ES2551273T5 - Artículo revestido con revestimiento de baja emisividad que incluye oxinitruro de silicio circonio y métodos para realizar el mismo - Google Patents
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Description
DESCRIPCION
Articulo revestido con revestimiento de baja emisividad que incluye oxinitruro de silicio circonio y metodos para realizar el mismo
La presente solicitud hace referencia a un artfculo revestido que incluye al menos una capa reflectante de infrarrojos (IR) de un material tal como plata o similar en un revestimiento de baja emisividad. Al menos una capa del revestimiento es de oxinitruro de silicio-circonio (p. ej., ZrSiOx Ny) o lo incluye. En determinadas formas de realizacion, la provision de una capa que comprende oxinitruro de silicio-circonio permite utilizar una capa que presente un indice de refraccion alto y una absorcion ultravioleta (UV) regulable. De este modo, en determinadas formas de realizacion de ejemplo, la absorcion UV por ejemplo puede mejorarse si se desea. Los articulos revestidos del presente documento pueden utilizarse en el contexto de unidades de ventanas de vidrio aislante (IG por sus siglas en ingles), ventanas de vehiculos u otras aplicaciones adecuadas tal como aplicaciones de ventanas monoliticas, ventanas laminadas y/o similares.
Antecedentes y sumario de las formas de realizacion de ejemplo de la invencion
Los articulos revestidos son conocidos en la tecnica para su uso en aplicaciones para ventanas tales como unidades de ventanas de vidrio aislante (IG), ventanas de vehiculos, ventanas monoliticas y/o similares. En determinados ejemplos, los disenadores de articulos revestidos normalmente tratan de conseguir una combination de transmision visible alta, baja emisividad (o baja emitancia) y/o baja resistencia laminar (Rs). Una alta transmision visible puede permitir que se utilicen los articulos revestidos en aplicaciones donde se buscan estas caracteristicas tal como en aplicaciones de ventanas de vehiculos o arquitectonicas, mientras que caracteristicas de baja emisividad y baja resistencia laminar permiten que tales articulos revestidos bloqueen cantidades significativas de radiation IR con el fin de reducir, por ejemplo, el calentamiento no deseado del interior de edificios o vehiculos. De este modo, normalmente, para revestimientos utilizados en vidrios arquitectonicos para bloquear cantidades significativas de ir, se recomienda normalmente una alta transmision en el espectro visible. Sin embargo, tambien se recomienda una baja transmitancia y/o alta reflectancia en la(s) parte(s) de IR y/o la(s) parte(s) de ir cercana(s) del espectro con el fin de reducir por ejemplo el calentamiento no deseado del interior de edificios o vehiculos.
Desafortunadamente, los revestimientos de baja emisividad normalmente no bloquean cantidades significativas de radiacion ultravioleta (UV). En otras palabras, los revestimientos de baja emisividad normalmente presentan unicamente protection UV moderada o insignificante, puesto que los materiales utilizados en los apilamientos de capas son transparentes para longitudes de onda cortas (p. ej., por debajo de 400 nm). En concreto, los materiales utilizados en tales apilamientos de capas tal como oxido de estano y oxido de titanio no pueden proporcionar una proteccion UV adecuada debido al pequeno grosor de tales materiales necesarios para los revestimientos de baja emisividad. Por tanto, incluso cuando se presentan tales revestimientos en ventanas tales como ventanas IG o ventanas de vehiculos, cantidades significativas de radiacion UV consiguen pasar por la ventana hacia el edificio o vehiculo. La radiacion UV tiende a danar el mobiliario y otros elementos dentro de los edificios o vehiculos.
Materiales tales como oxido de vanadio y oxido de cerio absorben cantidades significativas de radiacion UV. sin embargo, aunque tales materiales se caracterizan por un rapido inicio de la absorcion de radiacion UV, el inicio de absorcion de radiacion tiene lugar en una parte significativa en la parte visible del espectro, lo que lleva a una distorsion significativa de los colores cuando se mira a traves de un revestimiento como tal (p. ej., un cambio amarillo). Por consiguiente, las caracteristicas de vision tienden a ser degradadas cuando se utilizan las capas de tales materiales.
El documento us 2003/170466 hace referencia a articulos revestidos provistos de un sistema de capas antirreflectantes basado en un doble apilamiento de capas de plata con el fin de proporcionar baja resistencia laminar respectivamente emisividad. en el presente documento, se sugiere nitruro de circonio-silicio como material antirreflectante dielectrico.
El documento wo 98/58885 hace referencia a sistemas de capas que comprenden capas antirreflectantes, donde se sugieren capas protectoras de oxinitruro de silicio como capas de recubrimiento protectoras.
Teniendo en cuenta lo anterior, se entendera que existe la necesidad en la tecnica de un articulo revestido que
incluya un revestimiento de baja emisividad que sea capaz de bloquear parte de la radiacion UV de manera eficaz. Determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion hacen referencia a un articulo revestido que permite que se consigan propiedades de absorcion UV significativas. La presente invencion proporcione un articulo revestido de acuerdo con la reivindicacion 1.
En formas de realizacion de la presente invencion, se ha hallado de forma sorprendente que la provision de una capa que consista basicamente en oxinitruro de silicio-circonio (p. ej., zrsioxny), o que lo comprenda, mejora de forma inesperada el bloqueo (reflejo y/o absorcion) de radiacion UV de forma que no degrade de manera significativa otras propiedades opticas de un articulo revestido tal como la transmision visible y/o color.
En determinadas formas de realizacion de la presente invencion, se puede calibrar una capa de oxinitruro de siliciocirconio de forma que se consiga una cantidad deseada de bloqueo y/o absorcion UV. Se ha hallado que el oxinitruro de silicio-circonio presenta constantes opticas (n y k) que permiten el ajuste del inicio de la absorcion mediante la variacion del contenido de oxigeno de la capa por ejemplo. Ademas, se ha hallado que el oxinitruro de silicio-circonio presenta un indice de refraccion (n) con un intervalo que se puede adaptar en gran medida a revestimientos de baja emisividad, de forma que tal(es) capa(s) pueda(n) utilizarse en revestimientos de baja emisividad sin cambiar de forma significativa la apariencia visible del articulo revestido o determinados datos de rendimiento. Por lo tanto, en determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion, el limite de absorcion de la curva definido por una capa de oxinitruro de silicio-circonio puede regularse cambiando el contenido de oxigeno de esta, lo cual puede realizarse regulando, por ejemplo, la cantidad de oxigeno introducido en la(s) camara(s) de pulverizacion catodica (sputtering) durante la deposicion por pulverizacion de la capa. En concreto, por ejemplo, cuando el contenido de oxigeno de la capa aumenta, el limite de absorcion de la curva definido por la capa de oxinitruro de silicio-circonio se mueve hacia longitudes de onda inferiores alejandose de determinadas longitudes de onda visibles. Por lo tanto, en determinadas formas de realizacion de ejemplo, el equilibrio o calibration puede llevarse a cabo para conseguir un equilibrio deseado entre la transmision visible y la absorcion UV.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es una vista transversal de un articulo revestido de acuerdo con una forma de realizacion de ejemplo de la presente invencion.
La figura 2 es una vista transversal de un articulo revestido de acuerdo con otra forma de realizacion de ejemplo de la presente invencion.
La figura 3 es una vista transversal de un articulo revestido de acuerdo con otra forma de realizacion de ejemplo de la presente invencion.
La figura 4 es un grafico que ilustra los valores n y k para diferentes capas de acuerdo con diferentes ejemplos donde se muestra que n y k varian con el contenido de oxigeno de la capa.
La figura 5 es una vista transversal de un articulo revestido de acuerdo con otra forma de realizacion de ejemplo de la presente invencion.
La figura 6 es una vista transversal de un articulo revestido de acuerdo con otra forma de realizacion de ejemplo de la presente invencion.
La figura 7 es una vista transversal de un articulo revestido de acuerdo con otra forma de realizacion de ejemplo de la presente invencion.
Descripcion detallada de las formas de realizacion de ejemplo de la invencion
A continuation se hace referencia a los dibujos en los que los numeros de referencia iguales indican partes iguales en las diferentes vistas.
Los articulos revestidos pueden utilizarse en aplicaciones de articulos revestidos tales como ventanas monoliticas, unidades de ventanas IG, ventanas de vehiculos y/o cualquier otra aplicacion adecuada que incluya sustratos unicos o multiples tal como sustratos de vidrio. La presente invencion presenta un articulo revestido de acuerdo con la
reivindicacion 1.
Determinadas formas de realizacion de la presente invencion hacen referencia a un articulo revestido que incluye al menos un sustrato de vidrio que soporta un revestimiento. El revestimiento normalmente presenta al menos una capa reflectante de infrarrojos (IR) que refleja y/o bloquea al menos parte de la radiacion ir. La(s) capa(s) reflectante(s) de ir comprende(n) o consiste(n) basicamente en plata. Normalmente, una capa reflectante de ir se intercala entre al menos la primera y la segunda capa dielectrica del revestimiento. En determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion, se ha hallado sorprendentemente que la provision de una capa consistente basicamente en oxinitruro de silicio-circonio (p. ej., ZrSiOxNy), o que lo comprenda, como capa(s) dielectrica(s) de un revestimiento como tal mejora de forma inesperada el bloqueo (reflejo y/o absorcion) de la radiacion UV de forma que no degrade de manera significativa otras propiedades opticas de un articulo revestido tal como la transmision visible y/o el color. Se pueden disponer una o mas de dichas capas de oxinitruro de siliciocirconio en un determinado revestimiento en diferentes formas de realizacion de la presente invencion. Ademas, tal(es) capa(s) de oxinitruro de silicio-circonio puede(n) disponerse en cualquier tipo de revestimiento de control solar o baja emisividad (o baja emitancia) en diferentes formas de realizacion de la presente invencion, y los revestimientos de baja emisividad especificos descritos en el presente documento tiene la finalidad de servir como ejemplo unicamente a menos que se indique en las reivindicaciones. En los dibujos, se hace referencia a las capas de ejemplo de oxinitruro de silicio-circonio o que lo incluyen mediante los numeros de referencia 2, 3, 13 y 16.
En determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion, se puede calibrar una capa de oxinitruro de silicio-circonio de forma que se consiga una cantidad deseada de bloqueo y/o absorcion UV. Se ha hallado que el oxinitruro de silicio-circonio presenta constantes opticas (n y k) que permiten el ajuste del inicio de la absorcion mediante la variation del contenido de oxigeno de la capa por ejemplo. Ademas, se ha hallado que el oxinitruro de silicio-circonio presenta un indice de refraction (n) con un intervalo que se puede adaptar en gran medida a revestimientos de baja emisividad, de forma que tal(es) capa(s) pueda(n) utilizarse en revestimientos de baja emisividad sin cambiar de manera significativa la apariencia visible del articulo revestido o determinados datos de rendimiento. Por lo tanto, en determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion, el limite de absorcion de la curva definido por una capa de oxinitruro de silicio-circonio puede regularse cambiando el contenido de oxigeno de esta, lo cual puede realizarse regulando, por ejemplo, la cantidad de oxigeno introducido en la(s) camara(s) de pulverization catodica (sputtering) durante la deposition por pulverization de la capa. En concreto, por ejemplo, cuando el contenido de oxigeno de la capa aumenta, el limite de absorcion de la curva definido por la capa de oxinitruro de silicio-circonio se mueve hacia longitudes de onda inferiores alejandose de determinadas longitudes de onda visibles. Por lo tanto, en determinadas formas de realizacion de ejemplo, el equilibrio o calibration puede llevarse a cabo para conseguir un equilibrio deseado entre la transmision visible y la absorcion UV.
En determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion, se puede utilizar oxinitruro de siliciocirconio para reemplazar una capa de nitruro de silicio o como capa de adicion directamente por encima de una capa de nitruro de silicio o que lo contenga o justo debajo de esta. Se ha hallado que el uso de una capa de oxinitruro de silicio-circonio en este sentido mejora la estabilidad quimica y la estabilidad termica y tambien se ha hallado que el oxinitruro de silicio-circonio es estable durante el procesamiento por pulverizacion catodica (sputtering).
La fig. 4 es un grafico que ilustra las constantes opticas, en concreto el indice de refraccion (n) y el coeficiente de extincion (k), con diferentes longitudes de onda para capas de acuerdo con diferentes ejemplos, donde se determinan los datos mediante elipsometria. Se indican cuatro capas diferentes, con respecto a n y k, en la figura 4. en concreto, la figura 4 muestra las siguientes cuatro capas: (a) nitruro de silicio-circonio con 0 sccm (centimetros cubicos por minuto estandar por sus siglas en ingles) de flujo de gas oxigeno en la camara de deposicion por pulverizacion; (b) oxinitruro de silicio-circonio con 3 sccm de flujo de gas oxigeno en la camara de deposicion por pulverizacion; (c) oxinitruro de silicio-circonio con 8 sccm de flujo de gas oxigeno en la camara de deposicion por pulverizacion y (d) oxinitruro de silicio-circonio con 10 sccm de flujo de gas oxigeno en la camara de deposicion por pulverizacion. El grosor de cada una las cuatro capas era 205 a, 196 a, 180 a y 185 a, respectivamente. Puede verse que el contenido de oxigeno de la capa aumento de forma progresiva desde la primera capa a la cuarta capa. Cada capa se deposito utilizando una diana de pulverizacion que incluia 60 % zr y 40 % si. Al depositar cada una de las cuatro capas, se utilizaron 40 sccm gas ar y 55 sccm gas n2 para que fluyeran en la camara de pulverizacion y se utilizo una potencia de 2,5 kw y desde aproximadamente 458-489 v.
Como puede verse a partir de la figura 4, se puede calibrar una capa de oxinitruro de silicio-circonio de forma que se consiga una cantidad deseada de bloqueo y/o absorcion UV regulando la cantidad de oxigeno en la capa. En
concreto, se pueden calibrar n y k de la capa regulando la cantidad de oxigeno utilizada en el proceso de pulverizacion y, por tanto, en la capa. la figura 4 ilustra que cuando el contenido de oxigeno de la capa aumenta, el limite de absorcion de la curva definido por la capa de oxinitruro de silicio-circonio se mueve hacia longitudes de onda inferiores (longitudes de onda UV) alejandose de determinadas longitudes de onda visibles. Por ejemplo, en la figura 4 se puede ver que el pico del indice de refraccion (n) o el limite principal mas cercano a la longitud de onda visible central se mueve a la izquierda (hacia longitudes de onda inferiores, alejandose de la visible) cuando el contenido de oxigeno aumenta. Ademas, tambien puede verse que el limite principal de la curva del coeficiente de extincion (k) mas cercano a la visible central tambien se mueve a la izquierda (hacia longitudes de onda inferiores, alejandose de la visible) cuando el contenido de oxigeno aumenta.
El contenido de oxigeno de la(s) capa(s) de oxinitruro de silicio-circonio se regula de forma que la capa que incluye oxinitruro de silicio-circonio presente un indice de refraccion (n) (con una longitud de onda de 550 nm) que va desde 1,8 a 2,4. Ademas, el contenido de oxigeno de la(s) capa(s) de oxinitruro de silicio-circonio se regula de forma que la capa que incluye oxinitruro de silicio-circonio presente un coeficiente de extincion (k) (con una longitud de onda de 550 nm) que no sea superior a aproximadamente 2,3, mas preferiblemente que no sea superior a aproximadamente 2,0, incluso mas preferiblemente que no sea superior a aproximadamente 1,8. Se ha hallado que el hecho de calibrar el contenido de oxigeno del oxinitruro de silicio-circonio de tal forma permite que se consiga una buena absorcion de UV sin afectar de forma adversa y significativa a las caracteristicas visibles del articulo revestido. ademas, el hecho de calibrar el contenido de oxigeno de tal forma hace que el oxinitruro de silicio-circonio presente un indice de refraccion cercano al de determinadas capas utilizadas normalmente en revestimientos de baja emisividad tal como oxidos de ti, sn, zn y/o similares. Como ejemplo, el limite de absorcion de una capa de oxinitruro de silicio-circonio puede moverse sobre un amplio intervalo de longitud de onda y puede colocarse por encima, por debajo o practicamente sobre un limite de referencia zno cambiando simplemente el nivel de oxidacion de la capa, lo que permite que coincida practicamente con zno desde una perspectiva optica en determinados casos de ejemplo. Por lo tanto, dicho oxinitruro de silicio-circonio puede reemplazar parte de todas las dichas capas en revestimientos de baja emisividad en determinadas situaciones sin afectar de forma adversa y significativa a las caracteristicas visibles del articulo revestido. La proteccion UV que se puede conseguir depende en gran medida de la posicion del limite de absorcion y el grosor de la capa necesario por las propiedades opticas del revestimiento en general.
Ademas, a la hora de formar la(s) capa(s) de oxinitruro de silicio-circonio de acuerdo con determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion (p. ej., mediante pulverizacion catodica reactiva), la relacion de gas nitrogeno/oxigeno (p. ej., n2/o2) utilizada en la camara de pulverizacion catodica no es superior a aproximadamente 25, mas preferiblemente no es superior a aproximadamente 18, mas preferiblemente no es superior a aproximadamente 10. en determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion, la relacion de gas nitrogeno/oxigeno (p. ej., n2/o2) utilizada en la camara de pulverizacion catodica a la hora de formar una capa de oxinitruro de silicio-circonio o que lo incluya va desde aproximadamente 1 a 25, mas preferiblemente desde aproximadamente 2 a 18 y a veces desde aproximadamente 2 a 10. de forma adicional, de acuerdo con determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion, una capa de oxinitruro de silicio-circonio (p. ej., 2, 3, 13 y/o 16) se caracteriza por una relacion de nitrogeno y oxigeno (porcentaje atomico) de esta que va desde aproximadamente 1 a 25, mas preferiblemente desde aproximadamente 2 a 18 y a veces desde aproximadamente 2 a 10. Evidentemente, tambien pueden utilizarse otros gases tal como ar en la camara de pulverizacion catodica junto con oxigeno y nitrogeno cuando se deposite por pulverizacion una capa de oxinitruro de silicio-circonio. En determinadas formas de realizacion de ejemplo, la cantidad de gas ar utilizado en la pulverizacion es superior a la cantidad de oxigeno pero inferior a la cantidad de nitrogeno utilizado en la formacion de una capa de oxinitruro de silicio-circonio. Por ejemplo, en determinadas formas de realizacion de ejemplo, la relacion de gases utilizados a la hora de depositar por pulverizacion catodica una capa de oxinitruro de silicio-circonio es 40 ml ar, 55 ml n2 y 10 ml o2.
Ademas, en determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion, el pico de la curva del indice de refraccion (p. ej., vease la figura 4) para una capa de oxinitruro de silicio-circonio se encuentra a una longitud de onda inferior a aproximadamente 400 nm, mas preferiblemente inferior a aproximadamente 375 nm, y a veces inferior a aproximadamente 350 nm e incluso a veces inferior a aproximadamente 300 nm.
Ademas de las propiedades opticas ventajosas mencionadas anteriormente, las capas de oxinitruro de silicio-circonio de acuerdo con diferentes formas de realizacion de la presente invencion alcanzan una buena durabilidad mecanica y quimica. Por lo tanto, tales capas pueden ser adecuadas para utilizarse en capas base o recubrimientos en revestimientos de control solar y/o de baja emisividad por ejemplo.
En la presente invencion, la relacion zr/si (porcentaje atomico) en una capa de oxinitruro de silicio-circonio de ejemplo va desde 1,25 a 1,75. Ademas, en determinadas formas de realization de ejemplo, una capa de oxinitruro de silicio-circonio de ejemplo puede ir desde aproximadamente 20 a 400 a de grosor, mas preferiblemente desde aproximadamente 40 a 300 a de grosor e incluso mas preferiblemente desde aproximadamente 50 a 250 a de grosor.
Tal y como se ha explicado anteriormente, se pueden utilizar capas de oxinitruro de silicio-circonio de acuerdo con diferentes formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion en diferentes ubicaciones en revestimientos de control solar. Los revestimientos descritos a continuation se presentan unicamente a modo de ejemplo.
La figura 1 es una vista transversal de un articulo revestido de acuerdo con una forma de realizacion de ejemplo de la presente invencion. El articulo revestido incluye un sustrato de vidrio 1 (p. ej., un sustrato de vidrio transparente, verde, bronce o verde azulado desde aproximadamente 1,0 a 10,0 mm de grosor, mas preferiblemente desde aproximadamente 1,0 mm a 6,0 mm de grosor) y un revestimiento de capas multiples (o sistema de capas) dispuesto en el sustrato ya sea de forma directa o indirecta. tal y como se muestra en la figura 1, el revestimiento 25 comprende una capa dielectrica 3, una capa que incluye oxido de zinc 7, una capa reflectante de ir 9 de plata, oro o similares, o que los incluye, una capa de contacto superior 11 de un oxido de cromo niquel (p. ej., nicrox) o que lo incluye, una capa dielectrica 13 y una capa dielectrica 15 de un material tal como nitruro de silicio y/o oxinitruro de silicio o que los incluye que puede ser en determinados casos de ejemplo un recubrimiento protector. Se pueden disponer tambien otras capas y/o materiales en determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion, y tambien se pueden eliminar o dividir determinadas capas en determinados casos de ejemplo.
En referencia aun a la forma de realizacion de la figura 1, a modo de ejemplo unicamente, una o ambas capas 3, 13 pueden ser de oxinitruro de silicio-circonio o incluirlo en determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion. En una forma de realizacion de ejemplo, ambas capas 3 y 13 son de oxinitruro de silicio-circonio o lo incluyen. En otra forma de realizacion de ejemplo de la presente invencion, la capa 3 es de oxinitruro de siliciocirconio o lo incluye y la capa 13 es de oxido de estano o lo incluye. En otra forma de realizacion de ejemplo adicional de la presente invencion, la capa 13 es de oxinitruro de silicio-circonio o lo incluye y la capa 3 es de oxido de estano (p. ej., tio2) o de nitruro de silicio o los incluye.
La capa de contacto inferior 7 en determinadas formas de realizacion de la presente invencion es de oxido de zinc (p. ej., zno) o lo incluye. el oxido de zinc de la(s) capa(s) 7 y/o 13 puede tambien contener otros materiales tal como al (p. ej., para formar znalox) en determinadas formas de realizacion de ejemplo. por ejemplo, en determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion, la capa de oxido de zinc 7 puede doparse con aproximadamente desde 1 a 10 % al (o b), mas preferiblemente desde aproximadamente 1 a 5 % al (o b) y mas preferiblemente desde aproximadamente 2 a 4 % al (o b). el uso de oxido de zinc 7 debajo de la plata en la capa 9 permite conseguir una excelente calidad de la plata.
La capa reflectante de infrarrojos (ir) 9 es preferiblemente en su totalidad o sustancialmente metalica y/o conductora y comprende o consiste en basicamente plata (ag). La capa reflectante de ir 9 ayuda a permitir que el revestimiento presente baja emisividad y/o buenas caracteristicas de control solar tal como baja emitancia, baja resistencia laminar, etc. sin embargo, la capa reflectante de ir 9 puede estar ligeramente oxidada en determinadas formas de realizacion de la presente invencion.
La capa de contacto superior 11 puede ser de un oxido de ni y/o cr o incluirlo. En determinadas formas de realizacion de ejemplo, la capa de contacto superior 11 puede ser de oxido de niquel (ni), oxido de cromo (cr) o un oxido de aleacion de niquel tal como el oxido de niquel cromo (nicrox), o cualquier otro material adecuado, o puede incluirlos. El uso de, por ejemplo, nicrox en esta capa permite que se mejore la durabilidad en determinados casos de ejemplo. La capa de nicrox 11 puede oxidarse completamente en determinadas formas de realizacion de la presente invencion (es decir, completamente estequiometrico) o de forma alternativa, puede estar oxidada parcialmente. En determinados casos, la capa de nicrox 11 puede estar oxidada al menos aproximadamente 50 %. La capa de contacto 11 (p. ej., de un oxido de ni y/o cr o que lo incluya) puede ser o no de oxidation graduada en diferentes formas de realizacion de la presente invencion. Graduar la oxidacion hace referencia a que el grado de oxidacion en la capa cambia en todo el grosor de la capa de forma que, por ejemplo, una capa de contacto puede estar graduada para que en la interfaz de contacto con la capa reflectante de ir inmediatamente adyacente este menos oxidada que en una parte de la(s) capa(s) de contacto mas lejos o la mas distante de la capa reflectante de ir inmediatamente adyacente. En la patente estadounidense n.° 6.576.349 se detallan descripciones de diferentes tipos de capas de contacto de oxidacion graduada. La capa de contacTO 11 (P. EJ., DE UN 6XIDO DE NI y/o cr o que lo incluya) puede ser continua o no serlo en diferentes formas de realizacion de la presente invencion eN TODA LA CAPA
REFLECTANTE DE IR.
La capa dielectrica 15 que puede ser un recubrimiento en determinados casos de ejemplo, puede ser dE NITRURO DE SILICIO (P. EJ., SI3N4) o incluirlo o cualquier otro material adecuado en determinadas formas de realization de ejemplo de la presente invention tal como oxinitruro de silicio. De forma opcional, se pueden disponer otras capas por encima de la capa 15. La capa 15 se presenta con el fin de la durabilidad y para proteger las capas subyacentes. En determinadas formas de realizacion de ejemplo, la capa 15 puede presentar un indice de refraction (n) que va desde aproximadamente 1,9 a 2,2, mas preferiblemente desde aproximadamente 1,95 a 2,05.
Tambien se puede presentar otra capa o capas por debajo o por encima del revestimiento ilustrado 25. De este modo, aunque el sistema de capas o revestimiento se encuentra "sobre" o "soportado por" el sustrato 1 (de forma directa o indirecta), se puede disponer otra capa o capas entre ellas. De este modo, por ejemplo, el revestimiento de la figura 1 puede considerarse "sobre" y "soportado por" el sustrato 1 incluso si se dispone otra capa o capas entre la capa 3 y el sustrato 1. Ademas, se pueden eliminar determinadas capas del revestimiento ilustrado en determinadas formas de realizacion, mientras que se pueden anadir otras entre las diferentes capas o las diferentes capas pueden dividirse con otras capas entre las secciones divididas en otras formas de realizacion de la presente invencion sin alejarse del alcance general de determinadas formas de realizacion de la presente invencion.
Aunque se pueden utilizar diferentes grosores en diferentes formas de realizacion de la presente invencion, los grosores y materiales de ejemplo para las respectivas capas en el sustrato de vidrio 1 en la forma de realizacion de la figura 1 son los siguientes, desde el sustrato de vidrio hacia fuera (p. ej., el contenido de al en la capa de oxido de zinc 7 puede ser desde aproximadamente 1-10 %, mas preferiblemente desde aproximadamente 1-3 % en determinados casos de ejemplo):
Tabla 1 (Materiales/grosores de ejemplo; Forma de realizacion de fig. 1)
Capa Intervalo (A) Mas preferido (A) Ejemplo (A)
TiOx o ZrSiOxNy (capa 3) 30-400 A 80-250 A 180 A
ZnAlOx (capa 7) 10-300 A 60-120 A 50 A
Ag (capa 9) 50-250 A 80-150 A 130 A
NiCrOx (capa 11) 10-80 A 20-70 A 30 A
SnO2 o ZrSiOxNy (capa 13) 40-400 A 100-200 A 160 A
Si3N4 (capa 15) 50-750 A 150-350 A 210 A
En determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion, los articulos revestidos en el presente documento pueden presentar las siguientes caracteristicas de baja emisividad, solares y/u opticas detalladas a continuation en la tabla 2 cuando se mide de forma monolitica.
Tabla 2: Caracteristicas baja emisividad/solares (monolitico)
Ademas, los articulos revestidos que incluyen revestimientos de acuerdo con determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion presentan las siguientes caracteristicas opticas (p. ej., cuando el revestimiento o revestimientos se presentan sobre un sustrato de vidrio de silice cal sosa transparente 1 con un grosor de 1 a 10 mm, preferiblemente aproximadamente 4 mm de grosor). En tabla 3, todos los parametros se miden monoliticamente.
Tabla 3: Caracteristicas opticas de ejemplo (Monolitico)
Ademas, los arriculos revestidos que incluyen revestimientos de acuerdo con determinadas formas de realizacion de la presente invention presentan las siguientes caracteristicas opticas cuando el articulo revestido es una unidad IG en determinadas formas de realizacion de ejemplo (p. ej., a modo de referencia, cuando el revestimiento se presenta sobre un sustrato de vidrio de silice cal sosa transparente 1 con un grosor de 1 a 10 mm, preferiblemente aproximadamente 4 mm de grosor). Cabe destacar que el valor u se mide de acuerdo con en 673.
Tabla 4: Caracteristicas opticas de ejemplo (unidad IG)
La figura 2 es una vista transversal de otra forma de realizacion de ejemplo de la presente invencion. el articulo revestido de la forma de realizacion de la figura 2 incluye un sustrato de vidrio 1, una capa dielectrica 2, una capa de contacto inferior 8, una capa reflectante de ir 9, una capa de contacto superior 10, una capa o capas dielectricas opcionales 12 y una capa dielectrica 16. Las capas de contacto 8 y 10 pueden ser de materiales tales como nicrox , nicr u oxido de zinc (que pueden doparse o no con otro material tal como las formas de realizacion alternativas con al). Tambien se pueden presentar otras capas. Una o ambas capas 2 y 16 pueden ser de oxinitruro de silicio-circonio o incluirlo en determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion. Por lo tanto, se puede utilizar oxinitruro de silicio-circonio como un recubrimiento de un revestimiento en determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion. Las caracteristicas de ejemplo detalladas anteriormente en las tablas 2-4 se pueden aplicar a la forma de realizacion de la figura 2 en determinados casos.
La figura 3 es una vista transversal de otra forma de realizacion de ejemplo de la presente invencion. La figura 3 ilustra que la(s) capa(s) de oxinitruro de silicio-circonio puede(n) utilizarse en apilamientos de plata dobles asi como en determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion. el revestimiento en la forma de realizacion de la figura 3 incluye capas reflectantes de ir 9 y 9'; capas de contacto 7, 7', 11 y 11', capa de oxinitruro de silicio-circonio 3, 13, capa dielectrica y posible recubrimiento 15 y capa dielectrica de oxido metalico 4. Tal y como se ha mencionado previamente, las capas de contacto de oxido de zinc 7 y 7' pueden doparse con otro material tal
como al en determinadas formas de realizacion de ejemplo y las capas de contacto 11, 11' pueden ser de un oxido de Ni y/o cr o incluirlo en determinadas formas de realizacion de ejemplo. Una o ambas capas dielectricas 3 y 13 pueden ser de oxinitruro de silicio-circonio o incluirlo en determinadas formas de realizacion de ejemplo. Tal y como se ha mencionado anteriormente, este revestimiento especifico se presenta a modo de ejemplo unicamente y no pretende ser limitativo a menos que se reivindique expresamente. Tal y como ocurre con otras formas de realizacion en el presente documento, la capa de oxinitruro de silicio-circonio 3 puede estar o no en contacto directo con el sustrato de vidrio 1. Por lo tanto, se pueden disponer otras capas entre el sustrato 1 y la capa 3 en determinados casos de ejemplo.
Las figuras 5-7 ilustran otras formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion. Tal y como se ha explicado anteriormente, se puede utilizar oxinitruro de silicio-circonio como reemplazo del nitruro de silicio en un revestimiento, o se puede utilizar de forma alternativa como capa adicional justo encima y/o justo debajo de una capa de nitruro de silicio o que lo incluya. Sorprendentemente, esto tiene como resultado una estabilidad quimica y termica mejorada en determinadas formas de realizacion de ejemplo.
La forma de realizacion de la figura 5 incluye un revestimiento que incluye una capa dielectrica de nitruro de silicio 20 o que lo incluye, una capa de contacto inferior 8 de un material tal como oxido de zinc (que puede doparse de forma opcional con aluminio en determinadas formas de realizacion de ejemplo tal y como se muestra en la figura 5), NiCrOx o similares, una capa reflectante de IR 9 de plata o similar, una capa de contacto superior 10 de un material tal como oxido de zinc (que puede doparse de forma opcional con aluminio en determinadas formas de realizacion de ejemplo), una capa dielectrica 15 de nitruro de silicio o similar, o que lo incluye, y un recubrimiento de oxinitruro de silicio-circonio o que lo incluye 16. Se ha hallado que mediante el uso de oxinitruro de silicio-circonio como capa superior o de recubrimiento 16 con nitruro de silicio 15 por debajo de esta tal y como se muestra en la figura 5, el articulo revestido alcanza una transmision de luz mayor y una caida significativa en la resistencia laminar, resultados/mejoras no esperados. Las ventajas UV no esperadas tambien se consiguen como se ha detallado anteriormente, debido al uso de oxinitruro de silicio-circonio. Esta forma de realizacion puede tratarse termicamente (templada termicamente con el revestimiento sobre el mismo) en determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion.
En determinadas formas de realizacion de ejemplo de la forma de realizacion de la figura 5, las capas 20 y 15 pueden presentar un grosor cada una desde aproximadamente 100 a 300 a (mas preferiblemente aproximadamente 200 a de grosor), las capas 8 y 10 pueden presentar un grosor cada una desde aproximadamente 100 a 300 a (mas preferiblemente aproximadamente 180 a de grosor), la capa reflectante de ir 9 puede presentar un grosor desde aproximadamente 80 a 200 a (mas preferiblemente aproximadamente 120 a de grosor), y la capa de oxinitruro de silicio-circonio 16 puede presentar un grosor desde aproximadamente 100 a 300 a (mas preferiblemente aproximadamente 200 a de grosor). Los grosores de las diferentes capas pueden adaptarse a los diferentes posibles usos del revestimiento (p. ej., como revestido o tratado termicamente).
La figura 6 ilustra otra forma de realizacion de ejemplo de la presente invencion. La forma de realizacion de la figura 6 es similar a la forma de realizacion de la figura 5, a excepcion del orden de las capas 15 y 16 que se ha intercambiado. Despues del intercambio del orden de estas capas, la transmision de luz y la resistencia laminar quedan casi al mismo nivel incluso despues del tratamiento termico opcional (ht) tal como el templado termico. de nuevo, tal y como se ha explicado anteriormente, el uso de oxinitruro de silicio-circonio en la capa 13 (o 16) tiene como resultado una estabilidad termica y quimica mejorada, ademas de las ventajas UV de ejemplo detalladas en el presente documento.
La figura 7 ilustra otra forma de realizacion de ejemplo de la presente invencion. La forma de realizacion de la figura 7 es similar a la forma de realizacion de la figura 5, con la excepcion de que la capa de nitruro de silicio inferior se ha reemplazado con la capa de oxinitruro de silicio-circonio 3. De nuevo, el uso de oxinitruro de silicio-circonio tiene como resultado una estabilidad termica y quimica mejorada, asi como las ventajas UV de ejemplo detalladas en el presente documento.
De forma opcional, en cualquiera de las formas de realizacion de las figuras 5-7, puede disponerse una capa de contacto de NiCrOx entre la capa reflectante de IR 9 y la capa con oxido de zinc 10 en determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion. Se ha hallado que esto mejora la durabilidad en determinadas formas de realizacion de ejemplo de la presente invencion.
Aunque se ha descrito la invencion en relacion con lo que se considera actualmente que es la forma de realizacion mas practica y preferida, ha de entenderse que la invencion no ha de limitarse a la forma de realizacion expuesta, sino al contrario, pretende cubrir diferentes modificaciones y disposiciones equivalentes incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (13)
1. Un articulo revestido que incluye un revestimiento soportado por un sustrato de vidrio (1), revestimiento que comprende:
una primera capa (2; 3);
una capa reflectante de infrarrojos (ir) (9; 9') que comprende plata ubicada en el sustrato (1) sobre al menos la primera capa (2; 3);
una segunda capa (13; 16) ubicada en el sustrato y sobre al menos la capa reflectante de ir (9; 9') y la primera capa; y
donde la primera capa (2; 3) y/o la segunda capa (13; 16) comprende oxinitruro de silicio-circonio, y donde el oxinitruro de silicio-circonio contiene mas circonio que silicio en terminos de porcentaje atomico, y el contenido de oxigeno de la capa que comprende oxinitruro de silicio-circonio se presenta con una cantidad de forma que la(s) capa(s) que comprende(n) oxinitruro de silicio-circonio con una longitud de onda de 550 nm presente(n) un indice de refraccion (n) desde 1,8 a 2,4,
donde una relacion atomica zr/si en el oxinitruro de silicio-circonio va desde 1,25 a 1,75.
2. Articulo revestido de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas una capa que comprende oxido de zinc (7) ubicada entre la primera capa (2; 3) y la capa reflectante de ir (9; 9).
3. Articulo revestido de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la primera capa (2; 3) comprende oxinitruro de silicio-circonio y esta en contacto directo con el sustrato de vidrio (1).
4. Articulo revestido de acuerdo con la reivindicacion 1, donde tanto la primera capa (2; 3) como la segunda capa (13; 16) comprenden oxinitruro de silicio-circonio.
5. Articulo revestido de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la primera capa (2; 3) y/o la segunda capa (13; 16) consisten basicamente en oxinitruro de silicio-circonio.
6. Articulo revestido de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas una capa que comprende nitruro de silicio (15) ubicada en el sustrato (1) sobre la segunda capa (13; 16).
7. Articulo revestido de acuerdo con la reivindicacion 1, donde el revestimiento comprende dos capas reflectantes de ir (9; 9') que comprenden plata.
8. Articulo revestido de acuerdo con la reivindicacion 1, donde el revestimiento comprende una capa (11; 11') que comprende un oxido de ni y/o cr ubicada sobre la capa reflectante de ir y en contacto directo con esta.
9. Articulo revestido de acuerdo con la reivindicacion 1, donde el revestimiento presenta una transmision visible de al menos un 60 %.
10. Articulo revestido de acuerdo con la reivindicacion 1, donde el articulo revestido es una unidad de ventana de vidrio aislante (IG) que comprende el sustrato de vidrio y el revestimiento.
11. Articulo revestido de acuerdo con la reivindicacion 1, donde el articulo revestido es un parabrisas de vehiculos.
12. Articulo revestido de acuerdo con la reivindicacion 1, donde el contenido de oxigeno se presenta en una cantidad de forma que la(s) capa(s) (2; 3; 13; 16) que comprende(n) oxinitruro de silicio-circonio con una longitud de onda de 550 nm presente(n) un coeficiente de extincion (k) que no sea superior a 1,8.
13. Articulo revestido de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la relacion de nitr6geno/ox^geno en el oxinitruro de silicio-circonio va desde 1 a 25, preferiblemente donde la relacion de nitrogeno/oxigeno en el oxinitruro de siliciocirconio va desde 2 a 18 y mas preferiblemente donde la relacion de nitrogeno/oxigeno en el oxinitruro de siliciocirconio va desde 2 a 10.
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