ES2875386T3 - Artículo recubierto que tiene un recubrimiento de baja E con capa(s) reflectante(s) de IR y película dieléctrica nitrurada de alto índice que tiene múltiples capas - Google Patents

Artículo recubierto que tiene un recubrimiento de baja E con capa(s) reflectante(s) de IR y película dieléctrica nitrurada de alto índice que tiene múltiples capas Download PDF

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Abstract

Artículo recubierto que incluye un recubrimiento soportado por un sustrato de vidrio (S), comprendiendo el recubrimiento: - una primera película (11) dieléctrica sobre el sustrato de vidrio; - una capa (5) reflectante de infrarrojos sobre el sustrato de vidrio, situada sobre al menos la primera película dieléctrica; - una segunda película (11) dieléctrica sobre el sustrato de vidrio, situada sobre al menos la capa reflectante de IR; y en el que al menos una de las películas dieléctricas primera y segunda comprende: (a) una primera capa (2) dieléctrica de alto índice que comprende un nitruro de Zr y Si, en el que la primera capa dieléctrica de alto índice contiene más Zr que Si, y (b) una segunda capa (3) dieléctrica de alto índice que comprende un óxido de titanio que está en contacto directo con la primera capa dieléctrica de alto índice.

Description

DESCRIPCIÓN
Artículo recubierto que tiene un recubrimiento de baja E con capa(s) reflectante(s) de IR y película dieléctrica nitrurada de alto índice que tiene múltiples capas
Las realizaciones de ejemplo de esta invención se refieren a un artículo recubierto que incluye un recubrimiento de baja emisividad (baja E) que tiene al menos una capa reflectante de infrarrojos (IR) de un material tal como plata u oro y al menos una película bicapa dieléctrica de alto índice de refracción. La película bicapa dieléctrica de alto índice puede ser, o incluir, una primera capa de alto índice de, o que incluye, ZrSiN y/o ZrSiAlN y una segunda capa de alto índice de, o que incluye, óxido de titanio (por ejemplo, TO 2). La primera capa de alto índice de, o que incluye, ZrSiN y/o ZrSiAlN puede ser amorfa o sustancialmente amorfa, y la segunda capa de alto índice de, o que incluye, óxido de titanio puede ser sustancialmente cristalina en determinadas realizaciones de ejemplo, siendo el aspecto amorfo el que ayuda al recubrimiento de baja E a soportar mejor el tratamiento térmico (HT) opcional, tal como el templado térmico. En determinadas realizaciones de ejemplo, el recubrimiento de baja E puede usarse en aplicaciones tales como unidades de ventana monolíticas o de vidrio aislante (IG) o ventanas de vehículos.
Antecedentes y sumario de las realizaciones de ejemplo de la invención
Los artículos recubiertos se conocen en la técnica para su uso en aplicaciones de ventanas, tales como unidades de ventana de vidrio aislante (IG), ventanas de vehículos o ventanas monolíticas.
Los recubrimientos de baja E convencionales se dan a conocer, por ejemplo y sin limitación, en las patentes estadounidenses n.os 6.576.349, 9.212.417, 9.297.197, 7.390.572, 7.153.579 y 9.403.345.
Determinados recubrimientos de baja E usan al menos una capa dieléctrica transparente de óxido de titanio (por ejemplo, TiO2), que tiene un alto índice de refracción (n), con fines antirreflectantes y/o de coloración. Véanse, por ejemplo, las patentes estadounidenses n.os 9.212.417, 9.297.197, 7.390.572, 7.153.579 y 9.403.345. Aunque el material dieléctrico de alto índice de refracción, TiO2 , es conocido y se usa en recubrimientos de baja E, el TO 2 tiene una tasa de deposición por pulverización catódica muy baja y no es térmicamente estable tras el tratamiento térmico, tal como el templado térmico de aproximadamente 650°C durante 8 minutos, debido a la cristalización de la película (o al cambio en la cristalinidad) en el estado de depósito o posterior al templado, lo que a su vez puede inducir una tensión térmica o de red cristalina en las capas adyacentes del apilamiento de películas. Tal tensión puede provocar además un cambio en las propiedades físicas o materiales del apilamiento y, por tanto, afectar a la capa de Ag, lo que da como resultado un rendimiento deteriorado del apilamiento de baja E. La baja tasa de deposición por pulverización catódica del TO 2 conduce a costes significativamente elevados asociados con la fabricación de recubrimientos de baja E que incluyan tal(es) capa(s).
La invención se define por las reivindicaciones adjuntas. Las realizaciones de ejemplo de esta invención resuelven estos problemas proporcionando una película multicapa de alto índice (alto valor de índice de refracción n, medido a 550 nm) y baja absorción (bajo valor k, medido a 400 nm) en un recubrimiento de baja E, en el que la película multicapa de alto índice global tiene una tasa de deposición por pulverización catódica más alta que únicamente el TiO2 de grosor similar, la película multicapa de alto índice global tiene una estabilidad térmica mejorada en comparación con el TiO2 de grosor similar y el uso de la película multicapa de alto índice global no afecta significativamente de manera adversa al rendimiento óptico del recubrimiento de baja E en comparación con el uso de TiO2 de grosor similar. Las realizaciones de ejemplo de esta invención se refieren a un artículo recubierto que incluye un recubrimiento de baja emisividad (baja E) que tiene al menos una capa reflectante de infrarrojos (IR) de un material tal como plata u oro y al menos una película bicapa dieléctrica de alto índice de refracción. La película bicapa dieléctrica de alto índice puede ser, o incluir, una primera capa de alto índice de, o que incluye, ZrSiN y/o ZrSiAlN y una segunda capa de alto índice de, o que incluye, óxido de titanio (por ejemplo, TO 2), que se ha descubierto que mejora la tasa de deposición del recubrimiento y también mejora/aumenta las propiedades de ganancia de calor solar del artículo recubierto en aplicaciones monolíticas o de IG. La primera capa de alto índice de, o que incluye, ZrSiN y/o ZrSiAlN puede ser amorfa o sustancialmente amorfa, y la segunda capa de alto índice de, o que incluye, óxido de titanio puede ser sustancialmente cristalina en determinadas realizaciones de ejemplo, siendo el aspecto amorfo el que ayuda al recubrimiento de baja E a soportar mejor el tratamiento térmico (HT) opcional, tal como el templado térmico. La película bicapa dieléctrica de alto índice tiene una tasa de pulverización catódica más rápida que el TiO2 de grosor similar, ya que la parte de ZrSiN y/o ZrSiAlN de la película bicapa tiene una tasa de deposición por pulverización catódica significativamente más rápida que el TO 2, conduciendo de ese modo a menores costes asociados con la producción de recubrimientos de baja E. La película bicapa de alto índice puede ser una capa dieléctrica de alto índice transparente en realizaciones preferidas, que puede proporcionarse con fines antirreflectantes y/o de ajuste del color, además de tener estabilidad térmica. En determinadas realizaciones de ejemplo, el recubrimiento de baja E puede usarse en aplicaciones tales como ventanas monolíticas o de vidrio aislante (IG) o ventanas de vehículos.
En una realización de ejemplo de esta invención, se proporciona un artículo recubierto que incluye un recubrimiento soportado por un sustrato de vidrio, comprendiendo el recubrimiento: una primera película dieléctrica sobre el sustrato de vidrio; una capa reflectante de infrarrojos (IR) sobre el sustrato de vidrio, situada sobre al menos la primera película dieléctrica; una segunda película dieléctrica sobre el sustrato de vidrio, situada sobre al menos la capa reflectante de IR; y en el que al menos una de las películas dieléctricas primera y segunda comprende (a) una primera capa dieléctrica de alto índice que comprende un nitruro de Zr y Si, en el que la primera capa dieléctrica de alto índice contiene más Zr que Si, y (b) una segunda capa dieléctrica de alto índice que comprende un óxido de titanio que está en contacto directo con la primera capa dieléctrica de alto índice.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en sección transversal de un artículo recubierto según una realización de ejemplo de esta invención.
La figura 2 es un gráfico en el que se exponen los apilamientos de capas con grosores en unidades de nm, las tasas de deposición y los valores de SHGC para los ejemplos comparativos 1-2 (EC 1-2) y los ejemplos 1-5.
Descripción detallada de las realizaciones de ejemplo de la invención
En referencia ahora a los dibujos, en los que los números de referencia similares indican partes similares en las distintas vistas.
Los artículos recubiertos en el presente documento pueden usarse en aplicaciones tales como ventanas monolíticas, unidades de ventana de IG tales como ventanas residenciales, puertas de patio, ventanas de vehículos, y/o cualquier otra aplicación adecuada que incluya sustratos simples o múltiples tales como sustratos de vidrio.
Las realizaciones de ejemplo de esta invención proporcionan al menos una película 11 multicapa de alto índice (alto valor de índice de refracción n, medido a 550 nm) y baja absorción (bajo valor k, medido a 400 nm) en un recubrimiento de baja E, en el que la película 11 multicapa de alto índice global tiene una tasa de deposición por pulverización catódica más alta que únicamente el TiO2 de grosor similar. La película 11 multicapa de alto índice global tiene una estabilidad térmica mejorada en comparación con el TiO2 de grosor similar, y el uso de la película 11 multicapa de alto índice global no afecta significativamente de manera adversa al rendimiento óptico del recubrimiento de baja E en comparación con el uso de TiO2 de grosor similar. Las realizaciones de ejemplo de esta invención se refieren a un artículo recubierto que incluye un recubrimiento de baja emisividad (baja E) que tiene al menos una capa reflectante de infrarrojos (IR) de un material tal como plata u oro y al menos una película 11 multicapa de alto índice. La película 11 multicapa puede estar compuesta por dos o más capas de alto índice en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, y puede ser una película bicapa. Por ejemplo, las películas 11 bicapa dieléctricas de alto índice mostradas en la figura 1 pueden ser, o incluir, cada una una primera capa 2 de alto índice de, o que incluye, ZrSiN y/o ZrSiAlN (en diversas estequiometrías), y una segunda capa 3 de alto índice de, o que incluye, óxido de titanio (por ejemplo, TiO2). La primera capa 2 de alto índice de, o que incluye, ZrSiN y/o ZrSiAlN puede ser amorfa o sustancialmente amorfa, y la segunda capa 3 de alto índice de, o que incluye, óxido de titanio puede ser sustancialmente cristalina en determinadas realizaciones de ejemplo, siendo el aspecto amorfo el que ayuda al recubrimiento de baja E a soportar mejor el tratamiento térmico (HT) opcional, tal como el templado térmico. La película 11 bicapa dieléctrica de alto índice tiene una tasa de pulverización catódica más rápida que el TiO2 de grosor similar, ya que la parte 2 de ZrSiN y/o ZrSiAlN de la película 11 bicapa tiene una tasa de deposición por pulverización catódica significativamente más rápida que el TiO2, conduciendo de ese modo a menores costes asociados con la producción de recubrimientos de baja E. La película 11 de alto índice puede ser una capa dieléctrica de alto índice transparente en realizaciones preferidas, que puede proporcionarse con fines antirreflectantes y/o de ajuste del color, además de tener estabilidad térmica. En determinadas realizaciones de ejemplo, el recubrimiento de baja E puede usarse en aplicaciones tales como unidades de ventana monolíticas o de vidrio aislante (IG) o ventanas de vehículos.
Las representaciones químicas en el presente documento en las que se incluye el Zr se proporcionan con fines de simplificación y comprensión, y no son necesariamente estequiométricas. Por ejemplo, ZrSiN no significa que se proporcionen cantidades iguales de Zr, Si y N. Como otro ejemplo, ZrSiAlN no significa que se proporcionen cantidades iguales de Zr, Si, Al y N. En cambio, por ejemplo y sin limitación, una capa de ZrSiN puede incluir más Zr que Si, y así sucesivamente. Como otro ejemplo, una capa de ZrSiAlN puede contener más Zr que Si, y más Cr que Al.
El “tratamiento térmico” (HT) y términos similares, tales como “tratamiento térmico” y “tratado térmicamente”, tal como templado térmico, refuerzo térmico y/o curvado térmico, tal como se usan en el presente documento, significa el tratamiento térmico del sustrato de vidrio y del recubrimiento sobre el mismo a una temperatura de al menos 580°C durante al menos 5 minutos. Un ejemplo de tratamiento térmico es el tratamiento térmico a una temperatura de aproximadamente 600-650°C durante al menos 8 minutos.
“Película”, tal como se usa en el presente documento, significa una o más capas. Por tanto, en la realización de la figura 1, por ejemplo, hay una película dieléctrica por debajo de la capa 5 reflectante de IR compuesta por una, dos, tres o las cuatro capas 1, 2, 3, 4. Las películas 11 multicapa de alto índice en la realización de ejemplo de la figura 1 incluyen cada una dos capas 2, 3, aunque pueden incluir más películas en otras realizaciones de ejemplo.
Se ha descubierto que la adición de Zr a SiAIN y SiN permite ampliar su ancho de banda prohibida y, por tanto, disminuye considerablemente la absorción óptica (k) al tiempo que aumenta el índice de refracción (n). También se ha descubierto que estos materiales son estables frente al calor (por ejemplo, la variación del índice de refracción n puede ser baja debido al HT, tal como el templado térmico a aproximadamente 650°C). Por tanto, la adición de Zr a SiAlN y SiN proporciona una mejora en la técnica porque hace que la capa resultante tenga un índice de refracción más alto y un coeficiente de absorción más bajo. En determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, se proporciona suficiente Zr en la(s) capa(s) 2 de, o que incluye(n), ZrSiN y/o ZrSiAlN para que la(s) capa(s) 2 tenga(n) un alto índice de refracción (n) de al menos 2,21, más preferiblemente de al menos 2,25, incluso más preferiblemente de al menos 2,30 (a 550 nm).
Un ejemplo de contenido metálico de una capa 2 de ZrSiAlN es el siguiente con respecto a la razón atómica: Zr:Si:Al ^ 62,6: 31,3: 6,7: 30.7. En otras palabras, el Zr constituye el 62,6%, el Si constituye el 6,7% y el Al constituye el 30,7% del contenido metálico de la capa 2 nitrurada en cuanto a % atómico. En determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, el contenido metálico de la(s) capa(s) 2 dieléctrica(s) de ZrSiN y/o ZrSiAlN puede contener (i) desde el 30-80% de Zr, más preferiblemente desde el 35-75% de Zr, incluso más preferiblemente desde el 55-70% de Zr (% atómico); (ii) desde el 0-50% de Si, más preferiblemente desde el 3-25% de Si, incluso más preferiblemente desde el 3-15% de Si (% atómico); y (iii) desde el 10-60% de Al, más preferiblemente desde el 15-50% de Al, incluso más preferiblemente desde el 20-40% de Al y lo más preferiblemente desde el 25-36% de Al (% atómico). Obsérvese que el Si se considera en el presente documento un metal. En determinadas realizaciones de ejemplo, la(s) capa(s) 2 contiene(n) más Zr que Si, y más Zr que Al, en cuanto a porcentaje atómico. En determinadas realizaciones de ejemplo, el Zr tiene el mayor contenido metálico de cualquier metal en la(s) capa(s) 2, y/o el Al tiene el segundo mayor contenido metálico de cualquier metal en la(s) capa(s) 2. En determinadas realizaciones de ejemplo, la capa 2 contiene al menos dos veces más Zr que Si, más preferiblemente al menos tres veces más Zr que Si, incluso más preferiblemente al menos cuatro veces más Zr que Si y lo más preferiblemente al menos cinco veces más Zr que Si (en cuanto a % atómico). En determinadas realizaciones de ejemplo, la(s) capa(s) contiene(n) al menos 1,2 veces más Zr que Al, más preferiblemente al menos 1,4 veces más Zr que Al y lo más preferiblemente al menos 1,7 veces más Zr que Al (en cuanto a % atómico). Por ejemplo, cuando la capa 2 contiene el 31% de Al y el 63% de Zr, contiene 2,032 veces más Zr que Al (es decir, 63/31 = 2,032).
El contenido metálico de la(s) capa(s) 2 dieléctrica(s) de ZrSiN y/o ZrSiAlN está preferiblemente libre de, o sustancialmente libre de, Ti y/o Nb. La(s) capa(s) 2 puede(n) contener desde el 0-10% de Ti, más preferiblemente desde el 0-5% de Ti y lo más preferiblemente desde el 0-2% de Ti (% atómico), y/o desde el 0-10% de Nb, más preferiblemente desde el 0-5% de Nb y lo más preferiblemente desde el 0-2% de Nb.
Aunque no se prefiere el oxígeno en las capas 2 dieléctricas de alto índice de ZrSiN y/o ZrSiAlN que se comentan en el presente documento, es posible que estas capas puedan contener una pequeña cantidad de oxígeno, especialmente en vista de la diafonía de la capa 3 de óxido de titanio adyacente que también se deposita por pulverización catódica. Por ejemplo, las capas 2 dieléctricas de alto índice de ZrSiN y/o ZrSiAlN pueden contener desde el 0-10% de oxígeno, más preferiblemente desde el 0-5% de oxígeno y lo más preferiblemente desde el 0-4% de oxígeno (% atómico).
La capa 3 dieléctrica de alto índice de, o que incluye, óxido de titanio (por ejemplo, TiO2) puede o no estar dopada con otros elementos en diferentes realizaciones de esta invención. En las realizaciones preferidas, el Ti tiene el mayor contenido metálico (por ejemplo, al menos el 70%, más preferiblemente al menos el 80% y lo más preferiblemente al menos el 90 o el 95%) de cualquier metal en las capas 3 de óxido de titanio comentadas en el presente documento.
La figura 1 es una vista en sección transversal de un artículo recubierto según una realización de ejemplo de esta invención. El artículo recubierto incluye un sustrato de vidrio S (por ejemplo, un sustrato de vidrio transparente, verde, de color bronce o verde azulado con un grosor de desde aproximadamente 1,0 hasta 10,0 mm, más preferiblemente con un grosor de desde aproximadamente 1,0 mm hasta 6,0 mm) y un recubrimiento multicapa (o sistema de capas) proporcionado sobre el sustrato S, ya sea directa o indirectamente. El ejemplo de recubrimiento de baja E según la realización de la figura 1 puede incluir una capa 2 de índice medio opcional de un material tal como nitruro de silicio (por ejemplo, Si3N4) y/u oxinitruro de silicio, una primera película 11 dieléctrica multicapa de alto índice por debajo de la capa reflectante de infrarrojos y compuesta por una primera capa 2 dieléctrica de alto índice de, o que incluye, ZrSiN y/o ZrSiAlN, y una segunda capa 3 dieléctrica de alto índice de, o que incluye, óxido de titanio (por ejemplo, TiO2), una capa 4 de contacto inclusiva de óxido de zinc y/o estannato de zinc (por ejemplo, ZnOx, donde “x” puede ser aproximadamente 1; o ZnAlOx), una capa 5 reflectante de IR (infrarrojos) de, o que incluye, plata u oro, o similares, una capa 6 de contacto superior de, o que incluye, un óxido de Ni y/o Cr (por ejemplo, NiCrOx) u otro material adecuado, una segunda película 11 dieléctrica multicapa de alto índice sobre al menos la capa 5 reflectante de IR y compuesta por una primera capa 2 dieléctrica de alto índice de, o que incluye, ZrSiN y/o ZrSiAlN y una segunda capa 3 dieléctrica de alto índice de, o que incluye, óxido de titanio (por ejemplo, TiO2), otra capa 1 de índice medio de, o que incluye, un material tal como nitruro de silicio (por ejemplo, Si3N4) y/u oxinitruro de silicio sobre la segunda película 11 multicapa de alto índice, y una sobrecapa 6 de, o que incluye, un material de bajo índice tal como óxido de silicio (por ejemplo, SiO2 ). Las capas 1 de nitruro de silicio pueden incluir además Al u oxígeno, y la capa 4 a base de óxido de zinc puede incluir también estaño y/o aluminio. También pueden proporcionarse otras capas y/o materiales en el recubrimiento en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, y también es posible que se retiren o dividan determinadas capas en determinados casos de ejemplo. Además, una o más de las capas comentadas anteriormente pueden estar dopadas con otros materiales en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención. La presente invención no se limita al apilamiento de capas mostrado en la figura 1, ya que el apilamiento de la figura 1 se proporciona a modo de ejemplo únicamente para ilustrar una ubicación, o ubicaciones, de ejemplo para las películas 11 de alto índice. Mientras que la realización de la figura 1 contiene dos películas 11 multicapa de alto índice, esta invención no está tan limitada y cualquiera de las películas 11 en la realización de la figura 1 puede omitirse en determinadas realizaciones alternativas de esta invención. Como otra modificación a modo de ejemplo, y en consonancia con los ejemplos 3-5 del presente documento, la capa 2 dieléctrica inclusiva de Zr puede omitirse en la película 11 de alto índice superior, dejando que el óxido de titanio constituya la capa de alto índice en la parte superior del apilamiento de capas.
En los casos monolíticos, el artículo recubierto incluye sólo un sustrato, tal como sustrato de vidrio S (véase la figura 1). Sin embargo, los artículos recubiertos monolíticos en el presente documento pueden usarse en dispositivos tales como unidades de ventana de IG, por ejemplo. Normalmente, una unidad de ventana de IG puede incluir dos o más sustratos espaciados con un espacio de aire definido entre ellos. Ejemplos de unidades de ventana de IG se ilustran y describen, por ejemplo, en las patentes estadounidenses n.os 5.770.321, 5.800.933, 6.524.714, 6.541.084 y el documento US 2003/0150711. Por ejemplo, el sustrato de vidrio recubierto mostrado en la figura 1 puede acoplarse a otro sustrato de vidrio a través de espaciadores o selladores con un espacio definido entre ellos en una unidad de ventana de IG. En determinados casos de ejemplo, el recubrimiento puede proporcionarse en el lado del sustrato de vidrio S que da al hueco, es decir, la superficie n.° 2 o la superficie n.° 3. En otras realizaciones de ejemplo, la unidad de ventana de IG puede incluir láminas de vidrio adicionales (por ejemplo, la unidad de IG puede incluir tres láminas de vidrio espaciadas en lugar de dos).
La capa 4 de contacto inferior dieléctrica transparente puede ser de, o incluir, óxido de zinc (por ejemplo, ZnO), estannato de zinc u otro material adecuado. El óxido de zinc de la capa 4 puede contener también otros materiales tales como Al (por ejemplo, para formar ZnAlOx) o Sn en determinadas realizaciones de ejemplo. Por ejemplo, en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, la capa 4 de óxido de zinc puede estar dopada con desde aproximadamente el 1 hasta el 10% de Al (o B), más preferiblemente desde aproximadamente el 1 hasta el 5% de Al (o B) y lo más preferiblemente desde aproximadamente el 2 hasta el 4% de Al (o B). El uso de óxido de zinc 4 bajo la plata de la capa 5 permite obtener una excelente calidad de la plata. La capa 4 de óxido de zinc se deposita normalmente en un estado cristalino. En determinadas realizaciones de ejemplo (por ejemplo, que se comentarán más adelante), la capa 4 inclusiva de óxido de zinc puede formarse a través de pulverización catódica de un objetivo de pulverización catódica de magnetrón giratorio de metal o ZnO cerámico.
Preferiblemente, la capa 5 reflectante de infrarrojos (IR) es sustancial o totalmente metálica y/o conductora, y puede comprender o consistir esencialmente en plata (Ag), oro o cualquier otro material reflectante de IR adecuado. La plata de la capa 5 reflectante de IR puede estar dopada con otro(s) material(es), tal(es) como, por ejemplo, con Pd, Zn o Cu, en determinadas realizaciones de ejemplo. La capa 5 reflectante de IR ayuda a que el recubrimiento tenga características de baja E y/o buen control solar, tales como baja emitancia, baja resistencia de lámina, etc. Sin embargo, la capa reflectante de IR puede estar ligeramente oxidada en determinadas realizaciones de esta invención. Pueden proporcionarse múltiples capas 5 reflectantes IR a base de plata espaciadas en el recubrimiento de baja E por al menos una capa dieléctrica, en apilamientos dobles o triples de plata que incluyen las capas de alto índice comentadas en el presente documento en determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención.
La capa 6 de contacto superior está situada sobre, y en contacto directo con, la capa 5 reflectante de IR, y puede ser de, o incluir, un óxido de Ni y/o Cr en determinadas realizaciones de ejemplo. En determinadas realizaciones de ejemplo, la capa 6 de contacto superior puede ser de, o incluir, óxido de níquel (Ni), óxido de cromo (Cr) o un óxido de aleación de níquel tal como óxido de níquel-cromo (NiCrOx), u otro(s) material(es) adecuado(s) tal(es) como NiCrMoOx, NiCrMo, Ti, NiTiNbOx, TiO2 o NiCr metálico. La capa 6 de contacto puede o no estar graduada por oxidación en diferentes realizaciones de esta invención. La graduación por oxidación significa que el grado de oxidación en la capa cambia a través del grosor de la capa, de modo que, por ejemplo, una capa de contacto puede estar graduada de modo que esté menos oxidada en la superficie de contacto con la capa 5 reflectante de IR inmediatamente adyacente que en una parte de la capa de contacto más alejada o más distante de la capa reflectante de IR inmediatamente adyacente. La capa 6 de contacto puede o no ser continua en diferentes realizaciones de esta invención a lo largo de toda la capa 5 reflectante de IR.
También puede(n) proporcionarse otra(s) capa(s) por debajo o por encima del recubrimiento ilustrado en la figura 1. Por tanto, mientras el recubrimiento o sistema de capas está “sobre” o “soportado por” el sustrato S (directa o indirectamente), puede(n) proporcionarse otra(s) capa(s) entre ellas. Así, por ejemplo, el recubrimiento de la figura 1 puede considerarse “sobre” y “soportado por” el sustrato S incluso si se proporciona(n) otra(s) capa(s) entre la capa 1 y el sustrato S. Además, determinadas capas del recubrimiento ilustrado pueden retirarse en determinadas realizaciones, mientras que otras pueden añadirse entre las diversas capas o las diversas capas pueden dividirse con otra(s) capa(s) añadida(s) entre las secciones divididas en otras realizaciones de esta invención.
Aunque pueden usarse diversos grosores en diferentes realizaciones de esta invención, los grosores y materiales de ejemplo de las capas respectivas sobre el sustrato S de vidrio en la realización de la figura 1 pueden ser los siguientes, desde el sustrato de vidrio hacia afuera (por ejemplo, el contenido de Al en las capas de óxido de zinc y nitruro de silicio puede ser de desde aproximadamente el 1-10%, más preferiblemente de desde aproximadamente el 1-5% en determinados casos de ejemplo). Los grosores están en unidades de angstroms (A).
Tabla 1 (Materiales/grosores de ejemplo; realización de la figura 1)
Figure imgf000006_0001
En determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, los artículos recubiertos en el presente documento (por ejemplo, véase la figura 1) pueden tener las siguientes características de baja E (baja emisividad), solares y/u ópticas expuestas en la tabla 2 cuando se miden monolíticamente.
Tabla 2: Características de baja E/solares (monolíticas)
Figure imgf000006_0002
Los ejemplos 1-5 según determinadas realizaciones de ejemplo de esta invención, y dos ejemplos comparativos (EC), se comentan a continuación con referencia a la figura 2.
La figura 2 muestra los apilamientos de capas para el ejemplo comparativo 1 (EC 1), el ejemplo comparativo 2 (EC 2) y los ejemplos 1-5. Los grosores de las capas en la figura 2 están en unidades de nm. Por ejemplo, el EC 1 tenía un apilamiento de capas de: en la figura 2 puede observarse que los ejemplos 1-2 tenían el apilamiento de capas mostrado en la figura 1, y los ejemplos 3-5 tenían el apilamiento de capas mostrado en la figura 1, excepto que se omitió la capa 2 de ZrSiN en el apilamiento dieléctrico superior. Por el contrario, la figura 2 muestra que el EC 1 omitió la capa 3 de TiÜ2 en el apilamiento dieléctrico inferior y el EC 2 omitió la capa 2 de ZrSiN en el apilamiento dieléctrico inferior. Por tanto, el apilamiento dieléctrico superior de EC 1 estaba, según una realización de esta invención, con la película 11, pero el apilamiento dieléctrico inferior de EC 1 no lo estaba. Los valores de SHGC (coeficiente de ganancia de calor solar) se indican en la fila inferior de la figura 2 y las tasas de deposición dieléctrica (DDR) se indican para los respectivos artículos recubiertos en la penúltima fila de la figura 2. Puede observarse que las tasas de deposición de los ejemplos 1-5 fueron sustancialmente más altas que las del EC 2, porque parte de la capa de TiÜ2 en el apilamiento dieléctrico inferior del EC 2 se sustituyó por ZrSiN en los ejemplos 1-5. Sin embargo, puede observarse que el EC 1 tenía un valor de SHGC inferior al de los ejemplos 1-5 porque la capa de TiÜ2 del apilamiento dieléctrico inferior se omitió por completo. Por tanto, puede observarse que el uso de la película 11 bicapa dieléctrica de alto índice compuesta por la capa 2 de ZrSiN y la capa 3 de TiÜ2 en el apilamiento dieléctrico inferior de los ejemplos 1-5 era ventajoso porque (a) permitía un valor de SHGC mejor (más alto) que el EC 1 (se desea un valor de SHGC más alto en aplicaciones en climas fríos) y (b) permitía una tasa de deposición mucho mejor/más rápida y, por tanto, un menor coste de producción, que el EC 2. La figura 2 demuestra que cuanto más gruesa es la capa de TiÜ2 , mayor es el valor de SHGC, pero menor es la tasa de deposición por pulverización catódica y, por tanto, menor es el rendimiento durante la fabricación. Por consiguiente, puede observarse que el uso de la película 11 bicapa dieléctrica de alto índice compuesta por la capa 2 de ZrSiN y la capa 3 de TiÜ2 proporciona una combinación de tasa de deposición más rápida en relación con el EC 2 y un valor de SHGC más alto en relación con el EC 1 y, por tanto, un producto globalmente mejorado. Obsérvese que el uso de la película 11 bicapa dieléctrica de alto índice compuesta por la capa 2 de ZrSiN y la capa 3 de TiO2 puede usarse en uno o en ambos del apilamiento dieléctrico inferior y/o apilamiento dieléctrico superior según diversas realizaciones de esta invención.
Aunque la invención se ha descrito en relación con lo que actualmente se considera la realización más práctica y preferida, debe entenderse que la invención no debe limitarse a la realización dada a conocer, sino que, por el contrario, se pretenden abarcar diversas modificaciones y disposiciones equivalentes incluidas en el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Artículo recubierto que incluye un recubrimiento soportado por un sustrato de vidrio (S), comprendiendo el recubrimiento:
    - una primera película (11) dieléctrica sobre el sustrato de vidrio;
    - una capa (5) reflectante de infrarrojos sobre el sustrato de vidrio, situada sobre al menos la primera película dieléctrica;
    - una segunda película (11) dieléctrica sobre el sustrato de vidrio, situada sobre al menos la capa reflectante de IR; y
    en el que al menos una de las películas dieléctricas primera y segunda comprende: (a) una primera capa (2) dieléctrica de alto índice que comprende un nitruro de Zr y Si, en el que la primera capa dieléctrica de alto índice contiene más Zr que Si, y (b) una segunda capa (3) dieléctrica de alto índice que comprende un óxido de titanio que está en contacto directo con la primera capa dieléctrica de alto índice.
  2. 2. Artículo recubierto según la reivindicación 1, en el que cada una de las capas dieléctricas de alto índice primera y segunda tiene un índice de refracción (n) de al menos 2,21 a 550 nm, preferiblemente de al menos 2,25 a 550 nm.
  3. 3. Artículo recubierto según cualquier reivindicación anterior, en el que la primera capa dieléctrica de alto índice que comprende el nitruro de Zr y Si comprende además Al, preferiblemente en el que la primera capa dieléctrica de alto índice que comprende el nitruro de Zr y Si tiene un contenido metálico que comprende desde el 30-80% de Zr, desde el 3-25% de Si y desde el 15-50% de Al (% atómico), más preferiblemente en el que la primera capa dieléctrica de alto índice que comprende el nitruro de Zr y Si tiene un contenido metálico que comprende desde el 30-80% de Zr, desde el 3-25% de Si y desde el 20-40% de Al (% atómico).
  4. 4. Artículo recubierto según cualquier reivindicación anterior, en el que la primera capa dieléctrica de alto índice que comprende el nitruro de Zr y Si tiene un contenido metálico que comprende desde el 30-80% de Zr y desde el 3-25% de Si (% atómico), preferiblemente en el que la primera capa dieléctrica de alto índice que comprende el nitruro de Zr y Si tiene un contenido metálico que comprende desde el 35-75% de Zr y desde el 3-15% de Si (% atómico).
  5. 5. Artículo recubierto según cualquier reivindicación anterior, en el que la primera capa dieléctrica de alto índice que comprende el nitruro de Zr y Si comprende además Al y contiene más Zr que cada uno de Si y Al (% atómico).
  6. 6. Artículo recubierto según cualquier reivindicación anterior, en el que el Zr tiene el mayor contenido metálico (% atómico) de cualquier metal en la primera capa dieléctrica de alto índice que comprende el nitruro de Zr y Si, preferiblemente en el que la primera capa dieléctrica de alto índice que comprende el nitruro de Zr y Si comprende además Al, y en el que el Al tiene el segundo mayor contenido metálico (% atómico) de cualquier metal en la primera capa dieléctrica de alto índice.
  7. 7. Artículo recubierto según cualquier reivindicación anterior, en el que la primera capa dieléctrica de alto índice que comprende el nitruro de Zr y Si contiene al menos dos veces más Zr que Si, preferiblemente al menos cuatro veces más Zr que Si, y/o en el que la primera capa dieléctrica de alto índice que comprende el nitruro de Zr y Si comprende además Al y contiene al menos 1,4 veces más Zr que Al (% atómico).
  8. 8. Artículo recubierto según cualquier reivindicación anterior, en el que el recubrimiento es un recubrimiento de baja E y tiene una emisividad normal (En) no superior a 0,2, preferiblemente no superior a 0,10.
  9. 9. Artículo recubierto según cualquier reivindicación anterior, en el que la capa que comprende el nitruro de Zr y Si es amorfa o sustancialmente amorfa, y la capa que comprende el óxido de titanio es cristalina, y/o en el que la capa que comprende el nitruro de Zr y Si contiene desde el 0-10% de oxígeno (% atómico).
  10. 10. Artículo recubierto según cualquier reivindicación anterior, en el que cada una de las películas dieléctricas primera y segunda comprende: (a) una primera capa (2) dieléctrica de alto índice que comprende un nitruro de Zr y Si, en el que la primera capa dieléctrica de alto índice contiene más Zr que Si, y (b) una segunda capa (3) dieléctrica de alto índice que comprende un óxido de titanio que está en contacto directo con la primera capa dieléctrica de alto índice, preferiblemente en el que la capa (b) está más cerca de la capa reflectante de IR que la capa (a) en ambas de las películas dieléctricas primera y segunda.
  11. 11. Artículo recubierto según cualquier reivindicación anterior, en el que la capa reflectante de IR comprende plata.
  12. 12. Artículo recubierto según cualquier reivindicación anterior, en el que el recubrimiento comprende además una capa (1) que comprende nitruro de silicio situada entre el sustrato de vidrio y la primera película dieléctrica, y/o en el que el recubrimiento comprende además una capa que comprende nitruro de silicio (1) sobre el sustrato de vidrio y situada sobre la segunda película dieléctrica.
  13. 13. Artículo recubierto según cualquier reivindicación anterior, en el que el recubrimiento comprende además una capa (4) que comprende óxido de zinc situada sobre la primera película dieléctrica y por debajo y en contacto directo con la capa reflectante de IR, y/o en el que el recubrimiento comprende además una capa (6) que comprende Ni y/o Cr situada por encima y en contacto directo con la capa reflectante de IR.
  14. 14. Artículo recubierto según cualquier reivindicación anterior, en el que el recubrimiento comprende además una sobrecapa (8) que comprende óxido de silicio, y/o en el que cada una de las películas dieléctricas primera y segunda consiste esencialmente en dos capas.
  15. 15. Artículo recubierto según cualquier reivindicación anterior, en el que el artículo recubierto está templado térmicamente, y/o en el que el artículo recubierto tiene una transmisión en el visible de al menos el 50%.
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