ES2198987T3 - Panel de acristalamiento. - Google Patents
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- C03C2217/73—Anti-reflective coatings with specific characteristics
Abstract
Panel de acristalamiento que lleva una pila de revestimiento que comprende secuencialmente por lo menos: un sustrato vítreo una capa antirreflectante base una capa antirreflectante de infrarrojos, y una capa antirreflectante superior caracterizado por el hecho de que por lo menos una de las capas antirreflectantes comprende por lo menos a) una capa de óxido mixto que comprende un óxido que es una mezcla de Zn y por lo menos un material adicional X, en el cual la relación atómica X/Zn es superior o igual a 0, 03 y en el cual X es uno o más de los materiales seleccionados entre el grupo que comprende los elementos de los grupos 2a, 3a, 5a, 4b, 5b, 6b de la tabla periódica, y b) una capa que comprende un nitruro que comprende por lo menos uno de los siguientes materiales: Al, Si y Zr.
Description
Panel de acristalamiento.
La presente invención se refiere a paneles de
acristalamiento y, especialmente, aunque no se limita a ello, a
paneles de acristalamiento para el control solar que están
destinados a soportar un tratamiento térmico después de la
aplicación de un filtro de control solar.
La solicitud de patente europea EP 233003 A
describe un panel de acristalamiento que lleva un filtro óptico
revestido por pulverización catódica que presenta la estructura:
sustrato de vidrio/dieléctrico de base SnO_{2}/primera barrera
metálica de Al, Ti, Zn, Zr o Ta/Ag/segunda barrera metálica de Al,
Ti, Zn, Zr o Ta/dieléctrico superior SnO_{2}. El filtro óptico
está diseñado para bloquear una parte significativa de la radiación
incidente en la parte de infrarrojos del espectro mientras permite
el paso de una parte significativa de la radiación incidente en la
parte visible del espectro. De esta manera, el filtro actúa para
reducir el efecto de calentamiento de la luz incidente mientras
permite una buena visibilidad a través del acristalamiento y es
especialmente adecuado para parabrisas de automóviles.
En este tipo de estructura, la capa de Ag actúa
reflejando la radiación infrarroja incidente; con el fin de cumplir
este objetivo debe mantenerse como metal de plata en lugar de como
óxido de plata y no debe contaminarse por las capas adyacentes. Las
capas dieléctricas que encierran la capa de Ag sirven para reducir
la reflexión de la parte visible del espectro que en caso contrario
provocaría la capa de Ag. La segunda capa barrera sirve para evitar
la oxidación de la capa de Ag durante la pulverización catódica de
la capa dieléctrica de SnO_{2} superior en una atmósfera oxidante;
esta capa se oxida al menos parcialmente durante este proceso. El
principal objetivo de la primera capa barrera es evitar la oxidación
de la capa de plata durante el tratamiento térmico del revestimiento
(por ejemplo, durante el plegado y/o templado) del panel de
acristalamiento al oxidarse de por sí en lugar de permitir que pase
el oxígeno por la capa de Ag. Esta oxidación de la capa barrera
durante el tratamiento térmico provoca un aumento de la TL del panel
de acristalamiento.
La solicitud de patente europea EP 792847 A
describe un panel acristalamiento para el control solar tratable
térmicamente que se basa en el mismo principio y presenta la
estructura: sustrato de vidrio/dieléctrico de ZnO/capa barrera de
Zn/Ag/capa barrera de Zn/dieléctrico de ZnO/capa barrera de
Zn/Ag/capa barrera de Zn/dieléctrico de ZnO. Las capas barreras Zn
situadas debajo de cada una de las capas de Ag están destinadas a
oxidarse completamente durante el tratamiento térmico y sirven para
proteger las capas de Ag de la oxidación. Es bien conocido en el
estado de la técnica que la estructura con dos capas de Ag
espaciadas aumenta la selectividad del filtro mejor que la de una
única capa de Ag.
La solicitud de patente europea EP 275474 A
describe un panel para el control solar tratable térmicamente que
tiene la estructura: sustrato de vidrio/dieléctrico de estannato de
zinc/capa barrera de Ti/Ag/capa barrera de Ti/dieléctrico de
estannato de zinc. Las capas barreras de Ti generalmente son
preferibles en este tipo de estructura tratable térmicamente debido
a su elevada afinidad por el oxígeno y relativa facilidad con que
pueden oxidarse para formar óxido de titanio.
De acuerdo con un aspecto de la invención, la
presente invención proporciona un panel de acristalamiento tal y
como se ha definido en la reivindicación 1.
El suministro de la combinación definida de capas
en por lo menos una de las capas antirreflectantes proporciona una
combinación de propiedades ventajosa. Las capas antirreflectantes
deben no sólo jugar su principal papel de evitar una excesiva
reflexión en la parte visible del espectro sino que además deben,
por ejemplo, ser compatibles con las otras capas en la pila de
revestimientos, ser resistentes mecánica y químicamente y ser
adecuadas para la fabricación a escala industrial.
Puede utilizarse cualquier procedimiento adecuado
o combinación de procedimientos para depositar capas de
revestimiento. Por ejemplo, evaporación (haz térmico o de
electrones), pirólisis líquida, deposición química en fase vapor,
deposición al vacío y pulverización catódica, especialmente
pulverización catódica con magnetrón, siendo la última especialmente
preferible. Pueden depositarse diferentes capas de la pila de
revestimientos utilizando diferentes técnicas.
La presente invención puede proporcionar una
combinación ventajosa de:
- \bullet
- estabilidad térmica si el panel de acristalamiento se calienta, por ejemplo, durante el templado y/o plegado. Especialmente, la utilización de la presente invención puede reducir la degradación de la capa reflectante de infrarrojos cuando se compara con estructuras comparables que utilizan, por ejemplo, capas antirreflectantes conocidas de ZnO o SnO_{2}. En particular, la capa de nitruro puede bloquear la migración y/o la difusión del oxígeno y/o iones a través de la pila de revestimientos y la capa de óxido mixto especificada puede tanto mejorar esto como ser térmicamente más estable que otros óxidos conocidos.
- \bullet
- facilidad y control de la deposición: la capa antirreflectante según la presente invención puede depositarse más fácilmente y con mejor control que, por ejemplo, Al_{2}0_{3} o Si0_{2}. Aunque el Al_{2}0_{3} y el Si0_{2} muestren un buen grado de estabilidad térmica, son difíciles de depositar utilizando técnicas de pulverización catódica convencionales.
- \bullet
- resistencia mecánica: la capa antirreflectante según la presente invención puede utilizarse sin detrimento de la resistencia mecánica del revestimiento. En particular, puede dar buenos resultados en ensayos de dedo cónico cuando se utiliza el panel de acristalamiento en una estructura laminada.
- \bullet
- compatibilidad con Ag: la cristalización de la capa Ag afecta a sus propiedades ópticas. Una capa pura de ZnO adyacente a la Ag puede conducir a una excesiva cristalización de la Ag, especialmente durante el tratamiento térmico y a problemas de turbidez en el revestimiento. Sin embargo, cuando una capa antirreflectante no sea de ZnO, entonces puede haber una insuficiente recristalización de las capas de Ag que confieren un nivel de reflexión de infrarrojos y un nivel de conductividad eléctrica en el revestimiento que son inferiores al óptimo obtenible. La presente invención puede utilizarse para favorecer la cristalización a un grado suficiente como para proporcionar buenas propiedades reflectantes de infrarrojos mientras se evita una excesiva turbidez. En particular, puede proporcionar una cristalización favorable comparada con una capa antirreflectante compuesta de TiO_{2}. Una posible explicación para esto podría ser que la presencia del material X en la estructura de óxido de zinc puede reducir el crecimiento del grano de cristal en la capa de óxido mixto, especialmente perpendicular al substrato. Esto puede conllevar una estructura más amorfa y menos cristalina que reduce la difusión que en caso contrario probablemente se produciría en los extremos del grano del cristal.
- \bullet
- tiempo del ciclo de fabricación: una capa de óxido que es una mezcla de Zn y por lo menos uno de los materiales de adición especificados, especialmente cuando el material adicional es Ti, Ta, Zr, Nb, Bi o una mezcla de estos metales, generalmente tendrá un índice de refracción superior al de las capas antirreflectantes de, por ejemplo, ZnO y SnO_{2}, que son comúnmente utilizados en estructuras similares y sin embargo serán más rápidos de depositar que las capas antirreflectantes conocidas que tienen índices de refracción relativamente elevados, por ejemplo, TiO_{2}. En consecuencia, esto puede mejorar el tiempo del ciclo de fabricación.
- \bullet
- buena selectividad: el elevado índice de refracción, además, facilita un aumento en la selectividad de la pila de revestimiento, especialmente cuando el material adicional es Ti, Ta, Zr, Nb, Bi o una mezcla de estos metales.
La utilización de la capa antirreflectante según
la presente invención como capa antirreflectante superior o como
parte de ella, especialmente como capa expuesta a la atmósfera,
puede proporcionar una buena resistencia química y mecánica. Además,
puede proporcionar buena compatibilidad con una película de
laminación, por ejemplo, una película de PVB, si el panel de
acristalamiento debe laminarse para formar, por ejemplo, un
parabrisas de automóvil u otro panel de acristalamiento
laminado.
Las propiedades ventajosas de la capa
antirreflectante según la presente invención no pueden obtenerse si
la relación atómica X/Zn está por debajo del mínimo especificado,
por ejemplo, si el material X está presente solo en forma de una
impureza o si la relación atómica X/Zn no es suficientemente
elevada.
Preferiblemente, la capa que comprende un nitruro
comprende por lo menos uno de los materiales especificados Al, Si o
Zr en una cantidad de por lo menos el 10% de los átomos de nitruro.
La capa que comprende un nitruro puede comprender, por ejemplo, un
nitruro de aluminio, un nitruro de silicio, un nitruro mixto que
comprende Al y Si, un nitruro mixto que comprende Al y Zr, un
nitruro mixto que comprende Si y Zr, un nitruro mixto que comprende
Al, Si y Zr. Esta capa puede utilizarse para impedir la migración
y/o disipación del oxígeno en las capas de revestimiento y migración
y/o difusión de iones y otras sustancias del sustrato vítreo hacia
las capas de revestimiento, especialmente sodio y potasio.
La capa que comprende un nitruro puede consistir
esencialmente en AlN, Si_{3}N_{4}, ZrN o una mezcla de los
mismos.
La capa de nitruro puede depositarse por
pulverización catódica de un blanco en atmósfera de nitrógeno.
Alternativamente, puede depositarse por pulverización catódica de un
blanco en una atmósfera que es una mezcla de argón y nitrógeno.
La capa de nitruro puede comprender un nitruro
puro o, por ejemplo, un oxinitruro, un carbonitruro o un
oxicarbonitruro.
El material reflectante de infrarrojos puede ser
plata o una aleación de plata, por ejemplo, una aleación de plata
que contiene uno o más de Pd, Au y Cu como material adicional. Este
material adicional puede estar presente en la aleación de plata en
una relación atómica basada en la cantidad total de plata y el metal
adicional de 0,3 a 10%, preferiblemente de 0,3 a 5% y más
particularmente, especialmente cuando el material adicional es Pd,
de 0,3 a 2%.
La reivindicación 2 define una disposición
ventajosa de las capas de la pila de revestimiento. En esta
disposición:
- \bullet
- en la capa antirreflectante de base, la capa de nitruro definida, que preferiblemente se deposita directamente sobre la superficie del sustrato vítreo, proporciona una buena capa barrera para la difusión iónica y del oxígeno desde el sustrato vítreo mientras la capa de óxido mixto superior proporciona en particular buena compatibilidad con la capa reflectante de infrarrojos;
\newpage
- \bullet
- en el dieléctrico superior, la capa de óxido mixto proporciona en particular buena compatibilidad con la capa reflectante de infrarrojos mientras que la capa de nitruro definida proporciona una buena capa barrera para la difusión del oxígeno de la atmósfera.
Esto es especialmente así cuando el panel de
acristalamiento debe tratarse térmicamente.
Tal y como se define en la reivindicación 3, la
combinación ventajosa de las propiedades obtenibles con la capa
antirreflectante según la presente invención puede utilizarse en una
pila de revestimiento que tiene dos, o incluso más de dos, capas
reflectantes de infrarrojos espaciadas.
Pueden utilizarse múltiples capas reflectantes de
infrarrojos espaciadas para proporcionar un panel de acristalamiento
con una selectividad superior a 1,5 o 1,7.
Pueden obtenerse propiedades especialmente
ventajosas si el material adicional X en la capa de óxido mixto
consiste:
- \bullet
- esencialmente en Ti
- \bullet
- en Ti con uno o más materiales adicionales del grupo de materiales especificado, por ejemplo, Ti y Al
- \bullet
- esencialmente en Al
- \bullet
- en Al con uno o más materiales adicionales del grupo de materiales especificado.
La pila de filtro puede comprender una o más
capas barreras por debajo y/o por encima de la capa reflectante de
infrarrojos, tal y como se conoce en el estado de la técnica. Pueden
utilizarse capas barrera de, por ejemplo, uno o más de los
siguientes materiales: Ti, Zn, Cr, "acero inoxidable", Zr, Ni,
NiCr, NiTi, ZnTi y ZnAl. Estas capas barrera pueden depositarse, por
ejemplo como capas metálicas o como subóxidos (es decir, capas
parcialmente oxidadas). Alternativamente, también pueden utilizarse
capas barrera de nitruros.
Una o más de estas capas barrera puede comprender
los mismos materiales que la capa de óxido mixto, especialmente la
capa de óxido mixto adyacente. De esta manera se facilita la gestión
de los blancos y el control de las condiciones de deposición y en el
último caso puede dar buena adhesión entre las capas y por lo tanto
buena durabilidad mecánica de la pila de revestimientos.
La combinación de propiedades que pueden
proporcionarse con la presente invención tiene especialmente
ventajas en relación con paneles de acristalamiento tratables
térmicamente y tratados térmicamente. Sin embargo, la invención
también puede utilizarse respecto a acristalamientos que no se han
tratado térmicamente. El término "panel de acristalamiento
tratable térmicamente" tal y como se ha utilizado en la presente
invención se refiere a que un panel de acristalamiento que lleva la
pila de revestimiento está adaptado para someterse a un plegado y/o
temple térmico y/o una operación de endurecimiento térmico y/u otros
procesos de tratamiento térmico sin que la turbidez del panel de
acristalamiento así tratado supere 0,5, y preferiblemente sin que la
turbidez supere 0,3. El término "panel de acristalamiento tratado
térmicamente" sustancialmente libre de turbidez tal y como se ha
utilizado en la presente invención se refiere a un panel de
acristalamiento que lleva una pila de revestimiento que ha sido
plegado y/o templado térmicamente y/o endurecido térmicamente y/o
sometido a otro procedimiento de tratamiento térmico después de la
deposición de la pila de revestimiento y tiene una turbidez que no
supera 0,5 y que preferiblemente no supera 0,3. Estos procedimientos
de tratamiento térmico pueden implicar calentamiento o exposición
del acristalamiento que lleva la pila de revestimiento o a una
temperatura superior a aproximadamente 560ºC, por ejemplo, entre
560ºC y 700ºC en la atmósfera. Otros ejemplos de procedimientos de
tratamiento térmico pueden ser la sinterización de un material
cerámico o esmaltado, sellado al vacío de una unidad de
acristalamiento doble y calcinación de un revestimiento húmedo poco
reflectante o un revestimiento antideslumbramiento. El procedimiento
de tratamiento térmico, especialmente cuando este es un plegado y/o
un templado térmico y/o una operación de endurecimiento térmico,
puede llevarse a cabo a una temperatura de por lo menos 600ºC
durante por lo menos 10 minutos, 12 minutos, o 15 minutos, por lo
menos 620ºC durante por lo menos 10 minutos, 12 minutos, o 15
minutos, o por lo menos 640ºC durante por lo menos 10 minutos, 12
minutos, o 15 minutos.
El espesor de la capa de óxido mixto de acuerdo
con la presente invención preferiblemente es de por lo menos 50
\ring{A}; esto puede proporcionar una cantidad suficiente para
tener un efecto útil o notable. La capa de óxido mixto utilizada en
la pila de revestimiento de acuerdo con la presente invención puede
tener un espesor de por lo menos 80 \ring{A}, 100 \ring{A}, 120
\ring{A}, 140 \ring{A} o 160 \ring{A}.
Puede utilizarse una capa de óxido que sea una
mezcla de Zn y por lo menos uno de los materiales adicionales
especificados para conferir propiedades ventajosas en una, más de
una o preferiblemente todas las capas antirreflectantes en la pila
de revestimiento. La utilización en todas las capas
antirreflectantes de la pila de revestimiento puede simplificar el
control del procedimiento y ordenación y almacenaje de los blancos
necesarios. Cuando más de una de las capas antirreflectantes
comprende una capa de óxido que sea una mezcla de Zn y por lo menos
uno de los materiales adicionales especificados, estas capas de
óxido pueden tener la misma o sustancialmente la misma
composición.
Una combinación especialmente ventajosa de las
propiedades discutidas más arriba puede obtenerse cuando la relación
atómica X/Zn está en el intervalo de aproximadamente 0,03 a 1,
preferiblemente aproximadamente de 0,05 a 0,6 y más preferiblemente
aproximadamente de 0,08 a 0,5. También pueden obtenerse buenos
resultados con una relación atómica X/Zn de por lo menos 0,12, 0,15
o 0,3.
El tratamiento térmico puede provocar un aumento
en la TL del panel de acristalamiento. Este aumento en la TL puede
ser ventajoso para asegurar que la TL sea suficientemente elevada
para que el panel de acristalamiento pueda utilizarse en un
parabrisas de vehículo. La TL puede aumentar en términos absolutos
durante el tratamiento térmico, por ejemplo, por encima de
aproximadamente 2,5%, por encima de aproximadamente 3%, por encima
de aproximadamente 5%, por encima de aproximadamente 8% o por encima
de aproximadamente 10%.
Sin embargo, la pila de revestimiento puede
disponerse de manera que no haya un aumento significativo en la TL
durante el tratamiento térmico. Una manera de facilitar esto es
evitar el uso de capas barrera metálicas debajo de la(s)
capa(s) reflectante(s) de infrarrojos.
De acuerdo con otro aspecto, la presente
invención proporciona un procedimiento de fabricación de un panel de
acristalamiento tal y como se ha definido en la reivindicación 12.
Dicho procedimiento puede utilizarse para fabricar, por ejemplo,
paneles de acristalamiento arquitectónicos tratados térmicamente,
acristalamientos de vehículos y especialmente parabrisas.
A continuación se describirán ejemplos de la
presente invención haciéndose referencia a la Fig 1 que es una
sección del panel de acristalamiento antes de una operación de
doblado y templado (para facilitar la representación, el espesor
relativo del panel de acristalamiento y las capas de revestimiento
no se muestran a escala).
La Fig 1 muestra una capa de revestimiento
tratable térmicamente, con una capa Ag doble, depositada sobre un
sustrato vítreo mediante pulverización catódica con magnetrón y que
tiene la siguiente secuencia estructural:
| Referencia numérica | Espesor geométrico | Relaciones atómicas | ||
| Sustrato vítreo | 10 | 2 mm | ||
| Dieléctrico base que comprende: | 11 | |||
| AlN | 12 | 60 \ring{A} | ||
| ZnAlO_{x} | 13 | 250 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Capa barrera subyacente ZnAlO_{y} | 14 | 10 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Ag | 15 | 100 \ring{A} | ||
| Capa barrera superior ZnAlO_{y} | 16 | 12 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Dieléctrico central que comprende: | ||||
| ZnAlO_{x} | 17 | 750 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Capa barrera subyacente ZnAlO_{y} | 18 | 7 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Ag | 19 | 100 \ring{A} | ||
| Capa barrera superior ZnAlO_{y} | 20 | 17 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Dieléctrico superior que comprende: | ||||
| ZnAlO_{x} | 22 | 185 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| AlN | 23 | 85 \ring{A} |
En donde ZnAlO_{x} es un óxido mixto que
contiene Zn y Al depositado en este ejemplo mediante pulverización
reactiva de un blanco que es una aleación o mezcla de Zn y Al en
presencia de oxígeno.
De forma alternativa, puede obtenerse una capa de
óxido mixto mediante pulverización de un blanco que es una mezcla de
óxido de zinc y un óxido del material X, especialmente en gas argón
o una atmósfera que contiene oxígeno rico en argón.
\newpage
Las capas barrera de ZnAlO_{y} se depositan de
forma similar mediante pulverización de un blanco que es una
aleación o mezcla de Zn y Al en una atmósfera que contiene oxígeno
rico en argón para depositar una capa barrera que no está totalmente
oxidada.
El estado de oxidación en cada una de las capas
de dieléctrico de ZnAlO_{x} de base, central y superior no
necesita necesariamente ser el mismo. De forma parecida, el estado
de oxidación en cada una de las capas barrera de ZnAlO_{y} no
necesita ser el mismo. Igualmente, la relación Al/Zn no necesita ser
la misma para todas las capas; por ejemplo, las capas barrera pueden
tener una relación Al/Zn diferente respecto a las capas de
dieléctrico antirreflectantes y las capas de dieléctrico
antirreflectantes pueden tener diferentes relaciones Al/Zn entre
ellas.
Cada capa barrera superior protege la capa de
plata subyacente de la oxidación durante la deposición por
pulverización de su capa de óxido ZnAlO_{x} superior. Aunque puede
ocurrir una oxidación adicional de estas capas barrera durante la
deposición de las capas de óxido superiores, una parte de estas
capas barrera permanece, preferiblemente, en forma de un óxido que
no está completamente oxidado para proporcionar una capa barrera
para el subsiguiente tratamiento térmico del panel de
acristalamiento.
Este particular panel de acristalamiento está
destinado a incorporarse en un parabrisas de vehículo laminado y
presenta las siguientes propiedades:
| Propiedad | Antes del tratamiento térmico^{véase Nota 1} | Después del tratamiento térmico^{véase Nota 2} |
| TL (iluminante A) | 63% | 76% |
| TE (System Moon 2) | 38% | 42% |
| Turbidez | 0,1 | 0,25 |
| a^{*} | - 20 (lado revestido) | - 6 (externo) |
| b^{*} | + 3 (lado revestido) | - 12 (externo) |
| RE (System Moon 2) | 31% (lado revestido) | 33% (externo) |
| Nota 1: Medido para panel de acristalamiento monolítico con revestimiento antes del tratamiento térmico. | ||
| Nota 2: Medido después de tratamiento térmico a 650º C durante 10 minutos seguido de plegado y templado, | ||
| \hskip11mm y laminación con hoja de vidrio transparente de 2 mm y PVB transparente de 0,76 mm. |
Preferiblemente, el tratamiento térmico provoca
sustancialmente una oxidación completa de todas las capas barrera de
tal manera que la estructura de la pila de revestimiento después del
tratamiento térmico es:
| Referencia numérica | Espesor geométrico | Relaciones atómicas | ||
| Sustrato vítreo | 10 | 2 mm | ||
| Dieléctrico base que comprende: | 11 | |||
| AlN (parcialmente oxidado) | 12 | 60 \ring{A} | ||
| ZnAlO_{x} | 13 | 250 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| ZnAlO_{x} (capa barrera subyacente oxidada) | 14 | 10 \ring{A} - 16 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Ag | 15 | 100 \ring{A} | ||
| ZnAlO_{x} (capa barrera superior oxidada) | 16 | 12 \ring{A} - 20 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Dieléctrico central que comprende: | ||||
| ZnAlO_{x} | 17 | 750 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| ZnAlO_{x} (capa barrera subyacente oxidada) | 18 | 7 \ring{A} - 12 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 |
(Continuación)
| Referencia numérica | Espesor geométrico | Relaciones atómicas | ||
| Ag | 19 | 100 \ring{A} | ||
| ZnAlO_{x} (capa barrera subyacente oxidada) | 20 | 17 \ring{A} - 28 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Dieléctrico superior que comprende: | ||||
| ZnAlO_{x} | 22 | 185 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| AlN (parcialmente oxidado) | 23 | 85 \ring{A} |
Las capas de AlN (parcialmente oxidado) pueden
comprender una mezcla de AlN y Al_{2}O_{3}, oxidándose
parcialmente el AlN durante el procedimiento de tratamiento térmico.
Las capas barrera no están necesariamente completamente oxidadas y
su espesor dependerá en cierta medida de su grado de oxidación.
El ejemplo 2 es similar al ejemplo 1, excepto que
se omitieron las capas subyacentes de la pila de revestimiento. Las
pilas de revestimiento y las propiedades del ejemplo se especifican
a continuación:
| Referencia numérica | Espesor geométrico | Relaciones atómicas | ||
| Sustrato vítreo | 10 | 2 mm | ||
| Dieléctrico base que comprende: | 11 | |||
| AlN | 12 | 100 \ring{A} | ||
| ZnAlO_{x} | 13 | 200 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Ag | 15 | 100 \ring{A} | ||
| Capa barrera superior ZnAl | 16 | 10 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Dieléctrico central que comprende: | ||||
| ZnAlO_{x} | 17 | 750 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Ag | 19 | 100 \ring{A} | ||
| Capa barrera superior de ZnAl | 20 | 15 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Dieléctrico superior que comprende: | ||||
| ZnAlO_{x} | 22 | 185 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| AlN | 23 | 85 \ring{A} |
En donde ZnAlO_{x} es un óxido mixto que
contiene Zn y Al depositado en este ejemplo por pulverización
catódica reactiva de un blanco que es una aleación o una mezcla de
Zn y Al en presencia de oxígeno. Las capas barrera de ZnAl se
depositan de forma similar mediante pulverización de un blanco que
es una aleación o mezcla de Zn y Al en una atmósfera exenta de
oxígeno, sustancialmente inerte.
Por lo menos una parte de las capas barrera
superiores 16, 20 se oxida durante la deposición de sus capas de
óxido superiores. Sin embargo, preferiblemente una parte de estas
capas barrera permanece en forma metálica o por lo menos en forma de
un óxido que no está totalmente oxidado para proporcionar una capa
barrera para un tratamiento térmico subsiguiente del panel de
acristalamiento.
\newpage
Este panel de acristalamiento concreto está
destinado a un parabrisas de vehículo laminado y muestra las
siguientes propiedades:
| Propiedad | Antes del tratamiento térmico^{véase Nota 1} | Después del tratamiento térmico^{véase Nota 2} |
| TL (iluminante A) | 70% | 77% |
| TE (System Moon 2) | 41% | 43% |
| Turbidez | 0,1 | 0,2 |
| a^{*} | - 17 (lado revestido) | - 5 (externo) |
| b^{*} | + 8 (lado revestido) | - 9 (externo) |
| RE (System Moon 2) | 33% (lado revestido) | 34% (externo) |
| Nota 1: Medido para panel de acristalamiento monolítico con revestimiento antes del tratamiento térmico. | ||
| Nota 2: Medido después de tratamiento térmico a 625ºC durante 14 minutos seguido de plegado y templado, | ||
| \hskip11mm y laminación con hoja de vidrio transparente de 2 mm y PVB transparente de 0,76 mm. |
Preferiblemente, el tratamiento térmico provoca
sustancialmente una oxidación completa de todas las capas barrera de
tal manera que la estructura de la pila de revestimiento después del
tratamiento térmico es:
Pila de revestimiento después del tratamiento
térmico
| Referencia numérica | Espesor geométrico | Relaciones atómicas | ||
| Sustrato vítreo | 10 | 2 mm | ||
| Dieléctrico base que comprende: | 11 | |||
| AlN (parcialmente oxidado) | 12 | 100 \ring{A} | ||
| ZnAlO_{x} | 13 | 200 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Ag | 15 | 100 \ring{A} | ||
| ZnAlO_{x} (capa barrera superior oxidada) | 16 | 12-20 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Dieléctrico central que comprende: | ||||
| ZnAlO_{x} | 17 | 750 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Ag | 19 | 100 \ring{A} | ||
| ZnAlO_{x} (capa barrera superior oxidada) | 20 | 17-30 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Dieléctrico superior que comprende: | ||||
| ZnAlO_{x} | 22 | 185 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| AlN | 23 | 85 \ring{A} |
\newpage
El ejemplo 3 utiliza ZnAlO_{x} depositado
directamente sobre el sustrato vítreo. Las pilas de revestimiento y
las propiedades de este ejemplo se muestran a continuación:
| Espesor geométrico | Relaciones atómicas | ||
| Sustrato vítreo | 2 mm | ||
| Dieléctrico base que comprende: | |||
| ZnAlO_{x} | 120 \ring{A} | Al/Zn= 0,5 | |
| ZnAlO_{x} | 200 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Ag | 100 \ring{A} | ||
| Capa barrera superior de ZnAl | 12 \ring{A} | Al/Zn= 0,05 | |
| Dieléctrico central que comprende: | |||
| ZnAlO_{x} | 830 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Ag | 110 \ring{A} | ||
| Capa barrera superior de ZnAl | 15 \ring{A} | Al/Zn= 0,05 | |
| Dieléctrico superior que comprende: | |||
| ZnAlO_{x} | 200 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| AlN | 75 \ring{A} |
en donde ZnAlO_{x} es un óxido mixto que
contiene Zn y Al depositado en este ejemplo por pulverización
catódica reactiva de un blanco que es una aleación o una mezcla de
Zn y Al en presencia de oxígeno. Las capas barrera de ZnAl se
depositan de forma similar mediante pulverización de un blanco que
es una aleación o mezcla de Zn y Al en una atmósfera exenta de
oxígeno, sustancialmente inerte.
Por lo menos una parte de cada capa barrera
superior se oxida durante la deposición de sus capas de óxido
superiores. Sin embargo, preferiblemente una parte de estas capas
barrera permanece en forma metálica o por lo menos en forma de un
óxido que no está totalmente oxidado para proporcionar una capa
barrera para un tratamiento térmico subsiguiente del panel de
acristalamiento.
Este panel de acristalamiento concreto está
destinado a un parabrisas de vehículo laminado y muestra las
siguientes propiedades:
| Propiedad | Antes del tratamiento térmico^{véase Nota 1} | Después del tratamiento térmico^{véase Nota 2} |
| TL (iluminante A) | 63% | 76% |
| TE (System Moon 2) | 34% | 44% |
| Turbidez | 0,1 | 0,23 |
| a^{*} | - 12 (lado revestido) | - 6 (externo) |
| b^{*} | + 23 (lado revestido) | - 8 (externo) |
| RE (System Moon 2) | 28% (lado revestido) | 31% (externo) |
| Nota 1: Medido para panel de acristalamiento monolítico con revestimiento antes del tratamiento térmico. | ||
| Nota 2: Medido después de tratamiento térmico a 625ºC durante 10 minutos seguido de plegado y templado, | ||
| \hskip11mm y laminación con hoja de vidrio transparente de 2 mm y PVB transparente de 0,76 mm. |
Preferiblemente, el tratamiento térmico provoca
sustancialmente una oxidación completa de todas las capas
barrera.
El ejemplo 4 utiliza SiAl_{x}N_{y} como parte
de la capa antirreflectante superior. La pila de revestimiento y las
propiedades de este ejemplo se muestran a continuación:
| Espesor geométrico | Relaciones atómicas | ||
| Sustrato vítreo | 2 mm | ||
| Dieléctrico base que comprende: | |||
| AlN | 150 \ring{A} | ||
| ZnAlO_{x} | 180 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Ag | 110 \ring{A} | ||
| Capa barrera superior de ZnAl | 15 \ring{A} | Al/Zn= 0,05 | |
| Dieléctrico central que comprende: | |||
| ZnAlO_{x} | 780 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| Ag | 95 \ring{A} | ||
| Capa barrera superior de ZnAl | 15 \ring{A} | Al/Zn= 0,05 | |
| Dieléctrico superior que comprende: | |||
| ZnAlO_{x} | 130 \ring{A} | Al/Zn= 0,1 | |
| SiAl_{x}N | 90 \ring{A} | Al/Zn= 0,5 |
El SiAl_{x}N_{y} es un nitruro mixto que
comprende aluminio y silicio que tienen una relación atómica Al/Si
de por lo menos 0,1, preferiblemente de por lo menos 0,15, 0,2, 0,3,
0,4 ó 0,5 y en este caso una relación atómica Al/Si de 0,5. El
ZnAlO_{x} es un óxido mixto que contiene Zn y Al depositado en
este ejemplo por pulverización catódica reactiva de un blanco que es
una aleación o una mezcla de Zn y Al en presencia de oxígeno. Las
capas barrera de ZnAl se depositan de forma similar mediante
pulverización de un blanco que es una aleación o mezcla de Zn y Al
en una atmósfera exenta de oxígeno, sustancialmente inerte.
Por lo menos una parte de cada capa barrera
superior se oxida durante la deposición de su capa de óxido
superior. Sin embargo, preferiblemente una parte de estas capas
barrera permanece en forma metálica o por lo menos en forma de un
óxido que no está totalmente oxidado para proporcionar una capa
barrera para un tratamiento térmico subsiguiente del panel de
acristalamiento.
Este panel de acristalamiento concreto está
destinado a un parabrisas de vehículo laminado y muestra las
siguientes propiedades:
| Propiedad | Antes del tratamiento térmico^{véase Nota 1} | Después del tratamiento térmico^{véase Nota 2} |
| TL (iluminante A) | 66% | 76% |
| TE (System Moon 2) | 34% | 44% |
| Turbidez | 0,1 | 0,23 |
| a^{*} | - 12 (lado revestido) | - 6 (externo) |
| b^{*} | + 23 (lado revestido) | - 8 (externo) |
| RE (System Moon 2) | 28% (lado revestido) | 31% (externo) |
| Nota 1: Medido para panel de acristalamiento monolítico con revestimiento antes del tratamiento térmico. | ||
| Nota 2: Medido después de tratamiento térmico a 625ºC durante 10 minutos seguido de plegado y templado, | ||
| \hskip11mm y laminación con hoja de vidrio transparente de 2 mm y PVB transparente de 0,76 mm. |
Preferiblemente, el tratamiento térmico provoca
sustancialmente una oxidación completa de todas las capas
barrera.
Las coordenadas de color de los ejemplos están
especialmente adaptadas a los parabrisas de coches ya que
proporcionen un aspecto neutro, azulado o ligeramente verde en el
reflejo cuando el parabrisas se instala a determinado ángulo en el
coche. Para otras aplicaciones, por ejemplo aplicaciones
arquitectónicas, el color del reflejo puede ajustarse de manera
conocida en el estado de la técnica mediante el ajuste del espesor
de las capas dieléctricas y/o la(s) capa(s) de
reflexión infrarroja.
Si se desea, pueden introducirse capas
adicionales encima, debajo o entre la disposición de la pila de
películas sin alejarse de la invención.
Además de las propiedades ópticas ventajosas que
pueden obtenerse, cada ejemplo proporciona una capa de revestimiento
que puede calentarse eléctricamente, por ejemplo, en un parabrisas
de coche calentado eléctricamente para proporcionar una función que
evite el empañamiento y/o escarchado con la adición de conectores
eléctricos adecuadamente situados.
La TL del panel de acristalamiento puede
ajustarse para adecuarse a la aplicación deseada. Por ejemplo:
- \bullet
- Si el panel de acristalamiento debe utilizarse como parabrisas para el mercado europeo, la TL puede seleccionarse de manera que sea superior al 75% (requisito según normativa europea).
- \bullet
- Si el panel de acristalamiento debe utilizarse como parabrisas para el mercado americano, la TL puede seleccionarse de manera que sea superior al 70% (requisito según normativa americana).
- \bullet
- Si el panel de acristalamiento debe utilizarse como faro lateral frontal de vehículo, la TL puede seleccionarse de manera que sea superior al 70% (requisito según normativa europea).
- \bullet
- Si el panel de acristalamiento debe utilizarse como luz lateral trasera de vehículo o ventana trasera para vehículo, la TL puede seleccionarse de manera que esté entre aproximadamente 30% y 70%.
Dicho ajuste en la TL puede conseguirse, por
ejemplo,
- \bullet
- Mediante el ajuste del espesor de las capas de la pila de revestimiento, en particular el espesor de las capas dieléctricas y/o la(s) capa(s) reflectante(s) de infrarrojos.
- \bullet
- Mediante la combinación de una pila de revestimiento con un sustrato vítreo tintado, por ejemplo, con el fin de aumentar la selectividad.
- \bullet
- Mediante la combinación de la pila de revestimiento con un PVB tintado u otra capa de laminación.
A menos que se especifique lo contrario en el
contexto, los términos listados a continuación tienen el siguiente
significado en la presente memoria:
| a^{*} | Coordenada de color medida en la escala CIELab a una incidencia normal. | |
| Ag | Plata | |
| Al | Aluminio | |
| Al_{2}O_{3} | Óxido de aluminio | |
| AlN | Nitruro de aluminio | |
| b^{*} | Coordenada de color medida en la escala CIELab a una incidencia normal. | |
| Bi | Bismuto | |
| Cr | Cromo | |
| Turbidez | Porcentaje de luz transmitida que al pasar a través del espécimen se desvía | |
| del haz incidente por dispersión hacia delante, medido según la norma | ||
| ASTM D 1003-61 (reaprobada 1988). | ||
| Hf | Hafnio |
(Continuación)
| Material reflectante de infrarrojos | Material que tiene una reflectancia superior a la reflectancia del vidrio sodo- | |
| cálcico en la banda de longitudes de onda entre 780 nm y 50 micrómetros. | ||
| Na | Sodio | |
| Nb | Niobio | |
| NiCr | Aleación o mezcla que comprende Ni y Cr | |
| NiTi | Aleación o mezcla que comprende Ni y Ti | |
| RE | Reflexión energética | Flujo solar (luminoso y no-luminoso) reflejado de un sustrato como |
| porcentaje del flujo solar incidente. | ||
| Sb | Antimonio | |
| Selectividad | Relación de transmitancia luminosa respecto al factor solar, es decir TL/TE. | |
| SiO_{2} | Óxido de silicio | |
| Si_{3}N_{4} | Nitruro de silicio | |
| SnO_{2} | Óxido de estaño | |
| Ta | Tántalo | |
| TE | Transmitancia | Flujo solar (luminoso y no-luminoso) transmitido a través de un sustrato |
| energética | como porcentaje del flujo solar incidente. | |
| Ti | Titanio | |
| TL | Transmitancia | Flujo luminoso transmitido a través de un sustrato como porcentaje del |
| luminosa | flujo luminoso incidente. | |
| Zn | Zinc | |
| ZnAl | Aleación o mezcla que comprende Zn y Al | |
| ZnAlO_{x} | Óxido mixto que comprende Zn y Al | |
| ZnAlO_{y} | Mezcla parcialmente oxidada que comprende Zn y Al. | |
| ZnO | Óxido de Zinc | |
| ZnTi | Aleación o mezcla que comprende Zn y Ti | |
| ZnTiO_{x} | Óxido mixto que comprende Zn y Ti | |
| ZnTiO_{y} | Mezcla parcialmente oxidada que comprende Zn y Ti. | |
| Zr | Zirconio |
Claims (12)
1. Panel de acristalamiento que lleva una pila de
revestimiento que comprende secuencialmente por lo menos:
- un sustrato vítreo,
- una capa antirreflectante base,
- una capa antirreflectante de infrarrojos, y
- una capa antirreflectante superior,
caracterizado por el hecho de que por lo
menos una de las capas antirreflectantes comprende por lo menos
a) una capa de óxido mixto que comprende un óxido
que es una mezcla de Zn y por lo menos un material adicional X, en
el cual la relación atómica X/Zn es superior o igual a 0,03 y en el
cual X es uno o más de los materiales seleccionados entre el grupo
que comprende los elementos de los grupos 2a, 3a, 5a, 4b, 5b, 6b de
la tabla periódica, y
b) una capa que comprende un nitruro que
comprende por lo menos uno de los siguientes materiales: Al, Si y
Zr.
2. Panel de acristalamiento de acuerdo con la
reivindicación 1, que comprende secuencialmente por lo menos:
- un sustrato vítreo,
- una capa antirreflectante base que comprende una capa que comprende un nitruro que comprende por lo menos uno de los materiales Al, Si y Zr y una capa superior de óxido mixto que comprende un óxido que es una mezcla de Zn y por lo menos un material adicional X, en el cual la relación atómica X/Zn es superior o igual a 0,03 y en el cual X es uno o más de los materiales seleccionados entre el grupo que comprende los elementos de los grupos 2a, 3a, 5a, 4b, 5b, 6b de la tabla periódica,
- una capa reflectante de infrarrojos que comprende plata,
- una capa barrera,
- una capa antirreflectante superior que comprende una capa de un óxido mixto que comprende un óxido que es una mezcla de Zn y por lo menos un material adicional X, en el cual la relación atómica X/Zn es superior o igual a 0,03 y en el cual X es uno o más de los materiales seleccionados entre el grupo que comprende los elementos de los grupos 2a, 3a, 5a, 4b, 5b, 6b de la tabla periódica y una capa superior que comprende un nitruro que comprende por lo menos uno de los siguientes materiales: Al, Si y Zr.
3. Panel de acristalamiento de acuerdo con la
reivindicación 1 o reivindicación 2, que comprende secuencialmente
por lo menos:
- un sustrato vítreo,
- una capa antirreflectante base,
- una capa reflectante de infrarrojos,
- una capa antirreflectante central,
- una capa reflectante de infrarrojos,
- una capa antirreflectante superior,
caracterizado por el hecho de que por lo
menos una de las capas antirreflectantes comprende por lo menos:
a) una capa de óxido mixto que comprende un óxido
que es una mezcla de Zn y por lo menos un material adicional X, en
el cual la relación atómica X/Zn es superior o igual a 0,03 y en el
cual X es uno o más de los materiales seleccionados entre el grupo
que comprende los elementos de los grupos 2a, 3a, 5a, 4b, 5b, 6b de
la tabla periódica, y
b) una capa que comprende un nitruro que
comprende por lo menos uno de los siguientes materiales: Al, Si y
Zr.
4. Panel de acristalamiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual X es uno o
más de los materiales seleccionados entre el grupo que comprende Ti
y Al.
5. Panel de acristalamiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual una capa
barrera es subyacente a por lo menos una o cada una de las capas
reflectantes de infrarrojos.
6. Panel de acristalamiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el panel
de acristalamiento es un panel de acristalamiento tratable
térmicamente o tratado térmicamente y sustancialmente exento de
turbidez.
7. Panel de acristalamiento de acuerdo con la
reivindicación 6, en el cual la capa antirreflectante central
comprende una capa de óxido mixto que comprende por lo menos
ZnAlO_{x} o ZnTiO_{x}.
8. Panel de acristalamiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la
relación atómica X/Zn de la capa de óxido mixto está en el margen
0,03-1.
9. Panel de acristalamiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la
relación atómica X/Zn de la capa de óxido mixto está en el margen
0,05-0,6.
10. Panel de acristalamiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la
relación atómica X/Zn de la capa de óxido mixto está en el margen
0,08-0,5.
11. Panel de acristalamiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el panel
de acristalamiento es un panel de acristalamiento tratable
térmicamente o tratado térmicamente y sustancialmente exento de
turbidez, y en el cual el tratamiento térmico del panel de
acristalamiento tratable térmicamente para formar el panel de
acristalamiento tratado térmicamente y sustancialmente exento de
turbidez provoca un aumento del valor de la TL del panel de
acristalamiento de por lo menos 2,5%.
12. Procedimiento de fabricación de un panel de
acristalamiento que tiene una turbidez inferior a aproximadamente
0,5 que comprende la etapa de someter un panel de acristalamiento
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores a un
procedimiento de tratamiento térmico de por lo menos 570ºC.
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| EP98204314 | 1998-12-18 |
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