iteração mais externa da película de iniciador 248. A camada dielétrica externa 274 pode ser composta de uma ou mais camadas contendo óxido de metal ou óxido de liga de metal, como as discutidas acima com relação às primeiras camadas dielétricas 240. Em um exemplo não limitativo, a camada dielétrica externa 274 é uma camada de várias películas tendo uma primeira camada de óxido de metal 276, por exemplo, uma camada de óxido de zinco, depositada sobre a terceira película de iniciador 272 e uma segunda camada de óxido de liga metálica 278, por exemplo, uma camada de estanato de zinco, depositada sobre a camada de óxido de zinco 276. Em uma modalidade não limitativa, a camada de óxido de zinco 276 pode ter uma espessura na faixa de 25 Â a 200 Â, tal como 50 Â a 150 Â, tal como 60 Â a 100 Â, tal como 70 Â a 90 Â. A camada estanato de zinco 278 pode ter uma espessura na faixa de 25 Â a 500 Â, por exemplo, 50 Â a 500 Â, por exemplo, 100 Â a 400 Â, por exemplo, 150 Â a 400 Â, por exemplo, 150 Â a 300 Â, por exemplo, 150 Â a 200 Â, por exemplo, 170 Â a 200 Â.
[0093] Em aspectos, uma, duas, três ou quatro iterações adicionais do conjunto 249, incluindo a camada dielétrica 240, a camada metálica refletivas de calor e/ou radiação 246 e a camada de iniciador 248, podem ser depositadas sobre a camada de iniciador e abaixo do camada dielétrica externa 274. Em um aspecto, onde existem duas ou mais iterações do conjunto 249, uma ou mais das camadas metálicas refletivas de calor e/ou radiação 246, é subcrítica, por exemplo e sem limitação, como mostrado na Figura 4.
[0094] Em um exemplo não limitativo, a espessura total da camada dielétrica externa 274 (por exemplo, as espessuras combinadas das camadas de óxido de zinco e estanato de zinco) está na faixa de 100 Â a 800 Â, por exemplo, 200 Â a 600 Â, por exemplo, 250 Â a 400 Â, por exemplo, 250 Â a 270 Â.
[0095] Um revestimento superior 280 pode ser localizado sobre a quarta camada dielétrica 274. O revestimento superior 280 pode ajudar a proteger as camadas de revestimento subjacentes contra ataques mecânicos e químicos. O revestimento superior 280 pode ser, por exemplo, uma camada de óxido de metal ou nitreto de metal. Por exemplo, o revestimento superior 280 pode ser titânio com uma espessura na faixa de 10 Â a 100 Â, como 20 Â a 80 Â, como 30 Â a 50 Â, como 30 Â a 40 Â.
[0096] Outro revestimento não limitativo exemplificador 330 é mostrado na Figura 6. Este revestimento exemplificador 330 inclui uma camada de base ou primeira camada dielétrica 340 depositada sobre pelo menos uma porção de uma superfície principal de um substrato (por exemplo, a n° 2 da superfície 16 da primeira camada 12). A primeira camada dielétrica 340 pode ser similar à primeira camada dielétrica 40 descrita acima. Por exemplo, a primeira camada dielétrica 340 pode ser uma única camada ou pode compreender mais de uma película de materiais anti- reflexos e/ou materiais dielétricos, tais como, mas não limitados a óxidos metálicos, óxidos de ligas metálicas, nitretos, oxinitretos ou misturas dos mesmos. A primeira camada dielétrica 340 pode ser transparente à luz visível. Exemplos de óxidos metálicos adequados para a primeira camada dielétrica 340 incluem óxidos de titânio, háfnio, zircônio, nióbio, zinco, bismuto, chumbo, índio, estanho e as misturas dos mesmos. Esses óxidos metálicos podem ter pequenas quantidades de outros materiais, como manganês em óxido de bismuto, estanho em óxido de índio, etc. Além disso, óxidos de ligas metálicas ou misturas de metais podem ser usados, como óxidos contendo zinco e estanho (por exemplo, estanato de zinco, definidos abaixo), óxidos de ligas de índio- estanho, nitretos de silício, nitretos de silício-alumínio ou nitretos de alumínio. Além disso, podem ser utilizados óxidos metálicos dopados, como antimônio, óxidos de estanho dopados com índio ou óxidos de silício dopados com níquel ou boro. A primeira camada dielétrica 340 pode ser um película de fase substancialmente única, como um película de óxido de liga de metal, por exemplo, estanato de zinco, ou pode ser uma mistura de fases composta de óxidos de zinco e estanho ou pode ser composta de uma pluralidade de películas.
[0097] Por exemplo, a primeira camada dielétrica 340 (seja uma película única ou várias camadas de película) pode ter uma espessura na faixa de 100 Â a 800 Â, como 100 Â a 600 Â, como 200 Â a 600 Â, como 400 Â a 500 Â, como 440 Â a 500 Â.
[0098] A primeira camada dielétrica 340 pode compreender uma estrutura de várias películas tendo uma primeira película 342, por exemplo, um película de óxido de liga de metal, depositado sobre pelo menos uma porção de um substrato (como a superfície principal interna 16 da primeira camada 12) e uma segunda película 344, por exemplo, um película de óxido de metal ou mistura de óxido, depositado sobre o primeiro película de óxido de liga de metal 342. Em uma modalidade não limitativa, a primeira película 342 pode ser estanato de zinco.
[0099] Por exemplo, a primeira película 342 pode ser estanato de zinco e a segunda película 344 pode ser óxido de zinco (por exemplo, 90% em peso de óxido de zinco e 10% em peso de óxido de estanho). Por exemplo, a primeira película 342 pode compreender estanato de zinco com uma espessura na faixa de 50 Â a 600 Â, como 50 Â a 500 Â, como 75 Â a 400 Â, como 200 Â a 400 Â, como 300 Â a 400 Â, como 355 Â a 400 Â.
[00100] A segunda película 344 pode compreender óxido de zinco com uma espessura na faixa de 50 Â a 200 Â, como 50 Â a 150 Â, como 85 Â a 100 Â.
[00101] Uma primeira camada metálica refletivas de calor e/ou radiação 346 pode ser depositada sobre a primeira camada dielétrica 340. A primeira camada refletiva 346 pode incluir um metal refletivo, como, mas não limitado ouro metálico, cobre, prata ou misturas, ligas ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade, a primeira camada refletiva 346 compreende uma camada de prata metálica tendo uma espessura na faixa de 25 Â a 300 Â, por exemplo, 50 Â a 300 Â, por exemplo, 50 Â a 250 Â, como 50 Â a 200 Â, como 70 Â a 200 Â, como 70 Â a 100, como 73 Â a 100Â.
[00102] Uma primeira camada de iniciador 348 está localizada sobre a primeira camada refletiva 346. A primeira camada de iniciador 348 pode ser uma camada de única película ou uma camada de várias películas. A primeira camada de iniciador 348 pode incluir um material de captura de oxigênio que pode ser sacrificado durante o processo de deposição para impedir a degradação ou oxidação da primeira camada refletiva 346 durante o processo de pulverização ou processos de aquecimento subsequentes. A primeira camada de iniciador 348 também pode absorver pelo menos uma porção de radiação eletromagnética, como luz visível, passando através do revestimento 330. Exemplos de materiais úteis para a primeira camada de iniciador 348 incluem titânio, Inconel, Stellite® e as misturas dos mesmos. Como mostrado na Fig. 2, a primeira camada de iniciador 348 pode compreender uma estrutura de várias películas que tem uma primeira película 349 e uma segunda película 351. A primeiro e a segunda películas de iniciador 349, 351 são tipicamente de materiais diferentes. Por exemplo, a primeira camada de iniciador 349 pode ser Inconel e pode ter uma espessura na faixa de 1 Â a 50 Â, por exemplo, 1 Â a 5 Â. A segunda película iniciador 351 pode ser titânio com uma espessura na faixa de 5 Â a 20 Â, por exemplo, 10 Â a 15 Â.
[00103] Uma segunda camada dielétrica 350 está localizada sobre a primeira camada refletiva 346 (por exemplo, sobre a primeira camada de iniciador 348). A segunda camada dielétrica 350 pode compreender uma ou mais películas contendo óxido de metal ou óxido de liga de metal, como as descritas acima em relação à primeira camada dielétrica 340. Por exemplo, a segunda camada dielétrica 350 pode incluir uma primeira película de óxido de metal 352, por exemplo, um película de óxido de zinco, depositado sobre a primeira película iniciador 348 e uma segunda película de óxido de liga metálica 354, por exemplo, um estanato de zinco (Zn2SnO4), depositado sobre a primeira película de óxido de zinco 352. Uma terceira película opcional de óxido de metal 356, por exemplo, outra camada de óxido de zinco, pode ser depositada sobre a camada de estanato de zinco.
[00104] A segunda camada dielétrica 350 pode ter uma espessura total (por exemplo, as espessuras combinadas das camadas se houver mais de uma camada) está na faixa de 50 Â a 1000 Â, por exemplo, 50 Â a 800 Â, por exemplo, 100 Â para 800 Â, por exemplo, 200 Â a 800 Â, por exemplo, 500 Â a 700 Â, por exemplo, 650 Â a 700 Â.
[00105] Por exemplo, para uma camada de várias películas, a película de óxido de zinco 352 (e a terceira película de óxido de zinco opcional 356, se presente) pode ter uma espessura na faixa de 10 Â a 200 Â, por exemplo, 50 Â a 200 Â, por exemplo, 50 Â a 150 Â, por exemplo, 50 Â a 75 Â. A camada de óxido de liga de metal (estanato de zinco) 54 pode ter uma espessura na faixa de 50 Â a 800 Â, por exemplo, 50 Â a 500 Â, por exemplo, 100 Â a 500 Â, por exemplo, 400 Â a 500 Â.
[00106] Uma camadas metálicas refletiva 358 está localizada sobre a segunda camada dielétrica 350 (por exemplo, sobre a terceira película de óxido de zinco 356, se presente, ou sobre o película de estanato de zinco 354, se não). Em uma modalidade não limitativa, a segunda camada refletiva 358 compreende prata tendo uma espessura na faixa de 50 Â a 300 Â, por exemplo, 100 Â a 200 Â, por exemplo, 150 Â a 200 Â, por exemplo, 150 Â a 200 Â, por exemplo, 170 Â a 200 Â.
[00107] Uma segunda camada de iniciador 372 pode ser depositada sobre a segunda camada refletiva 358. A segunda camada de iniciador 372 pode ser como descrito acima em relação à primeira camada de iniciador 348. Como mostrado na Fig. 2, a segunda camada de iniciador 372 pode compreender uma estrutura de várias películas que tem uma primeira película 371 e uma segunda película 373. A primeira e a segunda películas de iniciador 371, 373 são tipicamente de materiais diferentes. Por exemplo, a primeira camada de iniciador 371 pode ser Inconel e pode ter uma espessura na faixa de 1 Â a 15 Â, por exemplo, 5 Â a 10 Â. A segunda película iniciador 373 pode ser titânio com uma espessura na faixa de 5 Â a 20 Â, por exemplo, 10 Â a 15 Â.
[00108] Uma terceira camada dielétrica 374 pode ser depositada sobre a segunda camada refletiva 358 (por exemplo, sobre a segunda película de iniciador 372). A terceira camada dielétrica 374 também pode incluir uma ou mais camadas contendo óxido de metal ou óxido de liga de metal, como discutido acima em relação às primeira e segunda camadas dielétricas 340, 350. Em um exemplo, a terceira camada dielétrica 374 é uma camada de várias películas similar à segunda camada dielétrica 350. Em um exemplo não limitativo, a terceira camada dielétrica 374 é uma camada de várias películas tendo uma primeira camada de óxido de metal 376, por exemplo, uma camada de óxido de zinco, depositada sobre a segunda camada de iniciador 372 e uma segunda camada de óxido de liga metálica 378, por exemplo, uma camada de estanato de zinco, depositada sobre a camada de óxido de zinco 376. Em uma modalidade não limitativa, a camada de óxido de zinco 376 pode ter uma espessura na faixa de 25 Â a 200 Â, tal como 50 Â a 150 Â, tal como 100 Â a 150 Â. A camada estanato de zinco 378 pode ter uma espessura na faixa de 25 Â a 500 Â, por exemplo, 50 Â a 500 Â, por exemplo, 100 Â a 400 Â, por exemplo, 200 Â a 400 Â, por exemplo, 300 Â a 350 Â, por exemplo, 150 Â a 350 Â, por exemplo, 320 Â a 350 Â.
[00109] Em um exemplo não limitativo, a espessura total da terceira camada dielétrica 374 (por exemplo, as espessuras combinadas das camadas de óxido de zinco e estanato de zinco) está na faixa de 100 Â a 800 Â, por exemplo, 200 Â a 600 Â, por exemplo, 250 Â a 500 Â, por exemplo, 470 Â a 500 Â.
[00110] Um revestimento superior 380 pode ser localizado sobre a terceira camada dielétrica 374. O revestimento superior 380 pode ajudar a proteger as camadas de revestimento subjacentes contra ataques mecânicos e químicos. O revestimento superior 380 pode ser, por exemplo, uma camada de óxido de metal ou nitreto de metal. Por exemplo, o revestimento superior 380 pode ser titânio com uma espessura na faixa de 10 Â a 100 Â, como 20 Â a 80 Â, como 30 Â a 50 Â, como 30 Â a 40 Â.
[00111] Os seguintes exemplos ilustram várias modalidades da invenção. No entanto, deve ser entendido que a invenção não está limitada a essas modalidades específicas.
[00112] Em um aspecto, um revestimento é submetido a flash em um padrão para produzir uma transmitância e/ou padrão refletivo no revestimento. Os padrões nos revestimentos são úteis por vários motivos, desde o estético ao funcional. Por exemplo, um padrão pode ser produzido para tornar a transparência mais visível para a vida selvagem, por exemplo, reduzir colisões com pássaros, criar um efeito estético desejável ou criar uma tela de privacidade parcial ou uma densidade ou efeito graduado. Em outro aspecto, um revestimento é padronizado para criar um padrão de baixa resistividade, por exemplo, circuitos no revestimento, por exemplo, para uso em dispositivos eletro-ópticos. Em um aspecto, o padrão é criado pela interposição de um filtro ou objeto ou máscara opaca, como uma folha entre a lâmpada do flash e o revestimento a ser submetido a flash.
[00113] Com referência à Figura 7, um revestimento 430, por exemplo, depositado sobre pelo menos uma porção de uma superfície principal de um substrato (por exemplo, a n° 2 da superfície 16 da primeira camada 12), é submetido a flash como descrito pelo presente documento usando uma lâmpada de flash 432. Uma máscara 434 é interposta entre a lâmpada de flash 432 e o revestimento 430, produzindo um efeito de sombreamento, resultando na aplicação diferencial de luz em um padrão no revestimento 430. Como o efeito de sombreamento causa tratamento de luz diferente sobre a superfície das camadas de revestimento, o revestimento é exposto a diferentes intensidades de luz e, portanto, resulta em um padrão de qualquer aspecto da (s) camada (s) do revestimento afetado pela luz, incluindo mas não limitado a alterações nos valores de transmitância ou cor refletiva (por exemplo, valores L*a*b*), transmitância, refletividade, neblina, cristalinidade e/ou resistência da folha. A máscara 434 é mostrada em uma posição intermediária entre a lâmpada de flash 432 e o revestimento 430. Na prática, a máscara pode ser colocada em qualquer posição entre a lâmpada 432 e o revestimento 430 eficaz para produzir o efeito de mascaramento desejado. Como a fonte de luz é incoerente e não necessariamente uma fonte pontual, em um aspecto, pode ser preferencial colocar a máscara 434 diretamente sobre ou o mais próximo possível do revestimento 430 para criar um padrão mais definido. Em outro aspecto, pode ser preferencial colocar a máscara como mostrado, ou em uma posição entre o revestimento 430 e a lâmpada de flash 432 para criar um padrão mais suave e menos definido. Como seria evidente para um versado na técnica, o uso de uma estrela como a máscara 434 é meramente exemplificador, e a máscara 434 pode ter qualquer forma e transparência desejadas e, quando menos de 100% opaca, a máscara 434 pode ter um coloração e/ou transmitância desejadas (atuando como um filtro de cor ou densidade neutra) para filtrar a luz da lâmpada de flash 432, efetuando um mascaramento parcial do revestimento 430. Em outros aspectos, várias máscaras podem ser usadas. Ainda em outros aspectos, a máscara 434 pode ter um gradiente de transmitância (atuando como um filtro de gradiente de densidade neutra) e/ou cor (atuando como um filtro de gradiente de cor), para produzir um padrão de gradiente no revestimento 430.
Exemplo 1
[00114] Os artigos de vidro revestidos com ITO foram preparados por deposição de MSVD de uma camada de ITO em vidro flutuado de 3,2 mm de espessura em argônio com pressão e porcentagens variáveis de O2, com a espessura indicada na Figura 8. Os artigos foram expostos à temperatura ambiente (~ 22°C) com um pulso único de 500 microssegundos e ~ 4-5 J/cm2. A resistência da folha foi medida usando uma sonda de quatro pontos e os resultados são fornecidos na Figura 8. Resistência de folha adequada (<30Q/n), com resistências de folha inferiores a 20 Q/n para camadas acima de 125 nm. A emissividade para os mesmos artigos revestidos foi avaliada por metodologia padrão, com os resultados mostrados na Figura 9, mostrando que, para camadas ITO com espessura maior que 150 nm, e especialmente na faixa de 250 nm a 350 nm, a emissividade muda entre dois e cinco -dobra e é aumentada para 35 Q/n.
Exemplo 2
[00115] Os artigos revestidos com ITO foram preparados essencialmente como indicado no Exemplo 1, exceto que a pressão, a porcentagem de O2 e as espessuras variaram conforme indicado nas Figuras 10A e 10B. As amostras foram mostradas com um pulso de ~500 microssegundos a partir de uma lâmpada de xénon em ~4-5 J/cm2. As medições de Hall (concentração do transportador e mobilidade do transportador) foram medidas por métodos padrão. Como pode ser visto nas Figuras 10A e 10B, mobilidade do transportador e concentração aumentada depois de submetendo a flash, o que indica um aumento global na condutividade, mas o maior aumento na concentração do transportador foi visto para o ITO depositado em 4mTorr e 1,5% de O2.
Exemplo 3
[00116] Os artigos revestidos com ITO foram preparados essencialmente como no Exemplo 1, com a excepção de que todas as amostras tinham as camadas de ITO de 250 nm de espessura, depositado por MSVD em argônio a 4 mTorr, com 0%, 1,5%, ou 2,5% de O2. A transmissão foi medida espectrofotometricamente e a absorção normalizada foi calculada a partir dos dados de transmissão e reflexão. Os resultados são mostrados nas Figuras 11A e 11B. A transmitância integrada é indicada para dois conjuntos de amostras. As amostras foram submetidas a flash com um pulso único de 500 microssegundos ~ a ~4-5 J/cm2. As diferenças significativas são vistas na transmitância e absorção normalizada entre amostras pré-submetido a flash e submetido a flash dentro do espectro visível e infravermelho próximo para amostras de 0% e 1,5% de O2, ao mesmo tempo pouco efeito é ver com 2,5% de O2, indicando que ITO deficiente em oxigênio é mais reativo ao submetido a flash.
Exemplo 4
[00117] Artigos revestidos de ITO foram prepara essencialmente como indicado no Exemplo 1, exceto que a pressão, O2 foi 3 mTorr e 2,5% de O2 e espessuras foram variadas como indicado na Figura 12. As amostras foram mostradas com um pulso de ~500 microssegundos a partir de uma lâmpada de xénon em ~4-5 J/cm2. A resistência da folha e a transmitância integrada foram avaliadas por métodos padrão. Como pode ser visto na Figura 12, para o ITO depositado em 4mTorr e 1,5% de O2, para as folhas que variam de 250 nm a mais que 650 nm, maior do que a resistência de baixa transmitância folha e pode ser obtido por recozimento de flash.
Exemplo 5
[00118] Os artigos revestidos de ITO foram preparados essencialmente como descrito no Exemplo 1, com a exceção de que a espessura da camada de ITO era de aproximadamente 300 nM. Foram utilizadas diferentes condições de deposição de ITO, resultando em espectros de coeficientes de absorção, conforme indicado na Figura 13A, determinados pela metodologia padrão. As amostras foram mostradas com um pulso de ~500 microssegundos a partir de uma lâmpada de xénon em ~4-5 J/cm2. Os traços de difração de raios-X (XRD) foram obtidos por metodologia padrão para cada amostra (Figura 13B). Como pode ser visto na Figura 13A, à medida que o coeficiente de absorção aumenta para a luz entre 425nm e 500nm, a profundidade de penetração da luz diminui e uma mudança e aprimoramento dos picos de XRD é observada na amostra 2, enquanto uma divisão ou bifurcação de picos é vista para a amostra 3, indicativo da formação de duas subcamadas a partir de uma única camada de ITO.
[00119] Como mostrado na Figura 13A, o coeficiente de absorção da camada afeta a profundidade de penetração do flash. Para camadas com espessura suficiente e com coeficientes de absorção suficientemente altos, a profundidade de penetração do flash na camada pode ser modulada de modo que a camada seja apenas parcialmente transformada, resultando em uma camada de ITO dividida com características físicas diferentes. Nesse caso, a camada de ITO pode ser bifurcada em uma primeira camada (mais próxima da lâmpada do flash) que é fisicamente convertida pelo flash e em uma segunda camada (mais distante do flash) que não é. Assim, como mostrado na Figura 13B, revestimentos com maior coeficiente de absorção (menor profundidade de penetração) mostram rachaduras. Os revestimentos com coeficiente de absorção intermediário (e profundidade de penetração) mostram deslocamento dos picos. Revestimentos profundidade de penetração mais alta (menor absorção) não exibem quase nenhuma alteração no padrão de XRD.
Exemplo 6
[00120] Artigos revestidos de ITO foram preparados essencialmente como descrito no Exemplo 1, com a excepção de que a espessura da camada de ITO foi, tal como indicado na Figura 14, e ITO foi depositado na 4mTorr com 1,5% de O2. As amostras foram mostradas com um pulso de ~500 microssegundos a partir de uma lâmpada de xénon em ~4-5 J/cm2. Os traços de difração de XRD são fornecidos na Figura 14. Como pode ser visto, todas as espessuras exibiram transformação como resultado da submissão a flash, mas à medida que a espessura da camada aumentou, por exemplo, além da profundidade de penetração eficaz do pulso de luz para esta composição de ITO específica, a bifurcação da camada em dois subcamadas fisicamente diferentes é visto com espessuras acima de 186 nm. Para diferentes composições de ITO e TCO, e para diferentes espectros e intensidades de flash, espera- se que a bifurcação comece em diferentes espessuras. Exemplo 7 Uma folha de 12 "X 12" de um produto de revestimento de MSVD foi preparada em vidro monolítico essencialmente como descrito na publicação de pedido de patente dos Estados Unidos n° 20110117300, com, em ordem: substrato, uma primeira camada dielétrica (40-55nm), uma camada refletiva (5,5-8,5 nm), uma camada de iniciador (0,5-6nm), uma segunda camada dielétrica (15-45nm) e uma camada protetora de até 15 nm. Essas espessuras são para um produto recozido. Foi verificado que o uso de espessuras de iniciadores nessa faixa resultou em neblina e perda de qualidade visual após o flash. O produto nominal descrito acima foi, portanto, modificado para aumentar as duas espessuras dos iniciadores em 1kW, para aumentar ambas as espessuras dos iniciadores em 1,5 kW e para diminuir os óxidos superiores e centrais em 3kW, ou para aumentar ambas as espessuras dos iniciadores em 2 kW e para diminuir os óxidos superiores e centrais por 3kW.
[00121] O sistema de NovaCentrix PulseForge 1300 foi utilizado para aquecimento por flash dos substratos de teste. O estágio foi montado a uma altura z de 13 mm. Para o 'desenvolvimento do processo', foram usados quadrados de 2"x2" do vidro revestido com o PulseForge configurado para flash uma vez no modo 'posição fixa'. A resistência da folha dessas amostras foi medida antes e após o processamento do flash via sonda de 4 pontos.
[00122] As amostras submetidas para análise analítica foram 4 "x4". Os parâmetros de flash utilizados foram o conjunto identificado como preferencial com base nos resultados de 2 "x2", mas como a peça era maior que a região coberta por um único evento de flash, o modo foi alterado para "uma vez" com a sobreposição definida em 2,0 e taxa de transferência definida em 10 pés/min.
[00123] A Figura 15 mostra as condições do flash usadas nesta avaliação. A série '1kW' de amostras é cortada de um dos 12x12s do Sungate 460 com o primer aumentado em 1 kW, a série '1.SkW' é cortada de um dos 12x12s do Sungate 460 com o iniciador aumentado 1,5 kW, e a série de amostras '2kW' é cortada de um dos 12x12s do Sungate 460 com o iniciador aumentado em 2 kW. A série de amostras 'Norn' é cortada de um 12x12 do Sungate 460 nominal. As resistências do flash 'antes do flash' mostraram pequenas diferenças entre as versões, com a resistividade nominal da folha antes do flash do Sungate 460 de aproximadamente 3,68 Q/sq. sendo a mais alta, as séries '1kW' e '1.SkW' mostram aproximadamente 3,58 Q/sq. e a série '2kW' medindo perto de 3,63 Q/sq.
[00124] A menor amostra de resistividade da folha após o flash de cada 12x12 é destacada em verde. Observe que em três das amostras destacadas em verde, a duração do pulso é de 640V e 500μs para o recozimento por flash. Desses resultados, as três menores resistências pós-flash em geral envolveram peças de '1,5kW' sob diferentes condições de flash. O 12x12 que mostra o menor benefício do processo de flash foi a amostra A. "DAM" na coluna Rs após o flash é usado para indicar uma presunção de dano ao revestimento como resultado do flash; nesses casos, acredita-se que a potência do flash, que aumenta tanto com o aumento da tensão quanto com o aumento da duração, seja superior ao nível ideal.
[00125] Com base nesse resultado, um pedaço 4 "x4" do material de 1,5 kW foi cortado e submetido a flash sob os mesmos pontos de ajuste do flash (usando o modo "Once Through", como descrito acima}). Três amostras totais de 4"x4" foram preparadas e submetidas à emissividade e caracterização de SHGC, como segue: Amostra A (NOM-4x4), Amostra C não submetido a flash e Amostra C. As Figuras 16 e 17 são tabelas que mostram as propriedades visíveis de cor e desempenho, como simulado integrado a dispositivos de vidro isolados usando duas camadas de vidro transparente de 3,2 mm e uma de 0,5” de intervalo de ar, para cinco revestimentos diferentes: as três amostras descritas de 4"X4", um produto comercial recozido e uma versão temperada comercial do produto recozido.
[00126] Como visto na Figura 15, a menor resistividade da folha após o flash é destacada. Três das amostras destacadas usaram duração de flash de 640V e 500 μs, e as três resistências mais baixas da folha pós-flash envolveram peças de iniciação de 1,5kW. As amostras marcadas com “DAM” foram presumivelmente danificadas como resultado do submissão a flash acima de uma faixa ideal. Peças do material de 1,5 kW foram então submetidas a flash como acima e comparadas com o produto nominal descrito acima e com produtos comerciais não temperados (Sungate 460) e temperados (Sungate 460VT) usando uma simulação por computador de vidro isolado. Como pode ser visto na Figura 16, a amostra processada por flash é muito similar em cores aos produtos comerciais, com as três amostras mostrando transmitância elevada em comparação com os produtos comerciais. Como pode ser visto na Figura 17, as amostras processadas por flash mostraram menor emissividade e maior coeficiente de ganho de calor solar.
Exemplo 8
[00127] Um artigo de três camadas de prata foi preparado essencialmente como descrito acima, por exemplo, em referência às Figuras 5 e 6, e correspondendo a revestimentos comerciais baseados em SOLARBAN® 70, com o objetivo de determinar se um aumento de TL* poderia ser alcançado em uma quantidade suficiente ser capaz de produzir um produto não temperado que corresponda estreitamente ao produto temperado comercial.
[00128] Um conjunto de amostras de variações do produto não recozido foi depositado em vidro transparente de 5 mm. As variações do conjunto de amostras focaram nas alterações nas espessuras do iniciador e nas camadas contínuas de prata. Um conjunto de cinco condições de processamento por flash foi definido e realizado nas peças cortadas de cada revestimento; juntamente com amostras de controle (sem flash). Um conjunto de 102 amostras foi caracterizado e analisado, e modelagem óptica foi usada para determinar a espessura da camada.
[00129] As 17 variações de revestimento foram comparadas com amostras não temperadas (recozidas) e temperadas (VT), conforme mostrado na Tabela 1 Tabela 1
[00130] Na Tabela 1, o 0, 1, 2, 3 e 221 são % de aumento em cada uma das camadas contínuas de prata. Todas as amostras listadas abaixo de '0' foram depositadas usando a espessura nominal de prata (+ 0%) para cada camada; cada uma das amostras abaixo de '2' teve um aumento de cerca de 2% na potência do cátodo de prata. O '221' refere-se a um aumento de 2% na prata inferior, um aumento de 2% na prata central e um aumento de 1% na prata superior. Para os iniciadores, foram utilizadas 5 espessuras de iniciadores, incluindo a espessura do iniciador de nível recozido, o nível de VT e três iniciadores intermediários com %s referente à fração de aumento de espessura do nível de recozido para o nível de VT. Por exemplo, a amostra de “29C” foi de outro modo idêntico à produção Solarban ® 70XL excepto (1) cada um dos níveis de potência camada de prata (e, Assim, espessuras nominalmente de prata) foi aumentada em cerca de 2% e (2) cada nível de potência do cátodo de iniciadores foi em um ponto de ajuste a 40% do nível de potência recozido aumentando em direção ao nível de potência VT.
[00131] Cada amostra foi processada sob 6 condições diferentes de processamento de flash, conhecidas como "-C" e "-1" a "-5". A interpretação desses sufixos é apresentada na Tabela 2: Tabela 2
[00132] A citação 19 se refere a um conjunto de condições de flash que foram observadas para produzir altos valores de TL*. O processo usa 19 flashes com voltagem geralmente crescente da seguinte maneira: Tabela 3
[00133] Usando esta nomenclatura, a amostra 36C-3 se refere a uma peça que foi cortada de um revestimento que era idêntico ao SOLARBAN® 70XL da linha de base, exceto pelo uso dos níveis de potência do iniciador VT e, em seguida, foi exibido uma única vez a 620 V com uma duração de 500 μs. As mais de 100 amostras deste conjunto permitem comparações de variáveis únicas sob várias condições. Os resultados incluem: • Amostras com espessuras de iniciadores de nível recozido foram comumente danificadas pelo processamento por flash; algum dano/neblina também foi observado nas amostras de aumento de 30% do iniciador; • As amostras com os iniciadores de nível de VT estavam muito distantes na cor transmitida (alta em Tb*) se submetido a flash com força suficiente para melhorar a transmissividade; • Aumentos nos TL* tão elevado como 2,3 pontos foram produzidos usando vários flashes e tão elevada quanto um aumento de 1,4 com um único flash (em relação à produção Solarban ® 70XL na amostra clara linha de base 5 mM); • As amostras processadas por flash eram mais opticamente similares às pilhas recozidas do que as pilhas de VT; e • Óxidos mais finos seriam necessários para manter a cor; • Seriam necessárias camadas de prata mais espessas para manter a cor (maior aumento para Ag inferior, menor aumento para Ag superior).
[00134] A Figura 18 compara os valores TL* entre amostras processadas por flash, especificações SOLARBAN® 70 e revestimentos de produção relevantes. A amostra de "flash único" foi de 35C-3 (espessura da linha de base da prata, 50% de intermediação do iniciador) e a amostra de vários flashes foi de 35C-5. Ambas as amostras tinham valores de TL* notavelmente mais altos do que o SOLARBAN ® 70XL na amostra STARPHIRE®; deve-se notar que a amostra submetido a flash estava com 5 mm de espaço livre, e um mm extra de espaço livre seria esperado para reduzir ainda mais o TL* das amostras submetido a flash em cerca de 0,1.
[00135] Várias amostras (27C a 31C, todos os processos flash) foram avaliadas usando modelagem computacional e foram determinadas como sendo passíveis de tais processos de otimização baseados em computador. As amostras foram caracterizadas e a %s de movimento da camada foi registrado. A Tabela 4 abaixo mostra a% de movimento sugerida da camada para cada camada de todas as amostras -C caracterizadas no 27C-31C (junto com a amostra 21C-C da linha de base). "Movimento nominal" se refere à variação percentual em relação aos níveis de potência da linha de base usados para cada amostra (os números não foram exatamente de 1%, 2% e 3%, pois as potências do cátodo foram ajustadas em incrementos de 0,1 kW; os ajustes reais usados estão listados em a mesa). "Iniciador de Ti de22% acima do nível recozido" indica que estas são as amostras de intermediação de 40% do iniciador; O aumento de 22% está próximo de 40%, do recozido ao aumento de 56% necessário para atingir a espessura do iniciador de VT. As células de "movimento sugerido" adicionam o valor do movimento nominal ao ajuste de espessura estimado necessário para manter a cor; assumindo um comportamento autoconsistente, esses números devem permanecer idealmente constantes mesmo que as espessuras contínuas de prata sejam alteradas (por exemplo, se o ajuste de espessura exigido na espessura basal de prata for um aumento de 2%, o comportamento autoconsistente esperaria o ajuste de espessura necessário estimado após um Aumento de 2% para ser 0%. 0% + 2% e 2% + 0% dariam o mesmo valor resultante de "Movimento sugerido").
[00136] Os resultados indicaram um bom grau de auto-consistência, com os ajustes da espessura necessária para reter a estética que varia Solarban ® 70XL dentro de uma faixa muito mais pequena (~ 1%) em relação às alterações introduzidas nas camadas de prata reais. O bloco final de números mostrado, "Movimento 'intrínseco' ajustado" normaliza os ajustes de espessura de camada estimados exigidos pelo ajuste de espessura de camada correspondente necessário para a amostra da linha de base. O efeito mais significativo disso é no centro de prata, onde se estima que um aumento de 2,2% no centro de prata seja necessário com base na óptica. A intenção deste conjunto inferior de números é descrever uma movimentação hipotética que ajustaria uma pilha otimizada no estado de depósito para uma que seja otimizada para um processo flash específico (o conjunto de números anterior "Movimento sugerido" é otimizado para ajuste em relação à pilha de linha de base usada arbitrariamente, que pode ser assumida como fora da espessura em vários locais por quantidades modestas, mesmo na cor). Tabela 4
[00137] Nas tabelas, os requisitos médios de alteração da espessura da camada de prata 'intrínseca' calculados foram compilados e comparados entre os processos de flash; os resultados são mostrados na Figura 19. Para as amostras sem flash (-C), os movimentos sugeridos são reduções de espessura. Isso é interpretado como o modelo que encaixa Ti metálico como excesso de Ag; Nesta interpretação, parece possível que algum Ti metálico permaneça nas amostras -3 (dois dos movimentos ainda são reduções). Os outros processos de flash resultam em estimativas de ajuste de espessura contra intuitivas similares: aumente a prata inferior em 2,5-4,5%, a prata central em 1,2-2,5% e a prata superior em 0,2-1,2%.
[00138] ΔEcmc é uma medida da diferença geral entre os perfis de cores de dois artigos. ΔEcmc foi determinado para a amostra 35C-3 e para SOLARBAN ® 70XL no STARPHIRE ® em comparação com SOLARBAN ® 70VT. A Figura 20 mostra que a amostra 35C-3 é uma correspondência de cores significativamente mais próxima do produto temperado do que o SOLARBAN ® 70XL no STARPHIRE ®.
Exemplo 9
[00139] Um artigo de quatro camadas de prata, com uma única camada de prata descontínua (subcrítica) foi preparado essencialmente como descrito acima, por exemplo, em referência às Figuras 3 e 4, e correspondendo a revestimentos comerciais baseados em SOLARBAN® 90, com o objetivo de determinar se um TL* aumento poderia ser alcançado e perfis de cores úteis poderiam ser gerados usando flashes únicos, incluindo 670V para 500μs, 650V para 500μs, 800V para 200μs ou 500V para 2000μs, sem danificar o artigo. Embora algumas condições do flash tenham resultado menos desejáveis, por exemplo, perfis de CIELAB L*a*b* altos de b* (amarelecimento), a transmitância geralmente aumenta e o perfil de cores responde ao processamento do flash, com uma redução na neblina com o aumento da espessura do iniciador.
[00140] As seguintes cláusulas fornecem exemplos de vários aspectos da divulgação: 1. Método para produzir um substrato revestido compreendendo uma camada compreendendo um óxido condutor transparente ou um semicondutor que compreende: a. depositar sobre pelo menos uma porção de um substrato em uma atmosfera inerte uma camada de óxido de metal transparente ou semicondutor tendo um coeficiente de absorção no comprimento de onda no espectro visível de pelo menos 1.000 cm-1; e b. submetendo a flash pelo menos uma porção da camada de óxido condutor transparente ou semicondutora a uma temperatura variando de 15°C a 40°C, ou que varia de 20°C a 30°C, com um pulso variando de 3,5 J/cm2 a 6,0 J/cm2, de luz não coerente no espectro visível, incluindo iluminar o comprimento de onda no espectro visível no qual a camada tem um coeficiente de absorção de pelo menos 1.000 cm-1. 2. O método, de acordo com a cláusula 1, caracterizado pelo fato de que o pulso tem uma profundidade de penetração na camada que é menor que a espessura da camada que produz uma camada dividida do óxido condutor transparente ou semicondutor, em que cada camada da camada dividida tem uma propriedade física diferente. 3. O método de acordo com a cláusula 1 ou 2, em que as faixas de pulso de 4,0 J/cm2 e 5,0 J/cm2. 4. O método, de acordo com a cláusula 1, em que a camada de óxido condutor transparente ou semicondutor compreende um óxido condutor transparente. 5. O método, de acordo com a cláusula 4, em que o óxido condutor transparente é um óxido de titânio, háfnio, zircônio, nióbio, zinco, bismuto, chumbo, índio, estanho e as misturas dos mesmos. 6. O método, de acordo com a cláusula 4, em que o óxido condutor transparente é óxido de índio e estanho, óxido de índio e zinco, óxido de alumínio e zinco, óxido de zinco e estanho, óxido de índio e cádmio, óxido de cádmio e estanho, estanato de bário, vanadato de estrôncio ou vanadato de cálcio. 7. O método de acordo com qualquer uma das cláusulas 4-6, em que o TCO é depositado em uma atmosfera de 2 mTorr a 5 mTorr ou de 3mTorr a 4mTorr. 8. O método de acordo com qualquer uma das cláusulas 4-7, em que o TCO é depositado em uma atmosfera compreendendo 3% (em volume) ou menos de oxigênio, 2,5% ou menos de oxigênio, por exemplo, 2,5% de oxigênio, menos que 2,5% de oxigênio, ou 1,5% ou menos de oxigênio. 9. O método de acordo a cláusula 4, em que o óxido condutor transparente é óxido de índio e estanho. 10. O método de acordo a cláusula 9, em que o óxido de índio e estanho é depositado em uma atmosfera inerte com menos de 2,5% de oxigênio. 11. O método de acordo a cláusula 9 ou 10, em que o óxido de índio e estanho é depositado a uma pressão que varia de 2 mTorr a 5 mTorr ou de 3 mTorr a 4mTorr. 12. O método de acordo com qualquer uma das cláusulas 9-11, em que o óxido de índio e estanho é depositado em uma camada com uma espessura que varia de 150 nm a 400 nm, ou de 200 nm a 300 nm ou 250 nm. 13. O método de acordo com qualquer uma das cláusulas 9-11, em que o óxido de índio e estanho é depositado em uma camada tendo uma espessura que varia de 300 nm a 2 μm, e a profundidade de penetração do flash é menor que a espessura da camada de óxido de índio e estanho, produzindo uma camada dividida de o óxido condutor transparente ou semicondutor, em que cada camada da camada dividida tem uma propriedade física diferente. 14. O método de acordo com qualquer uma das cláusulas 1-13, em que a camada de óxido condutor transparente ou semicondutor compreende um óxido condutor transparente com deficiência de oxigênio. 15. O método de acordo com qualquer uma das cláusulas 1-14, em que o substrato é transparente. 16. O método de acordo com qualquer uma das cláusulas 1-14, em que o substrato é um vidro ou um material plástico. 17. O método de acordo a cláusula 1 ou 2, em que a camada de óxido condutor transparente ou semicondutor compreende óxido de índio e estanho depositado em uma camada com uma espessura que varia de 150nm a 400nm, ou de 200nm a 300nm ou 250nm, em uma atmosfera compreendendo 3% ou menos de oxigênio, 2,5% ou menos de oxigênio, por exemplo 2,5% de oxigênio, menos de 2,5% de oxigênio ou 1,5% ou menos de oxigênio, a uma pressão que varia de 2 mTorr a 5 mTorr ou de 3 mTorr a 4mTorr. 18. O método de acordo com qualquer uma das cláusulas 1-17, em que o pulso é um único pulso. 19. Artigo transparente que compreende: a. um substrato; e b. uma camada compreendendo um óxido condutor transparente ou semicondutor sobre pelo menos uma porção do substrato, compreendendo uma primeira subcamada tendo uma primeira resistência da folha e uma segunda subcamada imediatamente sobre a primeira subcamada com uma segunda resistência da folha que é mais baixa do que a primeira resistência da folha. 20. O método de acordo a cláusula 19, em que o óxido condutor transparente ou semicondutor compreende óxido de índio e estanho. 21. O método de acordo a cláusula 20, em que a camada que compreende o óxido condutor transparente ou semicondutor tem uma espessura que varia de 300 nm a 2 μm. 22. Um método para produzir um substrato revestido compreendendo uma camada de óxido condutor transparente, compreendendo: a. depositar uma pilha de camadas finas em um substrato, a pilha compreendendo pelo menos uma camada de óxido condutor transparente ou uma camada semicondutora sobre pelo menos uma porção do substrato; e b. submetendo a flash o substrato revestido a uma temperatura que varia de 10°C a 50°C, ou que varia de 20°C a 30°C, com um flash único de luz não coerente no espectro visível com intensidade que varia de 1 J/cm2 a 10 J/cm2 para um comprimento de pulso de até 10 ms, em que uma máscara é colocada entre a fonte de luz e a pilha de camadas finas, de modo que pelo menos uma porção do flash seja mascarado, de modo que a luz do flash seja parcialmente bloqueada pela máscara de alcançar a pilha de camadas finas e atinge apenas uma porção da pilha de camadas finas, produzindo um padrão de cor refletida, cor transmitida, resistência diferencial da folha e/ou emissividade na pilha de camadas finas.
[00141] Será prontamente observado por aqueles versados na técnica que modificações podem ser produzidas para a invenção sem se afastar dos conceitos revelados na descrição anterior. Consequentemente, as modalidades particulares descritas em detalhes no presente documento são apenas ilustrativas e não são limitantes ao escopo da invenção, em que deve ser fornecida toda a amplitude das reivindicações anexas e qualquer um e todos os equivalentes dos mesmos.

Claims (19)

1. Método para produzir um substrato revestido compreendendo uma camada compreendendo um óxido condutor transparente ou um semicondutor, que compreende: a. depositar sobre pelo menos uma porção de um substrato em uma atmosfera inerte uma camada de óxido de metal transparente ou semicondutor tendo um coeficiente de absorção no comprimento de onda no espectro visível de pelo menos 1.000 cm-1; e b. submeter a flash pelo menos uma porção da camada de óxido condutor transparente ou semicondutor a uma temperatura variando de 15°C a 40°C, com um pulso variando de 3,5 J/cm2 a 6,0 J/cm2, de luz não coerente no espectro visível, incluindo iluminar o comprimento de onda no espectro visível no qual a camada tem um coeficiente de absorção de pelo menos 1.000 cm-1 caracterizado pelo fato de que o pulso tem uma profundidade de penetração na camada que é menor que a espessura da camada que produz uma camada dividida do óxido condutor transparente ou semicondutor, em que cada camada da camada dividida tem uma propriedade física diferente.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as faixas de pulso de 4,0 J/cm2 e 5,0 J/cm2.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de óxido condutor transparente ou semicondutor compreende um óxido condutor transparente.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o óxido condutor transparente é um óxido de titânio, háfnio, zircônio, nióbio, zinco, bismuto, chumbo, índio, estanho e as misturas dos mesmos.
5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o óxido condutor transparente é óxido de índio e estanho, óxido de índio e zinco, óxido de alumínio e zinco, óxido de zinco e estanho, óxido de índio e cádmio, óxido de cádmio e estanho, estanato de bário, vanadato de estrôncio ou vanadato de cálcio.
6. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o TCO é depositado em uma atmosfera de 2 mTorr a 5 mTorr.
7. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o TCO é depositado em uma atmosfera compreendendo 3% (em volume) ou menos oxigênio.
8. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o óxido condutor transparente é óxido de índio e estanho.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o óxido de índio e estanho é depositado em uma atmosfera inerte com menos de 2,5% de oxigênio, a uma pressão que varia de 2 mTorr a 5 mTorr e/ou em que o óxido de índio e estanho é depositado em uma camada tendo uma espessura que varia de 150nm a 400nm.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o óxido de índio e estanho é depositado em uma camada tendo uma espessura que varia de 300 nm a 2 μm, e a profundidade de penetração do flash é menor que a espessura da camada de óxido de índio e estanho, produzindo uma camada dividida de o óxido condutor transparente ou semicondutor, em que cada camada da camada dividida tem uma propriedade física diferente.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de óxido condutor transparente ou semicondutor compreende um óxido condutor transparente com deficiência de oxigênio.
12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato é transparente.
13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato é um vidro ou um material plástico.
14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de óxido condutor transparente ou semicondutor compreende óxido de índio e estanho depositado em uma camada tendo uma espessura que varia de 150 nm a 400 nm, em uma atmosfera compreendendo 3% ou menos de oxigênio.
15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pulso é um pulso único.
16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma máscara é colocada entre a fonte de luz e a pilha de camadas finas, de modo que pelo menos uma porção do flash seja mascarado, de modo que a luz do flash seja parcialmente bloqueada pela máscara de alcançar a pilha de camadas finas e atinge apenas uma porção da pilha de camadas finas, produzindo um padrão de cor refletida, cor transmitida, resistência diferencial da folha e/ou emissividade na pilha de camadas finas.
17. Artigo transparente, caracterizado pelo fato de que compreende: a. um substrato; e b. uma camada compreendendo um óxido condutor transparente ou semicondutor sobre pelo menos uma porção do substrato, compreendendo uma primeira subcamada tendo uma primeira resistência da folha e uma segunda subcamada imediatamente sobre a primeira subcamada com uma segunda resistência da folha que é mais baixa do que a primeira resistência da folha.
18. Artigo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o óxido condutor transparente ou semicondutor compreende óxido de índio e estanho.
19. Artigo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a camada que compreende o óxido condutor transparente ou semicondutor tem uma espessura que varia de 300 nm a 2 μm.
BR112020002324-8A 2017-08-04 2018-08-02 Método para produzir um substrato revestido e artigo transparente BR112020002324B1 (pt)

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