ES2967924T3 - Recocido por destellos de revestimientos de semiconductor y de óxido conductor transparente - Google Patents

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Abstract

Se proporcionan métodos para procesar artículos recubiertos, tales como transparencias, que comprenden recocido instantáneo de una o más capas del artículo recubierto. La una o más capas pueden ser capas metálicas reflectantes, tales como capas de plata, o comprender un óxido conductor transparente, tal como óxido de indio y estaño, o un semiconductor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Recocido por destellos de revestimientos de semiconductor y de óxido conductor transparente
Campo de la invención
En el presente documento se proporcionan métodos para recocer por destellos revestimientos para artículos que incluyen transparencias y dispositivos ópticos.
Consideraciones técnicas
Los óxidos conductores transparentes (TCO) se usan a menudo en la producción de transparencias arquitectónicas y automotrices, como una capa dieléctrica, así como en dispositivos electroópticos, tales como diodos emisores de luz (LED), por ejemplo, LED orgánicos (OLED) y células solares, tales como células solares fotovoltaicas de película delgada. Los LED y los OLED son dispositivos que tienen una capa emisora que emite radiación electromagnética, tal como luz visible, en respuesta a la aplicación de una corriente eléctrica. La capa emisiva se ubica entre dos electrodos (un ánodo y un cátodo). Cuando pasa corriente eléctrica entre el ánodo y el cátodo (es decir, a través de la capa emisiva), la capa emisiva emite energía electromagnética. Los OLED se usan en numerosas aplicaciones, tales como pantallas de televisión, monitores de ordenador, teléfonos móviles, asistentes digitales personales (PDA), relojes de pulsera, iluminación y diversos otros dispositivos electrónicos. La patente de EE. UU. n.° 9.627.652 describe dispositivos de OLED. Debido a la versatilidad de los TCO en arquitectura, óptica y optoelectrónica, es sumamente deseable tener un método para producir de forma rápida y económica atributos físicos, por ejemplo, eléctricos y/u ópticos, singulares en una capa de semiconductor o TCO.
Los revestimientos de control solar se conocen en los campos de las transparencias arquitectónicas y automotrices. Esos revestimientos bloquean o filtran intervalos seleccionados de radiación electromagnética, tal como en el intervalo de radiación infrarroja solar o ultravioleta solar, para reducir la cantidad de energía solar que entra en el vehículo o edificio. Esta reducción de la transmitancia de energía solar ayuda a reducir la carga sobre las unidades de enfriamiento del vehículo o edificio. En las aplicaciones automotrices, habitualmente se requiere que la transparencia (tal como un parabrisas) tenga una transmitancia de luz visible relativamente alta, tal como más del 70 por ciento, para permitir que los pasajeros vean fuera del vehículo. Para las aplicaciones arquitectónicas, la transmitancia de luz visible puede ser inferior. En algunas aplicaciones arquitectónicas, puede ser deseable tener una superficie exterior reflectante para disminuir la visibilidad hacia dentro del edificio para mantener tanta privacidad como sea posible, al mismo tiempo que se permite que entre luz visible al edificio y se permite también que los trabajadores dentro del edificio vean hacia fuera.
Como apreciará un experto en la materia arquitectónica, el vidrio se usa habitualmente en una forma o bien templada o bien no templada (recocida), dependiendo del uso final deseado del vidrio. Para vidrio recocido, el vidrio se calienta hasta el punto superior de recocido del vidrio y entonces se deja enfriar lentamente por debajo del punto inferior de recocido del vidrio. El vidrio recocido puede cortarse a unas dimensiones finales deseadas, tal como para una puerta, ventana y similares. Para un vidrio aún más fuerte, se usa el templado. En el templado, el vidrio se calienta por encima del punto superior de recocido del vidrio y entonces se enfría rápidamente, tal como dirigiendo un medio de enfriamiento al vidrio, para conferir al vidrio una fuerza de compresión exterior y una fuerza de tracción interior. El vidrio templado es mucho más resistente que el vidrio recocido y se usa en donde la seguridad es un factor importante. Sin embargo, a diferencia del vidrio recocido, el vidrio templado no puede cortarse o se hará añicos. Por lo tanto, en donde se desee vidrio templado, el vidrio debe cortarse a las dimensiones finales deseadas antes de templarse.
Un edificio convencional puede requerir piezas de vidrio tanto recocido (no templado) como templado con revestimientos de control solar. Por ejemplo, puede usarse vidrio recocido con un revestimiento de control solar en las plantas inferiores, mientras que en las plantas superiores se usa vidrio templado con un revestimiento de control solar para una seguridad aumentada. Tanto el vidrio recocido revestido como el vidrio templado revestido deberían tener las mismas características ópticas o unas muy similares para que el edificio mantenga la misma apariencia estética global. Esto causa un problema para los fabricantes de vidrio revestido. El templado de las piezas de vidrio revestidas puede dar como resultado que los productos templados tengan características ópticas o de color diferentes a las de los productos recocidos originales debido a los cambios en el revestimiento provocados por las etapas adicionales de calentamiento y enfriamiento rápido necesarias para templar el vidrio. Esta diferencia de color u otras propiedades ópticas, tales como la transmitancia o reflectancia, entre el vidrio templado revestido y el vidrio recocido revestido no es deseable si los productos recocidos y templados van a usarse en el mismo edificio. Los documentos US 2016/229741, FR 3031 197, FR 3025936 y US 2016/060948 describen métodos para tratar capas de TCO con luz de destellos.
Hacer coincidir la estética del vidrio es difícil. Como consecuencia, sería deseable tener un método para tratar láminas de vidrio revestidas de una forma que altere la estética del vidrio para que coincida con la de las láminas de vidrio templado, permitiendo que se usen dos tipos de vidrio en el mismo edificio sin diferencias significativas en la estética entre los dos tipos de vidrio.
Sumario
De acuerdo con un aspecto de la invención, un método para producir un sustrato revestido que comprende una capa que comprende un óxido conductor transparente o un semiconductor se proporciona de acuerdo con la reivindicación 1.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, un artículo transparente se proporciona de acuerdo con la reivindicación 13.
Breve descripción de los dibujos
La invención se describirá con referencia a las siguientes figuras de los dibujos en donde números de referencia semejantes identifican partes semejantes de principio a fin. A menos que se indique lo contrario, las capas y el elemento representados en las figuras de los dibujos no están a escala y se representan de una forma que facilita la descripción de los elementos y la estructura de los artículos representados.
La figura 1 representa una sección transversal de un artículo que comprende un sustrato y una capa parcialmente recocida por destellos sobre el sustrato.
La figura 2 representa una porción de una unidad de vidrio aislante.
La figura 3 representa una transparencia revestida que comprende una capa de metal discontinua.
La figura 4 representa una porción de una capa de metal discontinua, por ejemplo, como se describe en relación con la figura 3.
La figura 5 representa un artículo de vidrio revestido que tiene una o más capas metálicas reflectantes.
La figura 6 representa un artículo de vidrio revestido que tiene tres capas metálicas reflectantes.
La figura 7 representa esquemáticamente un método para modelar un patrón en un artículo mediante un método de recocido por destellos como se describe en el presente documento.
La figura 8 proporciona una gráfica que muestra la variación de la resistencia laminar como una función del espesor para diversos espesores de capa de ITO.
La figura 9 proporciona una gráfica que muestra la variación de la emisividad como una función del espesor para diversos espesores de capa de ITO.
Las figuras 10A y 10B proporcionan mediciones de Hall, concentración de portadores (la figura 10A) y movilidad (la figura 10B) para capas de ITO de espesor variable depositadas a 0,400 Pa (= 3 mTorr) con el 2,5 % (% en volumen) de oxígeno o 0,533 Pa (= 4 mTorr) con el 1,5 % de oxígeno.
Las figuras 11A y 11B proporcionan gráficas que muestran propiedades ópticas de capas de ITO recocidas por destellos que tienen diferentes cantidades de oxígeno. La figura 11A muestra espectros de transmisión (en %) y la figura 11B muestra espectros de absorción normalizados.
La figura 12 proporciona una gráfica que muestra propiedades ópticas y eléctricas de capas de ITO de espesores variables.
La figura 13A muestra el espectro de coeficientes de absorción para tres muestras de vidrio flotado revestido con ITO en donde el ITO tiene diferentes espectros de absorción. La figura 13B proporciona trazas de XRD para las mismas muestras.
La figura 14 muestra trazas de XRD para cuatro capas de TCO con el mismo coeficiente de absorción, pero diferentes espesores como se indica antes (BF) y después (AF) del tratamiento por destellos.
La figura 15 proporciona una tabla de condiciones de voltaje de destello y mediciones de resistencia laminar para el Ejemplo 7.
La figura 16 proporciona una tabla que muestra el color y la luminosidad visible de un vidrio aislado simulado usando propiedades de revestimiento como se describe en el Ejemplo 7.
La figura 17 proporciona características de rendimiento de centro de vidrio seleccionadas de un vidrio aislado simulado usando propiedades de revestimiento como se describe en el Ejemplo 7.
La figura 18 es una gráfica que compara diversas muestras como se describe en el Ejemplo 8.
La figura 19 es una gráfica que compara ajustes calculados con condiciones de deposición de plata para lograr una coincidencia de color objetivo.
La figura 20 es una gráfica que compara la reducción en AEcmc para una muestra sometida a prueba en comparación con SOLARBAN® 70XL sobre STARPHIRE®.
Descripción de las realizaciones preferidas
Como se usa en el presente documento, los términos "polímero" o "polimérico" incluyen oligómeros, homopolímeros, copolímeros y terpolímeros, por ejemplo, polímeros formados a partir de dos o más tipos de monómeros o polímeros, y un "plástico" es un material que contiene polímero que puede contener opcionalmente aditivos adicionales para alterar una propiedad del material.
Las expresiones "región visible" o "luz visible" se refieren a radiación electromagnética que tiene una longitud de onda en el intervalo de 380 nm a 800 nm. Las expresiones "región infrarroja" o "radiación infrarroja" se refieren a la radiación electromagnética que tiene una longitud de onda en el intervalo de más de 800 nm a 100.000 nm. Las expresiones "región ultravioleta" o "radiación ultravioleta" significan la energía electromagnética que tiene una longitud de onda en el intervalo de 300 nm a menos de 380 nm. Por "transparente" se entiende que tiene una transmisión de luz visible de más del 0 % hasta el 100 %. Por "translúcido" se entiende que permite que la energía electromagnética (por ejemplo, luz visible) pase a su través, pero difundiendo esta energía de tal forma que los objetos en el lado opuesto al espectador no sean claramente visibles. Aunque una "transparencia" convencional puede tener suficiente transmisión de luz visible de tal modo que los materiales pueden verse a través de la transparencia, no es necesario que una "transparencia" sea transparente a la luz visible, sino que puede ser translúcida u opaca.
Como se usa en el presente documento, el término "película" se refiere a una región de revestimiento de una composición de revestimiento deseada o seleccionada. Una "capa" puede comprender una o más "películas", y un "revestimiento" o "pila de revestimientos" puede comprender una o más "capas". El término "reflectividad asimétrica" significa que la reflectancia de la luz visible del revestimiento desde un lado es diferente a la del revestimiento desde el lado opuesto. La expresión "espesor crítico" significa un espesor por encima del cual un material de revestimiento forma una capa continua e ininterrumpida y por debajo del cual el material de revestimiento forma regiones o islas discontinuas del material de revestimiento en lugar de una capa continua. El término "espesor subcrítico" significa un espesor por debajo del espesor crítico de tal modo que el material de revestimiento forma regiones aisladas y no conectadas del material de revestimiento. La expresión "en islas" significa que el material de revestimiento no es una capa continua sino que, más bien, el material se deposita para formar regiones aisladas o islas.
En el presente documento se proporcionan métodos para mejorar uno o más atributos físicos de un artículo revestido o una capa de revestimiento de un artículo revestido, como se hallan en objetos revestidos o transparencias, tales como los que se hallan en vidrio arquitectónico, transparencias de vehículos, diodos emisores de luz (LED), LED orgánicos, celdas fotovoltaicas, dispositivos electroópticos, etc. En algunos aspectos, los artículos revestidos descritos son útiles en dispositivos LED u OLED de emisión inferior o de emisión superior, celdas solares, tales como células solares fotovoltaicas de película delgada. Por ejemplo, un LED u OLED puede usar al menos un óxido conductor transparente como un electrodo, a través del cual pasa luz y se extrae desde la capa emisiva. Los TCO para su uso como un electrodo para un dispositivo LED deberían tener una resistencia laminar baja. Ha de entenderse que los métodos y artículos descritos en el presente documento no se limitan a tales usos. Por lo tanto, ha de entenderse que las realizaciones ilustrativas divulgadas específicamente se presentan simplemente para explicar los conceptos generales de la invención y que la invención no se limita a estos ejemplos específicos.
El recocido por destellos es un proceso mediante el cual un artículo que comprende al menos una capa sobre un sustrato se destella con uno o más pulsos de luz visible, dando como resultado una transformación física de las una o más capas por el destello de luz visible. Cualquier fuente de luz visible que pueda producir un destello de suficiente flujo luminoso (tiempo de energía-1) para recocer por destellos un artículo dentro del contexto de la presente divulgación puede usarse en los métodos descritos en el presente documento. Los métodos pueden utilizar un destello de amplio espectro, tal como un destello de lámpara de xenón, que varía de 1 a 10,0 J/cm2, e incrementos entremedias, por ejemplo, de 3,5 a 6,0 J/cm2, y preferentemente de 4,0 a 5,0 J/cm2. En algunos aspectos, la longitud de pulso varía de 0,1 ms a 10 ms, y los incrementos entremedias, de 0,2 ms a 2 ms, e incrementos entremedias, por ejemplo, de 250 |js a 1 ms, 500 js , 650 js , 670 js . Una energía de destello excesiva dañará la capa seleccionada como objetivo. Las lámparas útiles para generar destellos incluyen lámparas de descarga gaseosa, tales como lámparas de helio o de xenón y lámparas de vapor de metal, tales como una lámpara de vapor de mercurio. Pueden usarse lámparas de descarga de múltiples vapores para lograr una distribución espectral más uniforme. En un aspecto, la lámpara es una lámpara de destellos de descarga de xenón. En diversos aspectos de la invención, un único destello es capaz de modificar suficientemente una o más cualidades físicas de una capa. Un "pulso de un único destello" incluye: la exposición de la transparencia o una porción de la misma a un pulso; dos o más pulsos que destellan diferentes porciones de la transparencia, o dos o más pulsos superpuestos en donde cada pulso de los pulsos superpuestos destella un área o porción diferente de la transparencia, pero las dos porciones destellan uno o más puntos superpuestos en la superficie de la transparencia.
Los artículos descritos en el presente documento se revisten y se procesan de otro modo mediante métodos y sistemas convencionales, por ejemplo, mediante un sistema de deposición por pulverización catódica con magnetrón en línea. Los artículos pueden transportarse a y desde diversos sistemas de deposición o puestos de tratamiento mediante métodos y sistemas de transporte convencionales. El destellado de los artículos puede realizarse a temperatura ambiente, habitualmente en el intervalo de 20 °C a 30 °C, tal como a 22 °C o 25 °C, aunque el destellado puede realizarse a temperaturas fuera de este intervalo, tal como de 15 °C a 50 °C. En algunos aspectos, uno o más tubos de destellos se colocan en su posición sobre un transportador y a una distancia adecuada del transportador para destellar el artículo a una intensidad deseable. Un sistema transportador mueve el artículo en relación con el/los tubo(s) de destellos, y la temporización del movimiento del transportador puede coordinarse, por ejemplo, mediante un control por ordenador, con destelleo del artículo de tal modo que se aplican uno o más destellos a cualquier posición dada en el artículo. Para artículos más grandes, pueden usarse múltiples destellos para destellar todas las posiciones en la superficie del artículo, y los destellos pueden superponerse o ser contiguos entre sí de tal modo que la superficie del artículo se destella con una cantidad suficiente de luz para transformar uno o más atributos físicos del artículo, como se describe en el presente documento, tales como, sin limitación: resistencia laminar, emisividad, conductancia, color o transmitancia.
En los métodos y artículos descritos en el presente documento, un sustrato se reviste con al menos una capa que se recuece por destellos. Los sustratos ilustrativos incluyen sustratos transparentes u opacos, tales como sustratos que comprenden, sin limitación, vidrio, plástico, cristal, metal, cerámica o combinaciones de los mismos. Los ejemplos no limitantes de vidrio que pueden usarse como un sustrato incluyen vidrio claro, Starphire®, Solargreen®, Solextra®, GL-20®, GL-35™, Solarbronze®, vidrio Solargray®, vidrio Pacifica®, vidrio SolarBlue®, vidrio Solarphire®, vidrio Solarphire PV® y vidrio Optiblue®, todos ellos disponibles comercialmente en PPG Industries Inc. de Pittsburgh, Pensilvania. Por ejemplo, los vidrios pueden incluir vidrio de silicato sodo-cálcico convencional, vidrio de borosilicato o vidrio emplomado. El vidrio puede ser vidrio claro. Por "vidrio claro" se entiende vidrio no tintado o no coloreado. Como alternativa, el vidrio puede ser vidrio tintado o coloreado de otro modo. El vidrio puede ser vidrio recocido o tratado térmicamente. Como se usa en el presente documento, la expresión "tratado térmicamente" significa templado o al menos parcialmente templado. El vidrio puede ser de cualquier tipo, tal como el vidrio flotado convencional, y puede ser de cualquier composición que tenga cualquier propiedad óptica, por ejemplo, cualquier valor de transmisión visible, transmisión ultravioleta, transmisión infrarroja y/o transmisión de energía solar total. Por "vidrio flotado" se entiende un vidrio formado por un proceso de flotación convencional en el que el vidrio fundido se deposita en un baño de metal fundido y se enfría de manera controlable para formar una cinta de vidrio flotado. Se divulgan ejemplos de procesos de vidrio flotado en las patentes de EE. u U. n.os 4.466.562 y 4.671.155. Como se usa en el presente documento, la expresión "revestimiento de control solar" se refiere a un revestimiento compuesto por una o más capas o películas que afectan a las propiedades solares del artículo revestido, tales como, pero sin limitación, la cantidad de radiación solar, por ejemplo, radiación visible, infrarroja o ultravioleta, reflejada de, absorbida por o que pasa a través del artículo revestido; coeficiente de sombreado; emisividad, etc.
Los ejemplos de materiales de sustrato adecuados adicionales incluyen, pero sin limitación, sustratos plásticos, tales como polímeros acrílicos, tales como poliacrilatos; polialquilmetacrilatos, tales como polimetilmetacrilatos, polietilmetacrilatos, polipropilmetacrilatos y similares; poliuretanos; policarbonatos; polialquiltereftalatos, tales como polietilentereftalato (p Et ), polipropilentereftalatos, polibutilentereftalatos y similares; polímeros que contienen polisiloxano; o copolímeros de cualquier monómero para preparar estos, o cualquier mezcla de los mismos; sustratos cerámicos; sustratos de vidrio; o mezclas o combinaciones de cualquiera de los anteriores.
Las capas aplicadas sobre el sustrato a menudo comprenden metales, óxidos, semiconductores y dieléctricos, incluyendo metales transparentes, óxidos de metal, óxidos conductores, semiconductores y dieléctricos. Las propiedades físicas o los atributos físicos incluyen: transmitancia; absorción; color; emisividad; resistencia laminar; conductancia, por ejemplo, concentración de portadores o movilidad de portadores; cristalinidad o estructura cristalina; coeficiente de refracción; o resonancia de plasmones superficiales, entre otros efectos, solos o en combinación. Las capas adicionales pueden incluir capas protectoras o de sobrerrevestimiento, tales como capas de sílice o de aluminiosílice como se conocen ampliamente, por ejemplo, como se describe adicionalmente a continuación en el contexto de diversos aspectos de la divulgación.
Las capas de revestimiento descritas en el presente documento pueden depositarse mediante cualquier método convencional, tal como, pero sin limitación, métodos de deposición química en fase de vapor (CVD) o de deposición física en fase de vapor (PVD) convencionales. Los ejemplos de procesos de PVD incluyen la evaporación térmica o por haz de electrones y la pulverización catódica por vacío (tal como la deposición en fase de vapor por pulverización catódica con magnetrón (MSVD)). También podrían usarse otros métodos de revestimiento, tales como, pero sin limitación, deposición sol-gel. En un aspecto, el revestimiento puede depositarse mediante MSVD. Ejemplos de dispositivos y métodos de revestimiento por MSVD serán bien entendidos por un experto en la materia y se describen, por ejemplo, en las patentes de EE. UU. n.os 4.379.040; 4.861.669; 4.898.789; 4.898.790; 4.900.633; 4.920.006; 4.938.857; 5.328.768; y 5.492.750.
De acuerdo con un aspecto, se proporciona un método para producir un sustrato revestido que comprende una capa de un óxido conductor transparente o un semiconductor. Los ejemplos no limitantes de óxidos conductores transparentes incluyen: óxidos de titanio, hafnio, circonio, niobio, zinc, bismuto, plomo, indio, estaño y mezclas de los mismos, y pueden doparse con otros elementos, tales como galio o aluminio. Los ejemplos específicos de óxidos conductores transparentes incluyen, sin limitación: óxido de indio y estaño, óxido de indio y zinc, óxido de estaño fluorado ("FTO"), un óxido de zinc dopado, tal como óxido de zinc dopado galio, con aluminio o con estaño ("GZO", "AZO" y "TZO", respectivamente), o un dióxido de titanio dopado, tal como TiO2 dopado con niobio ("NTO"). Los óxidos conductores transparentes adecuados incluyen óxidos conductores transparentes deficientes en oxígeno. Por "óxido conductor transparente deficiente en oxígeno" se entiende que el óxido conductor se deposita en condiciones, tal como mediante pulverización catódica, por ejemplo, mediante MSVD, en una atmósfera inerte, tal como una atmósfera de argón con una cantidad de subsaturación de oxígeno, produciendo el TCO deficiente en oxígeno o subestequiométrico. Los TCO deficientes en oxígeno, tales como ITO deficiente en oxígeno, son ampliamente conocidos y son fabricados fácilmente por los expertos en la materia. Como se usa en el presente documento, un porcentaje mencionado de oxígeno en una atmósfera de pulverización catódica se refiere al porcentaje en volumen. Los ejemplos no limitantes de semiconductores que pueden recocerse por destellos de acuerdo con los métodos descritos en el presente documento incluyen: como un ejemplo, el recocido por destellos de capas de silicio amorfo para producir películas de germanio y silicio policristalino.
El método comprende además depositar sobre al menos una porción de un sustrato en una atmósfera inerte una capa de semiconductor o de óxido de metal transparente que tiene un coeficiente de absorción a una longitud de onda en el espectro visible de al menos 1.000 cm-1; y destellar al menos una porción de la capa de semiconductor o de óxido conductor transparente a una temperatura que varía de 15 °C a 50 °C, o que varía de 20 °C a 30 °C, con una energía de pulso que varía de 3,5 J/cm2 a 6,0 J/cm2, de luz no coherente dentro del espectro visible que incluye luz a la longitud de onda en el espectro visible de la cual la capa tiene un coeficiente de absorción de al menos 1.000 cm1. En un aspecto, el pulso es un único pulso, lo que es suficiente para, por ejemplo, disminuir sustancialmente la resistencia laminar, aumentar la conductancia, disminuir la emisividad y aumentar la transmitancia de la capa y el artículo en su conjunto. En un aspecto, la capa de semiconductor o de óxido de metal transparente es una capa de óxido conductor transparente, y en un aspecto es una capa de óxido de indio y estaño, o una capa de óxido de indio y estaño deficiente en oxígeno que tiene un espesor que varía de 200 a 400 nm, o de 200 a 300 nm, por ejemplo, 250 nm.
Una característica de los óxidos conductores transparentes, tales como ITO, y semiconductores que hallan uso como revestimientos, por ejemplo, en sustratos transparentes, es que estos tienen un coeficiente de absorción que puede optimizarse o modificarse. Por ejemplo, los óxidos conductores transparentes deficientes en oxígeno, tales como óxido de indio y estaño deficiente en oxígeno como un ejemplo, tienen un coeficiente de absorción suficientemente grande a ciertas longitudes de onda, de tal modo que la luz a esas longitudes de onda no puede penetrar completamente en el espesor completo de una capa de ese material para permitir el recocido por destellos a través de todo el espesor de la capa. Por lo tanto, una puesta en coincidencia suficiente del coeficiente de absorción y el espesor de una capa con la intensidad y el espectro de descarga de lámpara de tal modo que la profundidad de penetración de la luz producida por la lámpara que es capaz de recocer por destellos la capa no penetra completamente en todo el espesor de la capa dará como resultado una capa dividida o bifurcada con diferentes atributos físicos de la porción destellada de la capa en comparación con la porción no destellada de la capa en la que la luz no penetró en un grado suficiente. Un espesor adecuado para una capa de óxido de indio y estaño o una capa de óxido de indio y estaño deficiente en oxígeno en la que la profundidad de penetración de un pulso de lámpara de xenón es menor que el espesor de la capa es mayor que 300 nm, por ejemplo, variando de 300 nm a 2 pm (micrómetros) de espesor.
Haciendo referencia a la figura 1, y en el contexto de un artículo transparente 30, una primera capa 40 que comprende un semiconductor u óxido conductor transparente se deposita sobre un sustrato 50. Cuando se destella como se describe en el presente documento, la primera capa 40 se divide en una primera subcapa 42 y una segunda subcapa 44 unidas en una transición 46. La primera subcapa 42 de un semiconductor u óxido conductor transparente tiene un primer estado físico, por ejemplo, y sin limitación, que tiene una primera resistencia laminar, conductancia, color o transmitancia, y la segunda subcapa 44 es convertida por un destello de luz a un segundo estado físico, por ejemplo, y sin limitación, que tiene una segunda resistencia laminar, conductancia, color o transmitancia. Por lo tanto, la primera y la segunda subcapas 42 y 44 pueden considerarse una única capa integrada que incluye la subcapa inferior (distal al destello) que permanece en un estado sin destellar, y una subcapa superior inmediatamente sobre la primera subcapa que es convertida por el destello de luz. Por la naturaleza del destelleo, las subcapas superior e inferior pueden unirse en la transición 46 de espesor no especificado que tiene características físicas que pueden ser diferentes de la primera y/o la segunda subcapas, por ejemplo, de forma intermedia a la primera y la segunda subcapas. Se representa una capa protectora 60 opcional. Pueden incluirse capas adicionales sobre o entre capas representadas.
Los métodos de calentamiento tradicionales son incapaces de formar una capa de semiconductor o de óxido conductor transparente dividida como se produce mediante los métodos de destello descritos en el presente documento. El uso de calor conductor requiere elevar la temperatura de la capa de semiconductor o de óxido conductor transparente a una temperatura que supere los 400 °C, y para capas delgadas, por ejemplo, con espesores de menos de 5 pm, y especialmente espesores submicrométricos, tal como en el intervalo de las capas de TCO descritas en el presente documento, el calor superficial de la capa se conduce a través de toda la capa esencialmente de forma inmediata, dando como resultado una transformación uniforme de la capa en todo su espesor. Por lo tanto, destellando una capa que tiene un coeficiente de absorción apropiadamente alto de tal modo que la luz no penetra a través de todo el espesor de la capa, solo se transformará la porción de la capa en la que penetra la luz, dejando una capa sin transformar. Una configuración de este tipo es útil para controlar, por ejemplo, el color, la transmitancia, la dispersión de la luz, el atrapamiento de luz, la resistencia laminar, la reflectancia, la refracción, la conductancia u otros parámetros físicos relevantes de un artículo revestido.
De acuerdo con una divulgación que no es parte de la invención, se proporciona un método para recocer por destellos transparencias que comprenden capas reflectantes metálicas. En un aspecto, el método permite un recocido eficaz de transparencias que comprenden dos o más capas de metal, por ejemplo, plata. El recocido por destellos facilita la puesta en coincidencia de color cercana los productos recocidos con productos templados, una resistencia laminar disminuida, una transmitancia aumentada, la producción de perfiles de color deseables y un aumento general en la calidad del producto.
De acuerdo con diversos aspectos, los revestimientos producidos por el método de recocido por destellos descrito en el presente documento pueden usarse en una transparencia arquitectónica. Como un ejemplo, un ejemplo no limitante de una transparencia 10 que incorpora un tercer revestimiento superficial, tal como un revestimiento que comprende dos o más capas de plata se ilustra en la figura 2. La transparencia 10 puede tener cualquier transmisión y/o reflexión de luz visible, radiación infrarroja o radiación ultravioleta deseadas. Por ejemplo, la transparencia 10 puede tener una transmitancia de luz visible de cualquier cantidad deseada, por ejemplo, de más del 0 % hasta el 100 %.
La transparencia 10 ilustrativa de la figura 2 tiene la forma de una unidad de vidrio aislante convencional e incluye una primera capa 12 con una primera superficie principal 14 (la superficie n.° 1) y una segunda superficie principal 16 opuesta (la superficie n.° 2). En el aspecto no limitante ilustrado, la primera superficie principal 14 se orienta hacia el exterior del edificio, es decir, es una superficie principal exterior, y la segunda superficie principal 16 se orienta hacia el interior del edificio. La transparencia 10 incluye también una segunda capa 18 que tiene una (primera) superficie principal exterior 20 (la superficie n.° 3) y una (segunda) superficie principal interior 22 (la superficie n.° 4) y está separada de la primera capa 12. Esta numeración de las superficies de capa está en consonancia con la práctica convencional en la técnica del ventanaje. La primera y la segunda capas 12, 18 pueden conectarse entre sí de cualquier forma adecuada, tal como uniéndose de forma adhesiva a un marco espaciador 24 convencional. Un hueco o cámara 26 se forma entre las dos capas 12, 18. La cámara 26 puede cargarse con una atmósfera seleccionada, tal como aire, o un gas no reactivo tal como gas argón o criptón. Se forma un revestimiento de control solar 30 (o cualquiera de los otros revestimientos descritos en el presente documento) sobre al menos una porción de una de las capas 12, 18, tal como, pero sin limitación, sobre al menos una porción de la superficie n.° 216 o al menos una porción de la superficie n.° 320. No obstante, el revestimiento también podría estar en la superficie n.° 1 o en la superficie n.° 4, si se desea. Se hallan ejemplos de unidades de vidrio aislante, por ejemplo, en las patentes de<e>E. UU. n.os 4.193.236; 4.464.874; 5.088.258; y 5.106.663.
Las capas 12, 18 de la transparencia 10 pueden ser de materiales iguales o diferentes. Las capas 12, 18 pueden incluir cualquier material deseado que tenga cualquier característica deseada. Por ejemplo, una o más de las capas 12, 18 pueden ser transparentes o translúcidas a la luz visible. Los ejemplos de materiales adecuados incluyen, pero sin limitación, sustratos de plástico (tales como polímeros acrílicos, tales como poliacrilatos; polialquilmetacrilatos, tales como polimetilmetacrilatos, polietilmetacrilatos, polipropilmetacrilatos y similares; poliuretanos; policarbonatos; polialquiltereftalatos, tales como polietilentereftalato (PET), polipropilentereftalatos, polibutilentereftalatos y similares; polímeros que contienen polisiloxano; o copolímeros de cualquier monómero para preparar estos, o cualquier mezcla de los mismos); sustratos cerámicos; sustratos de vidrio; o mezclas o combinaciones de los mismos. Por ejemplo, una o más de las capas 12, 18 pueden incluir vidrio de silicato sodo-cálcico convencional, vidrio de borosilicato o vidrio emplomado. El vidrio puede ser vidrio claro. Por "vidrio claro" se entiende vidrio no tintado o no coloreado. Como alternativa, el vidrio puede ser vidrio tintado o coloreado de otro modo. El vidrio puede ser vidrio recocido o tratado térmicamente. El vidrio puede ser de cualquier tipo, tal como el vidrio flotado convencional, y puede ser de cualquier composición que tenga cualquier propiedad óptica, por ejemplo, cualquier valor de transmisión visible, transmisión ultravioleta, transmisión infrarroja y/o transmisión de energía solar total.
Cada una de la primera y la segunda capas 12, 18 puede ser, por ejemplo, vidrio flotado claro o pueden ser vidrio tintado o coloreado o una capa 12, 18 puede ser vidrio claro y la otra capa 12, 18 vidrio coloreado. Aunque no son limitantes para la invención, se describen ejemplos de vidrio adecuados para la primera capa 12 y/o la segunda capa 18 en las patentes de EE. UU. n.os 4.746.347; 4.792.536; 5.030.593; 5.030.594; 5.240.886; 5.385.872; y 5.393.593. La primera y la segunda capas 12, 18 pueden ser de cualquier dimensión deseada, por ejemplo, longitud, anchura, forma o espesor. En una transparencia automotriz ilustrativa, cada una de la primera y la segunda capas pueden ser de 1 mm a 10 mm de espesor, tal como de 1 mm a 8 mm de espesor, tal como de 2 mm a 8 mm, tal como de 3 mm a 7 mm, tal como de 5 mm a 7 mm, tal como de 6 mm de espesor. Anteriormente se han descrito ejemplos no limitantes de vidrio que pueden usarse.
En un aspecto, un revestimiento de control solar 30 se deposita sobre al menos una porción de al menos una superficie principal de una de las capas de vidrio 12, 18. En el ejemplo mostrado en la figura 2, el revestimiento 30 se forma sobre al menos una porción de la superficie interior 16 de la capa de vidrio 12 hacia el exterior. El revestimiento de control solar 30 puede bloquear, absorber o filtrar porciones seleccionadas del espectro solar, tales como, pero sin limitación, los espectros IR, UV y/o visible.
El revestimiento de control solar 30 puede depositarse mediante cualquier método convencional, tal como, pero sin limitación, métodos de deposición química en fase de vapor (CVD) o de deposición física en fase de vapor (PVD) convencionales. Los ejemplos de procesos de CVD incluyen pirólisis por pulverización. Los ejemplos de procesos de PVD incluyen evaporación por haz de electrones y pulverización catódica al vacío (tal como deposición en fase de vapor por pulverización catódica con magnetrón (MSVD)). También podrían usarse otros métodos de revestimiento, tales como, pero sin limitación, deposición sol-gel. En una realización no limitante, el revestimiento 30 puede depositarse mediante MSVD. Ejemplos de dispositivos y métodos de revestimiento por MSVD serán bien entendidos por un experto en la materia y se describen, por ejemplo, en las patentes de EE. UU. n.os 4.379.040; 4.861.669; 4.898.789; 4.898.790; 4.900.633; 4.920.006; 4.938.857; 5.328.768; y 5.492.750.
La patente de Estados Unidos n.° 9.604.875 describe transparencias que incorporan capas metálicas subcríticas, tales como una transparencia que incorpora dos capas de plata continuas y una capa de plata subcrítica. Los productos comerciales que incluyen versiones templadas y no templadas del artículo descrito a continuación, con producto templado (por ejemplo, VT SOLARBAN® 90) que requieren capas de imprimación más gruesas, en comparación con el espesor de capa de imprimación del producto no templado (por ejemplo, SOLARBAN® 90) y, con la excepción de la capa de plata subcrítica (discontinua), cuyo espesor no puede aumentarse sin cambiar sus propiedades ópticas singulares, el espesor de una o más capas de plata continuas puede aumentarse y los espesores de una o más capas de imprimación se aumentan en el producto templado en comparación con el producto no templado. En un aspecto, el espesor de una o más de las capas de imprimación recocidas por destellos está entre el espesor del producto no templado y el producto templado, por ejemplo, en donde una o más capas de imprimación tienen un espesor que varía del espesor de una capa de imprimación en el producto no templado más del 20 % al 80 % de la diferencia de espesor entre los espesores de capa de imprimación del producto templado menos los espesores de capa de imprimación de los productos no templados.
En la figura 3 se muestra un revestimiento de control solar 130 no limitante ilustrativo que tiene una capa metálica subcrítica. Este revestimiento 130 ilustrativo incluye una capa base o una primera capa dieléctrica 40 depositada sobre al menos una porción de una superficie principal de un sustrato (por ejemplo, la superficie n.° 2116 de la primera capa 112). La primera capa dieléctrica 140 puede ser una única capa o puede comprender más de una película de materiales antirreflectantes y/o materiales dieléctricos, tales como, pero sin limitación, óxidos de metal, óxidos de aleaciones de metal, nitruros, oxinitruros o mezclas de los mismos. La primera capa dieléctrica 140 puede ser transparente a la luz visible. Los ejemplos de óxidos de metal adecuados para la primera capa dieléctrica 140 incluyen óxidos de titanio, hafnio, circonio, niobio, zinc, bismuto, plomo, indio, estaño y mezclas de los mismos. Estos óxidos de metal pueden tener pequeñas cantidades de otros materiales, tales como manganeso en óxido de bismuto, estaño en óxido de indio, etc. Adicionalmente, pueden usarse óxidos de aleaciones de metal o mezclas de metal, tales como óxidos que contienen zinc y estaño (por ejemplo, estannato de zinc, definido a continuación), óxidos de aleaciones de indio-estaño, nitruros de silicio, nitruros de silicio y aluminio o nitruros de aluminio. Además, pueden usarse óxidos de metal dopados, tales como óxidos de estaño dopados con antimonio o indio u óxidos de silicio dopados con níquel o boro. La primera capa dieléctrica 140 puede ser una película sustancialmente de una única fase, tal como una película de óxido de aleación de metal, por ejemplo, estannato de zinc, o puede ser una mezcla de fases compuesta por óxidos de zinc y estaño o puede estar compuesta por una pluralidad de películas.
Por ejemplo, la primera capa dieléctrica 140 (ya sea una capa de una única película o de múltiples películas) puede tener un espesor en el intervalo de 100 A a 600 A, tal como de 200 A a 500 A, tal como de 250 A a 350 A, tal como de 250 A a 310 A, tal como de 280 A a 310 A, tal como de 300 A a 330 A, tal como de 310 A a 330 A.
La primera capa dieléctrica 140 puede comprender una estructura de múltiples películas que tiene una primera película 142, por ejemplo, una película de óxido de aleación de metal, depositada sobre al menos una porción de un sustrato (tal como la superficie principal interior 116 de la primera capa 112) y una segunda película 144, por ejemplo, una película de óxido de metal o de una mezcla de óxido, depositada sobre la primera película de óxido de aleación de metal 142. En una realización no limitante, la primera película 142 puede ser un óxido de aleación de zinc/estaño. Por "óxido de aleación de zinc/estaño" se entienden tanto aleaciones reales como también mezclas de los óxidos. El óxido de aleación de zinc/estaño puede ser el obtenido a partir de la deposición al vacío por pulverización catódica con magnetrón a partir de un cátodo de zinc y estaño. Un cátodo no limitante puede comprender zinc y estaño en proporciones del 5 % en peso al 95 % en peso de zinc y del 95 % en peso al 5 % en peso de estaño, tal como del 10 % en peso al 90 % en peso de zinc y del 90 % en peso al 10 % en peso de estaño. Sin embargo, también podrían usarse otras proporciones de zinc a estaño. Un óxido de aleación de metal adecuado que puede estar presente en la primera película 142 es el estannato de zinc. Por "estannato de zinc" se entiende una composición de ZnxSn-i_xO2-x (Fórmula 1) en donde "x" varía en el intervalo de más de 0 a menos de 1. Por ejemplo, "x" puede ser mayor que 0 y puede ser cualquier fracción o decimal entre más de 0 y menos de 1. Por ejemplo, en donde x = 2/3, la Fórmula 1 es Zn2/3Sn-i/3O4/3, lo que se describe más comúnmente como "Zn2SnO4". Una película que contiene estannato de zinc tiene una o más de las formas de la Fórmula 1 en una cantidad predominante en la película.
La segunda película 144 puede ser una película de óxido de metal, tal como óxido de zinc. La película de óxido de zinc puede depositarse a partir de un cátodo de zinc que incluye otros materiales para mejorar las características de pulverización catódica del cátodo. Por ejemplo, el cátodo de zinc puede incluir una pequeña cantidad (por ejemplo, hasta el 10 % en peso, tal como hasta el 5 % en peso) de estaño para mejorar la pulverización catódica. En cuyo caso, la película de óxido de zinc resultante incluiría un pequeño porcentaje de óxido de estaño, por ejemplo, hasta el 10 % en peso de óxido de estaño, por ejemplo, hasta el 5 % en peso de óxido de estaño. Una capa de revestimiento depositada a partir de un cátodo de zinc que tiene hasta un 10 % en peso de estaño (añadido para potenciar la conductividad del cátodo) se denomina en el presente documento "una película de óxido de zinc" aunque pueda estar presente una pequeña cantidad de estaño. Se cree que la pequeña cantidad de estaño en el cátodo (por ejemplo, menor que o igual al 10 % en peso, tal como menor que o igual al 5 % en peso) forma óxido de estaño en la segunda película predominantemente de óxido de zinc 144.
Por ejemplo, la primera película 142 puede ser estannato de zinc y la segunda película 144 puede ser óxido de zinc (por ejemplo, el 90 % en peso de óxido de zinc y el 10 % en peso de óxido de estaño). Por ejemplo, la primera película 142 puede comprender estannato de zinc que tiene un espesor en el intervalo de 50 A a 600 A, tal como de 50 A a 500 A, tal como de 75 A a 350 A, tal como de 100 A a 250 A, tal como de 150 A a 250 A, tal como de 195 A a 250 A, tal como de 200 A a 250 A, tal como de 200 A a 220 A.
La segunda película 144 puede comprender óxido de zinc que tiene un espesor en el intervalo de 50 A a 200 A, tal como de 75 A a 200 A, tal como de 100 A a 150 A, tal como de 100 A a 110 A.
Una primera capa metálica reflectante de calor y/o radiación 146 puede depositarse sobre la primera capa dieléctrica 140. La primera capa reflectante 146 puede incluir un metal reflectante, tal como, pero sin limitación, oro, cobre, paladio, aluminio o plata metálicos, o mezclas, aleaciones o combinaciones de los mismos. En una realización, la primera capa reflectante 146 comprende una capa de plata metálica que tiene un espesor en el intervalo de 50 A a 300 A, por ejemplo, de 50 A a 250 A, por ejemplo, de 5o A a 200 A, tal como de 70 A a 200 A, tal como de 100 A a 200 A, tal como de 125 A a 200 A, tal como de 150 A a 185 A. La primera capa metálica 146 es una capa continua. Por "capa continua" se entiende que el revestimiento forma una película continua del material y no regiones de revestimiento aisladas.
Una primera capa de imprimación 148 se ubica sobre la primera capa reflectante 146. La primera capa de imprimación 148 puede ser una capa de una única película o de múltiples películas. La primera capa de imprimación 148 puede incluir un material de captura de oxígeno que puede sacrificarse durante el proceso de deposición para evitar la degradación u oxidación de la primera capa reflectante 146 durante el proceso de pulverización catódica o los procesos de calentamiento subsiguientes. La primera capa de imprimación 148 también puede absorber al menos una porción de la radiación electromagnética, tal como luz visible, que pasa a través del revestimiento 130. Los ejemplos de materiales útiles para la primera capa de imprimación 148 incluyen titanio, silicio, dióxido de silicio, nitruro de silicio, oxinitruro de silicio, aleaciones de níquel-cromo (tales como Inconel), circonio, aluminio, aleaciones de silicio y aluminio, aleaciones que contienen cobalto y cromo (por ejemplo, Stellite®) y mezclas de los mismos. Por ejemplo, la primera capa de imprimación 148 puede ser de titanio y puede tener un espesor en el intervalo de 5 A a 50 A, por ejemplo, de 10 A a 40 A, por ejemplo, de 20 A a 40 A, por ejemplo, de 20 A a 35 A.
Una segunda capa dieléctrica 150 se ubica sobre la primera capa reflectante 146 (por ejemplo, sobre la primera capa de imprimación 148). La segunda capa dieléctrica 150 puede comprender una o más películas que contienen óxido de metal o óxido de aleación de metal, tales como las descritas anteriormente con respecto a la primera capa dieléctrica 140. Por ejemplo, la segunda capa dieléctrica 150 puede incluir una primera película de óxido de metal 152, por ejemplo, una película de óxido de zinc, depositada sobre la primera película de imprimación 148 y una segunda película de óxido de aleación de metal 154, por ejemplo, una película de estannato de zinc (Zn2SnÜ4), depositada sobre la primera película de óxido de zinc 152. Una tercera película de óxido de metal 156 opcional, por ejemplo, otra capa de óxido de zinc, puede depositarse sobre la capa de estannato de zinc.
La segunda capa dieléctrica 150 puede tener un espesor total (por ejemplo, los espesores combinados de las capas) en el intervalo de 50 A a 1000 A, por ejemplo, de 50 A a 500 A, por ejemplo, de 100 A a 370 A, por ejemplo, de 100 A a 300 A, por ejemplo, de 100 A a 200 A, por ejemplo, de 150 A a 200 A, por ejemplo, de 180 A a 190 A.
Por ejemplo, para una capa de múltiples películas, la película de óxido de zinc 152 (y la segunda película de óxido de zinc 156 opcional, si está presente) puede tener un espesor en el intervalo de 10 A a 200 A, por ejemplo, de 50 A a 200 A, por ejemplo, de 60 A a 150 A, por ejemplo, de 70 A a 85 A. La capa de óxido de aleación de metal (estannato de zinc) 54 puede tener un espesor en el intervalo de 50 A a 800 A, por ejemplo, de 50 A a 500 A, por ejemplo, de 100 A a 300 A, por ejemplo, de 110 A a 235 A, por ejemplo, de 110 A a 120 A.
Una segunda capa metálica 158 de espesor subcrítico (discontinua) se ubica sobre la segunda capa dieléctrica 150 (por ejemplo, sobre la segunda película de óxido de zinc 156, si está presente, o sobre la película de estannato de zinc 154 si no lo está). El material metálico, tal como, pero sin limitación, oro, cobre, paladio, aluminio o plata metálicos, o mezclas, aleaciones o combinaciones de los mismos, se aplica con un espesor subcrítico de tal forma se formen regiones aisladas o islas del material en lugar de una capa continua del material. Para la plata, se ha determinado que el espesor crítico es de menos de 50 A, tal como menos de 40 A, tal como menos de 30 A, tal como menos de 25 A. Para la plata, la transición entre una capa continua y una capa subcrítica tiene lugar en el intervalo de 25 A a 50 A. Se estima que el cobre, el oro y el paladio exhibirían un comportamiento subcrítico similar en este intervalo. La segunda capa metálica 158 puede incluir uno o más de los materiales descritos anteriormente con respecto a la primera capa reflectante 146, pero estos materiales no están presentes como una película continua. En una realización no limitante, la segunda capa 158 comprende plata en islas, teniendo las islas un espesor eficaz en el intervalo de 1 A a 70 A, por ejemplo, de 10 A a 40 A, por ejemplo, de 10 A a 35 A, por ejemplo, de 10 A a 30 A, por ejemplo, de 15 A a 30 A, por ejemplo, de 20 A a 30 A, por ejemplo, de 25 A a 30 A. La capa metálica subcrítica 158 absorbe radiación electromagnética de acuerdo con la Teoría de Resonancia de Plasmones. Esta absorción depende, al menos en parte, de las condiciones de contorno en la interfase de las islas metálicas. La capa metálica subcrítica 158 no es una capa reflectante de infrarrojos, como la primera capa metálica 146. La capa de plata subcrítica 158 no es una capa continua. Se estima que, para la plata, las islas o bolas metálicas de metal plata depositadas por debajo del espesor subcrítico pueden tener una altura de aproximadamente 2 nm a 7 nm, tal como de 5 nm a 7 nm. Se estima que, si la capa de plata subcrítica pudiera extenderse uniformemente, tendría un espesor de aproximadamente 1,1 nm. Se estima que, ópticamente, la capa de metal discontinua se comporta como un espesor de capa eficaz de 2,6 nm. Depositar la capa metálica discontinua sobre estannato de zinc en lugar de óxido de zinc parece aumentar la absorbancia de luz visible del revestimiento, por ejemplo, de la capa metálica discontinua.
Los valores de espesor asociados con las capas "subcríticas" son un "espesor eficaz". El espesor eficaz puede calcularse basándose en una velocidad de revestimiento de referencia que es más lenta que la velocidad de revestimiento real del revestidor comercial. Por ejemplo, se aplica una capa de plata sobre un sustrato a la misma tasa de revestimiento que un revestidor comercial pero a una velocidad de línea (velocidad de revestimiento de referencia) reducida en comparación con el revestidor comercial. Se mide el espesor del revestimiento depositado a la velocidad de revestimiento de referencia y entonces se extrapola el "espesor eficaz " para un revestimiento depositado a la misma tasa de revestimiento pero a la velocidad de línea más rápida del revestidor comercial. Por ejemplo, si una tasa de revestimiento particular proporciona un revestimiento de plata de 25 nm a una tasa de revestimiento de referencia que es una décima parte de la velocidad de línea del revestidor comercial, entonces se extrapola que el "espesor eficaz" de la capa de plata a la misma tasa de revestimiento pero a la velocidad de la línea del revestidor comercial (es decir, diez veces más rápido que la pasada de revestimiento de referencia) es de 2,5 nm (es decir, una décima parte del espesor). Sin embargo, como se apreciará, la capa de plata en este espesor eficaz (por debajo del espesor subcrítico) no sería una capa continua sino más bien una capa discontinua que tiene regiones discontinuas de material de plata. Otra forma de ajustar el espesor de la capa de plata subcrítica es disminuir la potencia aplicada al cátodo que deposita esa capa. Por ejemplo, el revestidor podría configurarse con la potencia suministrada a los cátodos para proporcionar espesores de revestimiento conocidos. Entonces podría reducirse la potencia al cátodo para la capa de plata subcrítica, y extrapolarse el espesor de capa de plata subcrítica basándose en el nivel de potencia reducido. O podría generarse una serie de muestras a diferentes niveles de potencia hasta que se logran unos L*, a* y b* deseados
Una segunda capa de imprimación 160 puede depositarse sobre la segunda capa metálica 158. La segunda capa de imprimación 160 puede ser como se ha descrito anteriormente con respecto a la primera capa de imprimación 148. En un ejemplo, la segunda capa de imprimación puede ser titanio o una aleación de níquel-cromo (tal como Inconel) que tiene un espesor en el intervalo de 5 A a 50 A, por ejemplo, de 10 A a 25 A, por ejemplo, de 15 A a 25 A, por ejemplo, de 15 A a 22 A. Debido a que la absorbancia del material subcrítico depende al menos parcialmente de las condiciones de contorno, diferentes imprimaciones (por ejemplo, que tienen diferentes índices de refracción) pueden conferir al revestimiento diferentes espectros de absorbancia y, por lo tanto, con diferentes colores.
Una tercera capa dieléctrica 162 puede depositarse sobre la segunda capa metálica 158 (por ejemplo, sobre la segunda película de imprimación 160). La tercera capa dieléctrica 162 puede incluir también una o más capas que contienen óxido de metal u óxido de aleación de metal, tal como se ha analizado anteriormente con respecto a la primera y la segunda capas dieléctricas 140, 150. En un ejemplo, la tercera capa dieléctrica 162 es una capa de múltiples películas similar a la segunda capa dieléctrica 150. Por ejemplo, la tercera capa dieléctrica 162 puede incluir una primera capa de óxido de metal 164, por ejemplo, una capa de óxido de zinc, una segunda capa 166 que contiene óxido de aleación de metal, por ejemplo, una capa de estannato de zinc depositada sobre la capa de óxido de zinc 164, y una tercera capa de óxido de metal 168 opcional, por ejemplo, otra capa de óxido de zinc, depositada sobre la capa de estannato de zinc 166. En un ejemplo, ambas de las capas de óxido de zinc 164, 168 están presentes y cada una tiene un espesor en el intervalo de 50 A a 200 A, tal como de 75 A a 150 A, tal como de 80 A a 150 A, tal como de 95 A a 120 A. La capa de óxido de aleación de metal 166 puede tener un espesor en el intervalo de 100 A a 800 A, por ejemplo, de 200 A a 700 A, por ejemplo, de 300 A a 600 A, por ejemplo, de 380 A a 500 A, por ejemplo, de 380 A a 450 A.
En un ejemplo, el espesor total de la tercera capa dieléctrica 162 (por ejemplo, los espesores combinados de las capas de óxido de zinc y de estannato de zinc) está en el intervalo de 200 A a 1000 A, por ejemplo, de 400 A a 900 A, por ejemplo, de 500 A a 900 A, por ejemplo, de 650 A a 800 A, por ejemplo, de 690 A a 720 A.
Una tercera capa metálica reflectante de calor y/o radiación 170 se deposita sobre la tercera capa dieléctrica 162. La tercera capa reflectante 170 puede ser de cualquiera de los materiales descritos anteriormente con respecto a la primera capa reflectante. En un ejemplo no limitante, la tercera capa reflectante 170 incluye plata y tiene un espesor en el intervalo de 25 A a 300 A, por ejemplo, de 50 A a 300 A, por ejemplo, de 50 A a 200 A, tal como de 70 A a 151 A, tal como de 100 A a 150 A, tal como de 137 A a 150 A. La tercera capa metálica es una capa continua.
Una tercera capa de imprimación 172 se ubica sobre la tercera capa reflectante 170. La tercera capa de imprimación 172 puede ser como se ha descrito anteriormente con respecto a la primera o la segunda capas de imprimación. En un ejemplo no limitante, la tercera capa de imprimación es de titanio y tiene un espesor en el intervalo de 5 A a 50 A, por ejemplo, de 10 A a 33 A, por ejemplo, de 20 A a 30 A.
Una cuarta capa dieléctrica 174 se ubica sobre la tercera capa reflectante (por ejemplo, sobre la tercera capa de imprimación 172). La cuarta capa dieléctrica 174 puede estar compuesta por una o más capas que contienen óxido de metal u óxido de aleación de metal, tales como las analizadas anteriormente con respecto a la primera, la segunda o la tercera capas dieléctricas 140, 150, 162. En un ejemplo no limitante, la cuarta capa dieléctrica 174 es una capa de múltiples películas que tiene una primera capa de óxido de metal 176, por ejemplo, una capa de óxido de zinc, depositada sobre la tercera película de imprimación 172, y una segunda capa de óxido de aleación de metal 178, por ejemplo, una capa de estannato de zinc, depositada sobre la capa de óxido de zinc 176. En una realización no limitante, la capa de óxido de zinc 176 puede tener un espesor en el intervalo de 25 A a 200 A, tal como de 50 A a 150 A, tal como de 60 A a 100 A, tal como de 80 A a 90 A. La capa de estannato de zinc 178 puede tener un espesor en el intervalo de 25 A a 500 A, por ejemplo, de 50 A a 500 A, por ejemplo, de 100 A a 400 A, por ejemplo, de 150 A a 300 A, por ejemplo, de 150 A a 200 A, por ejemplo, de 170 A a 190 A.
En un ejemplo no limitante, el espesor total de la cuarta capa dieléctrica 174 (por ejemplo, los espesores combinados de las capas de óxido de zinc y de estannato de zinc) está en el intervalo de 100 A a 800 A, por ejemplo, de 200 A a 600 A, por ejemplo, de 250 A a 400 A, por ejemplo, de 250 A a 270 A.
Un sobrerrevestimiento 180 puede ubicarse sobre la cuarta capa dieléctrica 174. El sobrerrevestimiento 180 puede ayudar a proteger las capas de revestimiento subyacentes del ataque mecánico y químico. El sobrerrevestimiento 180 puede ser, por ejemplo, una capa de óxido de metal o nitruro de metal. Por ejemplo, el sobrerrevestimiento 180 puede ser de titania con un espesor en el intervalo de 10 A a 100 A, tal como de 20 A a 80 A, tal como de 30 A a 50 A, tal como de 30 A a 45 A. Otros materiales útiles para el sobrerrevestimiento incluyen otros óxidos, tales como sílice, alúmina o una mezcla de sílice y alúmina.
En una realización no limitante, la transparencia 10 tiene un porcentaje de reflectancia (% de R) de luz visible desde la superficie n.° 1 en el intervalo del 5 % al 50 %, tal como del 20 % al 40 %, tal como del 25 % al 30 %. La transparencia 10 tiene una transmitancia de luz visible de más del 20%, tal como más del 30%, tal como más del 40%. La transparencia tiene un coeficiente de ganancia de calor solar (SHGC) de menos de 0,3, tal como menos de 0,27, tal como menos de 0,25.
La capa revestida con el revestimiento 130 puede templarse o tratarse térmicamente sin afectar negativamente a las características de rendimiento del artículo o producir turbidez. Asimismo, el artículo de la invención tiene un color reflejado neutro o moderado, tal como azul o azul-verde, tanto en reflexión como en transmisión.
Se cree que la falta de turbidez tras el calentamiento se debe a la estructura en islas de la capa metálica intermedia discontinua. En la figura 4 se muestra una vista lateral de una capa metálica subcrítica 190 que tiene unas regiones de revestimiento discontinuas 191 formadas sobre una capa dieléctrica 192 y cubiertas por una capa de imprimación 194. El espesor de metal subcrítico hace que el material de metal forme regiones discontinuas o islas de metal u óxido de metal sobre la capa dieléctrica 192. Cuando la capa de imprimación se aplica sobre la capa de metal subcrítico, el material de la capa de imprimación cubre las islas y también puede extenderse a los huecos entre islas adyacentes del metal subcrítico y entrar en contacto con la capa 192 subyacente.
El revestimiento 130 proporciona diversas ventajas frente a revestimientos conocidos. Por ejemplo, la capa metálica subcrítica aumenta la absorbancia de luz visible del revestimiento, haciendo que el artículo revestido sea más oscuro. La combinación de la capa metálica subcrítica con espesores seleccionados de las capas dieléctricas puede conferir al artículo revestido una reflectancia asimétrica. La transmisión del color del artículo puede ajustarse cambiando la(s) imprimación(es) usada(s) en el revestimiento. Asimismo, el revestimiento de la invención es susceptible de tratarse térmicamente sin introducir turbidez.
Ha de entenderse que el revestimiento 130 descrito previamente no es limitante para la invención. Por ejemplo, no se requiere que la capa metálica subcrítica sea la segunda capa metálica (intermedia) en la pila. La capa metálica subcrítica podría colocarse en cualquier lugar en la pila de revestimiento. Asimismo, para revestir pilas que tienen una pluralidad de capas de revestimiento metálicas, más de una de las capas metálicas podría ser una capa metálica subcrítica.
Aunque el ejemplo anterior incluía dos capas de metal continuas y una capa de metal discontinua, ha de entenderse que este es solo un ejemplo no limitante. En la práctica amplia de la invención, el revestimiento de la invención podría incluir múltiples capas metálicas continuas y múltiples capas metálicas discontinuas. Por ejemplo, un artículo revestido podría incluir una única capa metálica subcrítica ubicada entre dos capas dieléctricas. O el revestimiento podría incluir 3 o más capas metálicas, tal como 4 o más capas metálicas, tal como 5 o más capas metálicas, tal como 6 o más capas metálicas, siendo al menos una de las capas metálicas una capa metálica subcrítica. En la patente de EE. UU. n.° 9.604.875 se describen adicionalmente variaciones del revestimiento 130.
Los artículos que tienen dos o más capas de revestimiento de plata en un revestimiento de control solar son ampliamente conocidos. En un ejemplo, unas transparencias de control solar incluyen un sustrato, y sobre el sustrato, de una a cuatro iteraciones de una capa que comprende, en orden en una dirección lejos de un sustrato, una capa dieléctrica, una capa metálica y una capa de imprimación, por ejemplo, como se divulga en la patente de Estados Unidos n.° 7.910.229, que describe un revestimiento con tres capas de plata, o la publicación de solicitud de patente de Estados Unidos n.° 20110117300, que describe un revestimiento de un coeficiente de ganancia de calor solar alto que tiene dos capas de plata. Una o más capas metálicas pueden ser discontinuas, por ejemplo, como se describe a continuación.
Los productos comerciales que incluyen versiones templadas y no templadas de los artículos descritos a continuación, con producto templado (por ejemplo, VT SOLARGATE® 460VT o SO<l>A<r>BAN®70) que requiere capas de imprimación más gruesas, en comparación con el espesor de capa de imprimación del producto no templado (por ejemplo, SOLARGATE® 460 o S<o>LARBAN® 70 XL) y, con la excepción de cualquier capa de plata subcrítica (discontinua), cuyo espesor no puede aumentarse sin cambiar sus propiedades ópticas singulares, el espesor de una o más capas de plata continuas puede aumentarse y los espesores de una o más capas de imprimación se aumentan en el producto templado en comparación con el producto no templado. En un aspecto, el espesor de una o más de las capas de imprimación recocidas por destellos está entre el espesor del producto no templado y el producto templado, por ejemplo, en donde una o más capas de imprimación tienen un espesor que varía del espesor de una capa de imprimación en el producto no templado más del 20 % al 80 %, o del 30 % al 70 %, de la diferencia de espesor entre los espesores de capa de imprimación en el producto templado menos los espesores de capa de imprimación en los productos no templados.
Como se muestra en la figura 5, un revestimiento 130 ilustrativo incluye una capa base o una primera capa dieléctrica 240 depositada sobre al menos una porción de una superficie principal de un sustrato (por ejemplo, la superficie n.° 2 216 de la primera capa 212). La primera capa dieléctrica 240 puede ser una única capa o puede comprender más de una película de materiales antirreflectantes y/o materiales dieléctricos, tales como, pero sin limitación, óxidos de metal, óxidos de aleaciones de metal, nitruros, oxinitruros o mezclas de los mismos. La primera capa dieléctrica 240 puede ser transparente a la luz visible. Los ejemplos de óxidos de metal adecuados para la primera capa dieléctrica 240 incluyen óxidos de titanio, hafnio, circonio, niobio, zinc, bismuto, plomo, indio, estaño y mezclas de los mismos. Estos óxidos de metal pueden tener pequeñas cantidades de otros materiales, tales como manganeso en óxido de bismuto, estaño en óxido de indio, etc. Adicionalmente, pueden usarse óxidos de aleaciones de metal o mezclas de metal, tales como óxidos que contienen zinc y estaño (por ejemplo, estannato de zinc, definido a continuación), óxidos de aleaciones de indio-estaño, nitruros de silicio, nitruros de silicio y aluminio o nitruros de aluminio. Además, pueden usarse óxidos de metal dopados, tales como óxidos de estaño dopados con antimonio o indio u óxidos de silicio dopados con níquel o boro. La primera capa dieléctrica 240 puede ser una película sustancialmente de una única fase, tal como una película de óxido de aleación de metal, por ejemplo, estannato de zinc, o puede ser una mezcla de fases compuesta por óxidos de zinc y estaño o puede estar compuesta por una pluralidad de películas.
Por ejemplo, la primera capa dieléctrica 240 (ya sea una capa de una única película o de múltiples películas) puede tener un espesor en el intervalo de 100 A a 600 A, tal como de 100 A a 500 A, tal como de 100 A a 350 A, tal como de 150 A a 300 A, tal como de 200 A a 250 A, tal como de 210 A a 220 A.
La primera capa dieléctrica 240 puede comprender una estructura de múltiples películas que tiene una primera película 142, por ejemplo, una película de óxido de aleación de metal, depositada sobre al menos una porción de un sustrato (tal como la superficie principal interior 216 de la primera capa 212) y una segunda película 244, por ejemplo, una película de óxido de metal o de una mezcla de óxido, depositada sobre la primera película de óxido de aleación de metal 242. En una realización no limitante, la primera película 242 puede ser de estannato de zinc.
Por ejemplo, la primera película 242 puede ser estannato de zinc y la segunda película 244 puede ser óxido de zinc (por ejemplo, el 90 % en peso de óxido de zinc y el 10 % en peso de óxido de estaño). Por ejemplo, la primera película 242 puede comprender estannato de zinc que tiene un espesor en el intervalo de 50 A a 600 A, tal como de 50 A a 500 A, tal como de 75 A a 350 A, tal como de 100 A a 250 A, tal como de 100 A a 200 A, tal como de 100 A a 150 A, tal como de 140 A a 150 A.
La segunda película 244 puede comprender óxido de zinc que tiene un espesor en el intervalo de 50 A a 200 A, tal como de 50 A a 150 A, tal como de 70 A a 100 A.
En otro revestimiento ilustrativo, la primera capa dieléctrica 240 comprende una primera capa que comprende estannato de zinc, una segunda capa que comprende óxido de zinc, una tercera capa que comprende estannato de zinc y una cuarta capa que comprende óxido de zinc, en donde la primera capa dieléctrica tiene un espesor en el intervalo de 44 nm a 48 nm, cada una de la primera capa y la tercera capa tiene un espesor en el intervalo de 16 nm a 17 nm, y cada una de la segunda capa y la cuarta capa tiene un espesor en el intervalo de 6 nm a 8 nm.
Una primera capa metálica reflectante de calor y/o radiación 246 puede depositarse sobre la primera capa dieléctrica 240. La primera capa reflectante 246 puede incluir un metal reflectante, tal como, pero sin limitación, oro, cobre, paladio o plata metálicos, o mezclas, aleaciones o combinaciones de los mismos. En una realización, la primera capa reflectante 246 comprende una capa de plata metálica que tiene un espesor en el intervalo de 25 A a 300 A, por ejemplo, de 50 A a 300 A, por ejemplo, de 50 A a 250 A, por ejemplo, de 50 A a 200 A, tal como de 70 A a 200 A, tal como de 100 A a 200 A, tal como de 120 A a 180 A.
Una primera capa de imprimación 248 se ubica sobre la primera capa reflectante 246. La primera capa de imprimación 148 puede ser una capa de una única película o de múltiples películas. La primera capa de imprimación 248 puede incluir un material de captura de oxígeno que puede sacrificarse durante el proceso de deposición para evitar la degradación u oxidación de la primera capa reflectante 246 durante el proceso de pulverización catódica o los procesos de calentamiento subsiguientes. La primera capa de imprimación 248 también puede absorber al menos una porción de la radiación electromagnética, tal como luz visible, que pasa a través del revestimiento 230. Los ejemplos de materiales útiles para la primera capa de imprimación 248 incluyen titanio, Inconel, Stellite®, y mezclas de los mismos. Por ejemplo, la primera capa de imprimación 248 puede tener un espesor en el intervalo de 5 A a 50 A, por ejemplo, de 10 A a 40 A, por ejemplo, de 20 A a 40 A, por ejemplo, de 20 A a 30 A. En un ejemplo, la primera imprimación 148 es de titanio.
Una capa dieléctrica externa 274 opcional se ubica sobre la iteración más externa de la película de imprimación 248. La capa dieléctrica exterior 274 puede estar compuesta por una o más capas que contienen óxido de metal u óxido de aleación de metal, tales como las analizadas anteriormente con respecto a las primeras capas dieléctricas 240. En un ejemplo no limitante, la capa dieléctrica exterior 274 es una capa de múltiples películas que tiene una primera capa de óxido de metal 276, por ejemplo, una capa de óxido de zinc, depositada sobre la tercera película de imprimación 272, y una segunda capa de óxido de aleación de metal 278, por ejemplo, una capa de estannato de zinc, depositada sobre la capa de óxido de zinc 276. En una realización no limitante, la capa de óxido de zinc 276 puede tener un espesor en el intervalo de 25 A a 200 A, tal como de 50 A a 150 A, tal como de 60 A a 100 A, tal como de 70 A a 90 A. La capa de estannato de zinc 278 puede tener un espesor en el intervalo de 25 A a 500 A, por ejemplo, de 50 A a 500 A, por ejemplo, de 100 A a 400 A, por ejemplo, de 150 A a 300 A, por ejemplo, de 150 A a 200 A, por ejemplo, de 170 A a 200 A.
En algunos aspectos, una, dos, tres o cuatro iteraciones adicionales del conjunto 249 que incluye la capa dieléctrica 240, la capa metálica reflectante de calor y/o radiación 246 y la capa de imprimación 248, pueden depositarse sobre la capa de imprimación y por debajo de la capa dieléctrica exterior 274. En un aspecto, en donde hay dos o más iteraciones del conjunto 249, una o más de las capas metálicas reflectantes de calor y/o radiación 246 son subcríticas, por ejemplo, y sin limitación, como se muestra en la figura 4.
En un ejemplo no limitante, el espesor total de la capa dieléctrica exterior 274 (por ejemplo, los espesores combinados de las capas de óxido de zinc y de estannato de zinc) está en el intervalo de 100 A a 800 A, por ejemplo, de 200 A a 600 A, por ejemplo, de 250 A a 400 A, por ejemplo, de 250 A a 270 A.
Un sobrerrevestimiento 280 puede ubicarse sobre la cuarta capa dieléctrica 274. El sobrerrevestimiento 280 puede ayudar a proteger las capas de revestimiento subyacentes del ataque mecánico y químico. El sobrerrevestimiento 280 puede ser, por ejemplo, una capa de óxido de metal o nitruro de metal. Por ejemplo, el sobrerrevestimiento 280 puede ser de titania con un espesor en el intervalo de 10 A a 100 A, tal como de 20 A a 80 A, tal como de 30 A a 50 A, tal como de 30 A a 40 A.
Otro revestimiento 330 no limitante ilustrativo se muestra en la figura 6. Este revestimiento 330 ilustrativo incluye una capa base o una primera capa dieléctrica 340 depositada sobre al menos una porción de una superficie principal de un sustrato (por ejemplo, la superficie n.° 2 16 de la primera capa 12). La primera capa dieléctrica 340 puede ser similar a la primera capa dieléctrica 40 descrita anteriormente. Por ejemplo, la primera capa dieléctrica 340 puede ser una única capa o puede comprender más de una película de materiales antirreflectantes y/o materiales dieléctricos, tales como, pero sin limitación, óxidos de metal, óxidos de aleaciones de metal, nitruros, oxinitruros o mezclas de los mismos. La primera capa dieléctrica 340 puede ser transparente a la luz visible. Los ejemplos de óxidos de metal adecuados para la primera capa dieléctrica 340 incluyen óxidos de titanio, hafnio, circonio, niobio, zinc, bismuto, plomo, indio, estaño y mezclas de los mismos. Estos óxidos de metal pueden tener pequeñas cantidades de otros materiales, tales como manganeso en óxido de bismuto, estaño en óxido de indio, etc. Adicionalmente, pueden usarse óxidos de aleaciones de metal o mezclas de metal, tales como óxidos que contienen zinc y estaño (por ejemplo, estannato de zinc, definido a continuación), óxidos de aleaciones de indio-estaño, nitruros de silicio, nitruros de silicio y aluminio o nitruros de aluminio. Además, pueden usarse óxidos de metal dopados, tales como óxidos de estaño dopados con antimonio o indio u óxidos de silicio dopados con níquel o boro. La primera capa dieléctrica 340 puede ser una película sustancialmente de una única fase, tal como una película de óxido de aleación de metal, por ejemplo, estannato de zinc, o puede ser una mezcla de fases compuesta por óxidos de zinc y estaño o puede estar compuesta por una pluralidad de películas.
Por ejemplo, la primera capa dieléctrica 340 (ya sea una capa de una única película o de múltiples películas) puede tener un espesor en el intervalo de 100 A a 800 A, tal como de 100 A a 600 A, tal como de 200 A a 600 A, tal como de 400 A a 500 A, tal como de 440 A a 500 A.
La primera capa dieléctrica 340 puede comprender una estructura de múltiples películas que tiene una primera película 342, por ejemplo, una película de óxido de aleación de metal, depositada sobre al menos una porción de un sustrato (tal como la superficie principal interior 16 de la primera capa 12) y una segunda película 344, por ejemplo, una película de óxido de metal o de una mezcla de óxido, depositada sobre la primera película de óxido de aleación de metal 342. En una realización no limitante, la primera película 342 puede ser de estannato de zinc.
Por ejemplo, la primera película 342 puede ser estannato de zinc y la segunda película 344 puede ser óxido de zinc (por ejemplo, el 90 % en peso de óxido de zinc y el 10 % en peso de óxido de estaño). Por ejemplo, la primera película 342 puede comprender estannato de zinc que tiene un espesor en el intervalo de 50 A a 600 A, tal como de 50 A a 500 A, tal como de 75 A a 400 A, tal como de 200 A a 400 A, tal como de 300 A a 400 A, tal como de 355 A a 400 A.
La segunda película 344 puede comprender óxido de zinc que tiene un espesor en el intervalo de 50 A a 200 A, tal como de 50 A a 150 A, tal como de 85 A a 100 A.
Una primera capa metálica reflectante de calor y/o radiación 346 puede depositarse sobre la primera capa dieléctrica 340. La primera capa reflectante 346 puede incluir un metal reflectante, tal como, pero sin limitación, oro, cobre o plata metálicos, o mezclas, aleaciones o combinaciones de los mismos. En una realización, la primera capa reflectante 346 comprende una capa de plata metálica que tiene un espesor en el intervalo de 25 A a 300 A, por ejemplo, de 50 A a 300 A, por ejemplo, de 50 A a 250 A, por ejemplo, de 50 A a 200 A, tal como de 70 A a 200 A, tal como de 70 A a 100 A, tal como de 73 A a 100 A.
Una primera capa de imprimación 348 se ubica sobre la primera capa reflectante 346. La primera capa de imprimación 348 puede ser una capa de una única película o de múltiples películas. La primera capa de imprimación 348 puede incluir un material de captura de oxígeno que puede sacrificarse durante el proceso de deposición para evitar la degradación u oxidación de la primera capa reflectante 346 durante el proceso de pulverización catódica o los procesos de calentamiento subsiguientes. La primera capa de imprimación 348 también puede absorber al menos una porción de la radiación electromagnética, tal como luz visible, que pasa a través del revestimiento 330. Los ejemplos de materiales útiles para la primera capa de imprimación 348 incluyen titanio, Inconel, Stellite®, y mezclas de los mismos. Por ejemplo, la primera capa de imprimación 348 puede ser una capa de múltiples películas que tiene una primera película de imprimación 349 y una segunda película de imprimación 351. La primera y la segunda películas de imprimación 349, 351 son habitualmente de diferentes materiales. Por ejemplo, la primera película de imprimación 349 puede ser de Inconel que tiene un espesor en el intervalo de 1 A a 10 A, por ejemplo, de 1 A a 5 A. La segunda película de imprimación 351 puede ser de titanio que tiene un espesor en el intervalo de 5 A a 20 A, por ejemplo, de 10 A a 15 A.
Una segunda capa dieléctrica 350 se ubica sobre la primera capa reflectante 346 (por ejemplo, sobre la primera capa de imprimación 348). La segunda capa dieléctrica 350 puede comprender una o más películas que contienen óxido de metal o óxido de aleación de metal, tales como las descritas anteriormente con respecto a la primera capa dieléctrica 340. Por ejemplo, la segunda capa dieléctrica 350 puede incluir una primera película de óxido de metal 352, por ejemplo, una película de óxido de zinc, depositada sobre la primera película de imprimación 348 y una segunda película de óxido de aleación de metal 354, por ejemplo, una película de estannato de zinc (Zn2SnO4), depositada sobre la primera película de óxido de zinc 352. Una tercera película de óxido de metal 356 opcional, por ejemplo, otra capa de óxido de zinc, puede depositarse sobre la capa de estannato de zinc.
La segunda capa dieléctrica 350 puede tener un espesor total (por ejemplo, los espesores combinados de las capas, si está presente más de una capa) en el intervalo de 50 A a 1000 A, por ejemplo, de 50 A a 800 A, por ejemplo, de 100 A a 800 A, por ejemplo, de 200 A a 800 A, por ejemplo, de 500 A a 700 A, por ejemplo, de 650 A a 700 A.
Por ejemplo, para una capa de múltiples películas, la película de óxido de zinc 352 (y la tercera película de óxido de zinc 356 opcional, si está presente) puede tener un espesor en el intervalo de 10 A a 200 A, por ejemplo, de 50 A a 200 A, por ejemplo, de 50 A a 150 A, por ejemplo, de 50 A a 75 A. La capa de óxido de aleación de metal (estannato de zinc) 54 puede tener un espesor en el intervalo de 50 A a 800 A, por ejemplo, de 50 A a 500 A, por ejemplo, de 100 A a 500 A, por ejemplo, de 400 A a 500 A.
Una capa metálica reflectante 358 se ubica sobre la segunda capa dieléctrica 350 (por ejemplo, sobre la tercera película de óxido de zinc 356, si está presente, o sobre la película de estannato de zinc 354 si no lo está). En una realización no limitante, la segunda capa reflectante 358 comprende plata que tiene un espesor en el intervalo de 50 A a 300 A, por ejemplo, de 100 A a 200 A, por ejemplo, de 150 A a 200 A, por ejemplo, de 170 A a 200 A.
Una segunda capa de imprimación 372 puede depositarse sobre la segunda capa reflectante 358. La segunda capa de imprimación 372 puede ser como se ha descrito anteriormente con respecto a la primera capa de imprimación 348. Por ejemplo, la segunda capa de imprimación 372 puede ser una capa de múltiples películas que tiene una primera película de imprimación 371 y una segunda película de imprimación 373. La primera y la segunda películas de imprimación 371, 373 son habitualmente de diferentes materiales. Por ejemplo, la primera película de imprimación 371 puede ser de Inconel que tiene un espesor en el intervalo de 1 A a 15 A, por ejemplo, de 5 A a 10 A. La segunda película de imprimación 373 puede ser de titanio que tiene un espesor en el intervalo de 5 A a 20 A, por ejemplo, de 10 A a 15 A.
Una tercera capa dieléctrica 374 puede depositarse sobre la segunda capa reflectante 358 (por ejemplo, sobre la segunda película de imprimación 372). La tercera capa dieléctrica 374 puede incluir también una o más capas que contienen óxido de metal u óxido de aleación de metal, tal como se ha analizado anteriormente con respecto a la primera y la segunda capas dieléctricas 340, 350. En un ejemplo, la tercera capa dieléctrica 374 es una capa de múltiples películas similar a la segunda capa dieléctrica 350. En un ejemplo no limitante, la tercera capa dieléctrica 374 es una capa de múltiples películas que tiene una primera capa de óxido de metal 376, por ejemplo, una capa de óxido de zinc, depositada sobre la segunda capa de imprimación 372, y una segunda capa de óxido de aleación de metal 378, por ejemplo, una capa de estannato de zinc, depositada sobre la capa de óxido de zinc 376. En una realización no limitante, la capa de óxido de zinc 376 puede tener un espesor en el intervalo de 25 A a 200 A, tal como de 50 A a 150 A, tal como de 100 A a 150 A. La capa de estannato de zinc 378 puede tener un espesor en el intervalo de 25 A a 500 A, por ejemplo, de 50 A a 500 A, por ejemplo, de 100 A a 400 A, por ejemplo, de 200 A a 350 A, por ejemplo, de 300 A a 350 A, por ejemplo, de 320 A a 350 A.
En un ejemplo no limitante, el espesor total de la tercera capa dieléctrica 374 (por ejemplo, los espesores combinados de las capas de óxido de zinc y de estannato de zinc) está en el intervalo de 100 A a 800 A, por ejemplo, de 200 A a 600 A, por ejemplo, de 250 A a 500 A, por ejemplo, de 470 A a 500 A.
Un sobrerrevestimiento 380 puede ubicarse sobre la tercera capa dieléctrica 374. El sobrerrevestimiento 380 puede ayudar a proteger las capas de revestimiento subyacentes del ataque mecánico y químico. El sobrerrevestimiento 380 puede ser, por ejemplo, una capa de óxido de metal o nitruro de metal. Por ejemplo, el sobrerrevestimiento 380 puede ser de titania con un espesor en el intervalo de 10 A a 100 A, tal como de 20 A a 80 A, tal como de 30 A a 50 A, tal como de 30 A a 40 A.
Los siguientes Ejemplos ilustran diversas realizaciones de la invención. Sin embargo, ha de entenderse que la presente invención no se limita a estas realizaciones específicas.
En un aspecto, un revestimiento se destella en un patrón para producir un patrón de transmitancia y/o reflectante en el revestimiento. Los patrones en los revestimientos son útiles por una diversidad de razones, que varían de lo estético a lo funcional. Por ejemplo, puede producirse un patrón para hacer que una transparencia sea más visible para la fauna silvestre, por ejemplo, para reducir las colisiones con aves, para crear un efecto estético deseable, o para crear una pantalla de privacidad parcial o una densidad o efecto graduado. En otro aspecto, un revestimiento se modela con un patrón para crear un patrón de baja resistividad, por ejemplo, circuitos, en el revestimiento, por ejemplo, para su uso en dispositivos electroópticos. En un aspecto, el patrón se crea interponiendo un filtro u objeto opaco o máscara, tal como una lámina entre la lámpara de destellos y el revestimiento que va a destellarse.
Haciendo referencia a la figura 7, un revestimiento 430, por ejemplo, depositado sobre al menos una porción de una superficie principal de un sustrato (por ejemplo, la superficie n.° 2 16 de la primera capa 12), se destella como se describe en el presente documento usando una lámpara de destellos 432. Una máscara 434 se interpone entre la lámpara de destellos 432 y el revestimiento 430, produciendo un efecto de sombreado, dando como resultado una aplicación diferencial de luz en un patrón sobre el revestimiento 430. Debido a que el efecto de sombreado provoca un tratamiento de luz diferente sobre la superficie del revestimiento, las capas del revestimiento se exponen a diferentes intensidades de luz y, por lo tanto, dan como resultado un patrón de cualquier aspecto de la(s) capa(s) del revestimiento afectada(s) por la luz, incluyendo, pero sin limitación, cambios en los valores de transmitancia o de color reflectante (por ejemplo, valores de L*a*b*), transmitancia, reflectividad, turbidez, cristalinidad y/o resistencia laminar. La máscara 434 se muestra en una posición intermedia entre la lámpara de destellos 432 y el revestimiento 430. En la práctica, la máscara puede colocarse en cualquier posición entre la lámpara 432 y el revestimiento 430 que sea eficaz para producir un efecto de enmascaramiento deseado. Debido a que la fuente de luz es incoherente y no es necesariamente una fuente puntual, en un aspecto, puede ser preferible colocar la máscara 434 directamente sobre, o tan cerca como sea posible del revestimiento 430 para crear un patrón definido más nítidamente. En otro aspecto, puede ser preferible colocar la máscara como se muestra, o en una posición entre el revestimiento 430 y la lámpara de destellos 432 para crear un patrón más suave y definido menos nítidamente. Como sería evidente para un experto en la materia, el uso de una estrella como la máscara 434 es meramente ilustrativo, y la máscara 434 puede tener cualquier forma y transparencia deseadas y, cuando es menos del 100 % opaca, la máscara 434 puede tener una coloración y/o transmitancia deseadas (actuando como un filtro de densidad neutra o de color) para filtrar la luz procedente de la lámpara de destellos 432, efectuando un enmascaramiento parcial del revestimiento 430. En otros aspectos, pueden usarse múltiples máscaras. En otros aspectos más, la máscara 434 puede tener un gradiente de transmitancia (actuando como un filtro de gradiente de densidad neutra) y/o color (actuando como un filtro de gradiente de color), para producir un patrón de gradiente en el revestimiento 430.
Ejemplo 1
Se prepararon artículos de vidrio revestidos con ITO mediante la deposición MSVD de una capa de ITO sobre vidrio flotado de 3,2 mm de espesor en argón con presión variable y porcentajes de O2, al espesor indicado en la figura 8. Los artículos se destellaron a temperatura ambiente (~ 22 °C) con un único pulso de 500 microsegundos y ~ 4-5 J/cm2. La resistencia laminar se midió usando una sonda de cuatro puntos y los resultados se proporcionan en la figura 8. Una resistencia laminar adecuada (< 30 Q/^), con resistencias laminares de menos de 20 Q/^ para capas de más de 125 nm. La emisividad para los mismos artículos revestidos se evaluó mediante una metodología convencional, con los resultados representados en la figura 9, mostrando que, para capas de ITO de más de 150 nm de espesor, y especialmente en el intervalo de 250 nm a 350 nm, la emisividad cambia por encima de dos a cinco veces y se eleva a 35 Q/a
Ejemplo 2
Los artículos revestidos con ITO se prepararon esencialmente como se indica en el Ejemplo 1, excepto que la presión, el porcentaje de O2 y los espesores se variaron como se indica en las figuras 10A y 10B. Las muestras se destellaron con un pulso de ~ 500 microsegundos desde una lámpara de xenón a ~ 4-5 J/cm2. Las mediciones de Hall (concentración de portadores y movilidad de portadores) se midieron mediante métodos convencionales. Como puede verse en las figuras 10A y 10B, la movilidad y la concentración de portadores aumentaron después del destellado, indicando un aumento global en la conductividad, pero el mayor aumento en la concentración de portadores se vió para el ITO depositado a 0,533 Pa (= 4 mTorr) y el 1,5 % de O2.
Ejemplo 3
Se prepararon artículos revestidos con ITO esencialmente como en el Ejemplo 1, con la excepción de que todas las muestras tenían capas de ITO de 250 nm de espesor, depositadas por MSVD en argón a 0,533 Pa (= 4 mTorr) con el 0 %, el 1,5 % o el 2,5 % de O2. La transmisión se midió espectrofotométricamente, y se calculó la absorción normalizada a partir de datos de transmisión y reflexión. Los resultados se muestran en las figuras 11A y 11B. La transmitancia integrada se indica para dos conjuntos de muestras. Las muestras se destellaron con un único pulso de ~ 500 microsegundos a ~ 4-5 J/cm2 Se ven diferencias significativas en la transmitancia y la absorción normalizada entre las muestras predestelladas y destelladas dentro de los espectros visible e infrarrojo cercano para las muestras del 0 % y el 1,5 % de O2, mientras que se ve poco efecto con el 2,5 % de O2, indicando que el ITO deficiente en oxígeno es más reactivo al destello.
Ejemplo 4
Los artículos revestidos con ITO se prepararon esencialmente como se indica en el Ejemplo 1, excepto que la presión y el porcentaje de O2 fue de 0,400 Pa (= 3 mTorr) y el 2,5 % de O2, y los espesores se variaron como se indica en la figura 12. Las muestras se destellaron con un pulso de ~ 500 microsegundos desde una lámpara de xenón a ~ 4-5 J/cm2. La resistencia laminar y la transmitancia integrada se evaluaron mediante métodos convencionales. Como puede verse en la figura 12, para ITO depositado a 0,533 Pa (= 4 mTorr) y el 1,5 % de O2, para láminas que varían de 250 nm a más de 650 nm, puede obtenerse una resistencia y una transmitancia laminar baja mediante recocido por destellos.
Ejemplo 5
Se prepararon artículos revestidos con ITO esencialmente como se describe en el Ejemplo 1, con la excepción de que el espesor de capa de ITO era de aproximadamente 300 nM. Se usaron diferentes condiciones de deposición de iTo , dando como resultado espectros de coeficientes de absorción como se indica en la figura 13A, determinados mediante una metodología convencional. Las muestras se destellaron con un pulso de ~ 500 microsegundos desde una lámpara de xenón a ~ 4-5 J/cm2. Se obtuvieron trazas de difracción de rayos X (XRD) mediante una metodología convencional para cada muestra (la figura 13B). Como puede verse en la figura 13A, a medida que aumenta el coeficiente de absorción para la luz entre 425 nm y 500 nm, la profundidad de penetración de la luz disminuye, y se ve un desplazamiento y una potenciación de los picos de XRD para la muestra 2, mientras que se ve una división o bifurcación de picos para la muestra 3, indicativa de la formación de dos subcapas a partir de una única capa de ITO.
Como se muestra en la figura 13A, el coeficiente de absorción de la capa afecta a la profundidad de penetración del destello. Para capas de espesor suficiente y con unos coeficientes de absorción suficientemente altos, la profundidad de penetración del destello en la capa puede modularse de tal modo que la capa solo se transforma parcialmente, dando como resultado una capa de ITO dividida que tiene diferentes características físicas. En un caso como este, la capa de ITO puede bifurcarse en una primera capa (más cerca de la lámpara de destellos) que es convertida físicamente por el destello, y una segunda capa (más lejos del destello) que no lo es. Por lo tanto, como se muestra en la figura 13B, los revestimientos con un coeficiente de absorción más grande (una profundidad de penetración inferior) muestran división. Los revestimientos con un coeficiente de absorción (y profundidad de penetración) intermedio muestran un desplazamiento de los picos. Los revestimientos con la profundidad de penetración más alta (la absorción más baja) apenas exhiben ningún cambio en el patrón de XRD.
Ejemplo 6
Se prepararon artículos revestidos con ITO esencialmente como se describe en el Ejemplo 1, con la excepción de que el espesor de capa de ITO fue como se indica en la figura 14, y se depositó ITO a 0,533 Pa (= 4 mTorr) con el 1,5 % de O2. Las muestras se destellaron con un pulso de ~ 500 microsegundos desde una lámpara de xenón a ~ 4-5 J/cm2. En la figura 14 se proporcionan trazas de difracción de XRD. Como puede verse, todos los espesores exhibieron una transformación como resultado del destelleo, pero a medida que aumentaba el espesor de la capa, por ejemplo, más allá de la profundidad de penetración eficaz del pulso de luz para esta composición de ITO particular, se ve la bifurcación de la capa en dos subcapas físicamente diferentes con espesores por encima de 186 nm. Para diferentes composiciones de ITO y TCO, y para diferentes espectros e intensidades de destello, se espera que la bifurcación comience a diferentes espesores.
Ejemplo de referencia 7
Se preparó una lámina de 12 pulgadas X 12 pulgadas (30,48 cm x 30,48 cm) de un producto de revestimiento por MSVD sobre vidrio monolítico esencialmente como se describe en la publicación de solicitud de patente de Estados Unidos n.° 20110117300, con, en orden: sustrato, una primera capa dieléctrica (40-55 nm), una capa reflectante (5,5 8,5 nm), una capa de imprimación (0,5-6 nm), una segunda capa dieléctrica (15-45 nm) y una capa protectora de hasta 15 nm. Estos espesores son para un producto recocido. Se halló que el uso de espesores de imprimación en este intervalo dio como resultado turbidez y pérdida de calidad visual después del destellado. Por lo tanto, el producto nominal descrito anteriormente se modificó para aumentar ambos espesores de imprimación en 1 kW, para aumentar ambos espesores de imprimación en 1,5 kW y para disminuir los óxidos superior y central en 3 kW, o para aumentar ambos espesores de imprimación en 2 kW y para disminuir los óxidos superior y central en 3 kW.
Se usó el sistema PulseForge 1300 de NovaCentrix para calentar por destellos los sustratos de prueba. La platina se estableció a una altura z de 13 mm. Para el 'desarrollo de proceso', se usaron cuadrados de 2 pulgadas x 2 pulgadas (5,08 cm x 5,08 cm) del vidrio revestido, con el PulseForge ajustado para destellar una vez en modo de 'posición fija'. La resistencia laminar de estas muestras se midió antes y después del procesamiento por destellos a través de una sonda de 4 puntos.
Las muestras enviadas para el análisis analítico fueron de 4 pulgadas x 4 pulgadas (10,16 cm x 10,16 cm). Los parámetros de destello usados fueron el conjunto identificado como preferido basándose en los resultados de 2 pulgadas x 2 pulgadas (5,08 cm x 5,08 cm), pero debido a que la pieza era más grande que la región cubierta por un único suceso de destello, el modo se cambió a "una vez a través" con la superposición establecida en 2,0 y el caudal establecido en 10 pies/min (304,8 cm).
La figura 15 muestra condiciones de destello usadas en esta evaluación. Todas las muestras de la serie de muestras de 1 kW se cortan de uno de los 12 x 12 de Sungate 460 con la imprimación aumentada 1 kW, todas las muestras de la serie de muestras de 1,5 kW se cortan de uno de los 12 x 12 de Sungate 460 con la imprimación aumentada 1,5 kW, y todas las muestras de la serie de muestras de 2 kW se cortan de uno de los 12 x 12 de Sungate 460 con la imprimación aumentada 2 kW. La serie de muestras 'Nom' son el corte a partir de un 12 x 12 de Sungate 460 nominal. Las resistencias laminares 'antes del destello' mostraron ligeras diferencias entre las versiones, siendo la resistividad laminar antes del destello de Sungate 460 nominal de aproximadamente 3,68 Q/cuadrado la más alta, mostrando las series '1 kW y '1,5 kW aproximadamente 3,58 Q/cuadrado y midiendo la serie '2 kW cerca de 3,63 Q/cuadrado.
La muestra de resistividad laminar después del destello más baja de cada 12 x 12 se resalta en verde. Obsérvese que en tres de las muestras resaltadas en verde se usaron 640 V y 500 ps de duración de pulso para el recocido por destellos. De estos resultados, las tres resistencias después del destello más bajas en general implicaron piezas de 1.5 kW en diferentes condiciones de destello. El 12 x 12 que mostró el menor beneficio a partir del proceso de destello fue la muestra A. "DAÑO" en la columna de R después del destello se usa para indicar una presuposición de daño al revestimiento como resultado del destello; en estos casos se cree que la potencia de destello, que aumenta tanto con el aumento del voltaje como con el aumento de la duración, fue más alta que el nivel óptimo.
Basándose en este resultado, se cortó una pieza de 4 pulgadas x 4 pulgadas (10,16 cm x 10,16 cm) del material de 1.5 kW y se destelló bajo los mismos valores de consigna de destello (usando el modo de "Una vez a través", como se ha descrito anteriormente). Se prepararon y se enviaron tres muestras de 4 pulgadas x 4 pulgadas (10,16 cm x 10,16 cm) en total para la caracterización de SHGC y emisividad, de la siguiente forma: Muestra A (NOM - 4x4) , Muestra C sin destellar y Muestra C destellada. Las figuras 16 y 17 son tablas que muestran las propiedades de color visible y de rendimiento, como integradas por simulación en dispositivos de vidrio aislado usando dos hojas de vidrio claro de 3,2 mm y un espacio de aire de 0,5 pulgadas (1,28 cm), para cinco revestimientos diferentes: las tres muestras de 4 pulgadas x 4 pulgadas (10,16 cm x 10,16 cm) descritas, un producto recocido comercial y una versión templada comercial del producto recocido.
Como se ve en la figura 15, se resalta la resistividad laminar después del destello más baja. Tres de las muestras resaltadas usaron 640 V y 500 ps de duración de destello, y las tres resistencias laminares después del destello más bajas implicaron unas piezas de imprimación de 1,5 kW. Las muestras marcadas como "DAÑO" presumiblemente se dañaron como resultado del destellado por encima de un rango óptimo. Se destellaron entonces piezas del material de 1,5 kW como anteriormente y se compararon con el producto nominal descrito anteriormente y con productos comerciales no templados (Sungate 460) y templados (Sungate 460VT) comerciales usando una simulación por ordenador de vidrio aislado. Como puede verse en la figura 16, el color de la muestra procesada por destellos es muy similar al de los productos comerciales, mostrando la totalidad de las tres muestras una transmitancia elevada en comparación con los productos comerciales. Como puede verse en la figura 17, las muestras procesadas por destellos mostraron una emisividad inferior y un coeficiente de ganancia de calor solar superior.
Ejemplo de referencia 8
Se preparó un artículo de tres capas de plata esencialmente como se ha descrito anteriormente, por ejemplo, en referencia a las figuras 5 y 6, y correspondiendo a unos revestimientos a base de SOLARBAN® 70 comerciales, con el objetivo de determinar si podría lograrse un aumento de TL* de una cantidad suficiente para ser susceptible de producir un producto no templado que coincidiera estrechamente con el producto templado comercial.
Un conjunto de muestras de variaciones del producto no recocido se depositó sobre vidrio claro de 5 mm. Las variaciones del conjunto de muestras se centraron en cambios en espesores de imprimación y espesores de capas de plata continuas. Se definió un conjunto de cinco condiciones de procesamiento por destellos, y se realizó sobre piezas cortadas a partir de cada revestimiento; junto con muestras de control (sin destellar). Se caracterizó y se analizó un conjunto de 102 muestras, y se usó un modelado óptico para determinar espesores de capa.
Las 17 variaciones de revestimiento se compararon con muestras no templadas (recocidas) y templadas (VT) como se muestra en la Tabla 1
Tabla 1
En la Tabla 1, el 0, el 1, el 2, el 3 y el 221 son aumentos en%en cada una de las capas de plata continuas. Todas las muestras enumeradas por debajo de '0' se depositaron usando un espesor de plata nominal (+0 %) para cada capa, cada una de las muestras debajo de '2' tuvo un aumento de potencia de cátodo de plata de aproximadamente el 2 %. El '221' se refiere a un aumento del 2 % en la plata inferior, un aumento del 2 % en la plata central y un aumento del 1 % en la plata superior. Para las imprimaciones, se usaron 5 espesores de imprimación, incluyendo el espesor de imprimación de nivel recocido, el nivel de VT y tres imprimaciones intermedias con los % haciendo referencia a la fracción de aumento de espesor desde el nivel recocido al nivel de VT. Por ejemplo, la muestra "29C" era idéntica a la producción SOLARBAN®70XL excepto que (1) cada uno de los niveles de potencia de capa de plata (y, por lo tanto, nominalmente los espesores de plata) se aumentó aproximadamente el 2 % y (2) cada nivel de potencia de cátodo de imprimación estaba a un valor de consigna al 40 % del camino desde el aumento del nivel de potencia de recocido hacia el nivel de potencia de VT.
Cada muestra se procesó en 6 condiciones de procesamiento por destellos diferentes, denominadas "-C" y de "-1" a "-5". La interpretación de estos sufijos se da en la Tabla 2:
Tabla 2
La receta 19 se refiere a un conjunto de condiciones de destello que se observó que producían unos valores de TL* altos. El proceso usa 19 destellos a un voltaje generalmente creciente de la siguiente forma:
Tabla 3
Usando esta nomenclatura, la muestra 36C-3 se refiere a una pieza que se cortó a partir de un revestimiento que, por lo demás, era idéntico al SOLARBAN ® 70XL de referencia inicial, excepto que este usó niveles de potencia de imprimación de VT y se destelló entonces una única vez a 620 V con una duración de 500 ps. Las 100 o más muestras en este conjunto permiten comparaciones de una única variable en múltiples condiciones.
Los hallazgos incluyen:
• Las muestras con espesores de imprimación de nivel recocido fueron dañadas comúnmente por el procesamiento por destellos; también se observó algo de daño/enturbiamiento en las muestras de aumento de imprimación del 30 %;
• Las muestras con imprimaciones de nivel de VT estaban lejos en cuanto al color transmitido (alto en Tb*) si se destellaron lo bastante fuertemente como para mejorar la transmisividad;
• Se produjeron aumentos en TL* tan altos como 2,3 puntos usando múltiples destellos y tan altos como un aumento de 1,4 con un único destello (en relación con la producción SOLARBAN® 70XL en una muestra de referencia inicial clara de 5 mm);
• Las muestras procesadas por destellos eran ópticamente más similares a pilas recocidas que a pilas de VT; y • Serían necesarios óxidos más delgados para mantener el color;
• Serían necesarias unas capas de plata más gruesas para mantener el color (el aumento más grande en Ag inferior, el aumento más pequeño en Ag superior).
La figura 18 compara valores de TL* entre muestras procesadas por destellos, especificaciones de SOLARBAN® 70 y revestimientos de producción relevantes. La muestra de 'un único destello' fue 35C-3 (espesor de plata de referencia inicial, 50 % de posición intermedia de imprimación), y la muestra de múltiples destellos fue 35C-5. Ambas muestras tenían unos valores de TL* notablemente más altos que los de la muestra de SOLARBAN® 70XL sobre STARPHIRE®; debería hacerse notar que la muestra destellada era clara 5 mm, y se esperaría que un mm adicional que fuera clara reduciría adicionalmente el TL* de las muestras destelladas en aproximadamente 0,1.
Un número de las muestras (27C a 31C, todas ellas procesos por destellos) se evaluaron usando modelado por ordenador y se determinó que eran susceptibles de tales procesos de optimización basados en ordenador. Las muestras se caracterizaron y se registraron los % de movimiento de capa. La Tabla 4 a continuación muestra el % de movimiento de capa sugerido para cada capa de entre todas las muestras de -C caracterizadas en las 27C-31C (junto con la muestra de 21C-C de referencia inicial). "Movimiento nominal" se refiere al % de cambio en relación con los niveles de potencia de referencia inicial usados para cada muestra (los números no eran exactamente del 1 %, el 2 % y el 3 % debido a que las potencias de cátodo se ajustaron en incrementos de 0,1 kW; los ajustes reales usados se enumeran en la tabla). "Imprimación de Ti el 22 % sobre el nivel recocido" indica que estas son las muestras de posición intermedia de imprimación del 40 %; el aumento del 22 % está cerca del 40 % del camino desde el recocido hasta el aumento del 56 % necesario para alcanzar el espesor de imprimación de VT. Las celdas de "movimiento sugerido" añaden el valor de movimiento nominal al ajuste de espesor estimado necesario para retener el color; suponiendo un comportamiento autocoherente, idealmente, estos números deberían permanecer constantes incluso a medida que cambian los espesores de plata continuos (por ejemplo, si el ajuste de espesor requerido en el espesor de plata de referencia inicial es un aumento del 2 %, un comportamiento autocoherente esperaría que el ajuste de espesor requerido estimado después de un aumento del 2 % fuera del 0 %. El 0 % 2 % y el 2 % 0 % darían el mismo valor de "Movimiento sugerido" resultante).
Los resultados indicaron un grado razonable de autocoherencia, con los ajustes de espesor necesarios para retener la estética de SOLARBAN® 70XL variando dentro de un rango mucho más pequeño (~ 1 %) en relación con los cambios implementados en las capas de plata reales. El bloque final de números mostrado, "Movimiento 'intrínseco' ajustado", normaliza los ajustes de espesor de capa estimados requeridos por el ajuste de espesor de capa correspondiente requerido para la muestra de referencia inicial. El efecto más significativo de esto se da en la plata central, en donde se estima que es necesario un aumento del 2,2 % en la plata central basándose en la óptica. La intención de este conjunto inferior de números es describir un movimiento hipotético que ajustaría una pila que está optimizada en su estado tal cual se deposita a una que está optimizada para un proceso por destellos específico (el conjunto de números de "Movimiento Sugerido" previo está optimizado para un ajuste en relación con la pila de referencia inicial usada arbitrariamente, cuyo espesor puede suponerse que está desviado en varios lugares en cantidades modestas incluso aunque el color es el que debe).
Tabla 4
continuación
A partir de las tablas, los requisitos de cambio de espesor de capa de plata 'intrínseco' promedio que se calcularon se compilaron y se compararon entre procesos de destello; los resultados se muestran en la figura 19. Para las muestras sin destellar (-C), los movimientos sugeridos son reducciones de espesor. Esto se interpreta como el Ti metálico de ajuste de modelo como Ag en exceso; en esta interpretación, parece posible que algo de Ti metálico permanezca también en las muestras -3 (dos de los movimientos siguen siendo reducciones). Los otros procesos por destellos dan como resultado unas estimaciones de ajuste de espesor contraintuitivas similares: aumentan la plata inferior en el 2,5 4,5 %, la plata central en el 1,2-2,5 % y la plata superior en el 0,2-1,2 %.
AEcmc es una medida de la diferencia global entre perfiles de color de dos artículos. AEcmc se determinó para la muestra 35C-3 y para SOLARBAN® 70XL sobre STARPHIRE® en comparación con SOLARBAN® 70VT. La figura 20 muestra que la muestra de 35C-3 tiene una coincidencia de color significativamente más cercana al producto templado que SOLARBAN® 70XL sobre STARPHIRE®
Ejemplo de referencia 9
Un artículo de cuatro capas de plata, con una única capa de plata discontinua (subcrítica) se preparó esencialmente como se ha descrito anteriormente, por ejemplo, en referencia a las figuras 3 y 4, y correspondiendo a revestimientos a base de SOLARBAN® 90 comerciales, con el objetivo de determinar si podría lograrse un aumento de TL* y podrían generarse perfiles de color útiles usando destellos únicos, incluyendo 670 V durante 500 ps, 650 V durante 500 ps, 800 V durante 200 ps o 500 V durante 2000 ps, sin daño al artículo. Aunque algunas condiciones de destello dieron como resultado unos perfiles de CIELAB L*a*b* menos deseables, por ejemplo, de b* alto (amarilleo), la transmitancia generalmente aumentó y el perfil de color fue sensible al procesamiento por destellos, con una reducción en la turbidez con un espesor de imprimación creciente.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un método para producir un sustrato revestido que comprende una capa que comprende un óxido conductor transparente o un semiconductor, que comprende:
a) depositar sobre al menos una porción de un sustrato en una atmósfera inerte una capa de semiconductor o de óxido de metal transparente que tiene un coeficiente de absorción a una longitud de onda en el espectro visible de al menos 1.000 cm-1; y
b) destellar al menos una porción de la capa de semiconductor o de óxido conductor transparente a una temperatura que varía de 15 °C a 40 °C, con un pulso que varía de 3,5 J/cm2 a 6,0 J/cm2, de luz no coherente dentro del espectro visible que incluye luz a la longitud de onda en el espectro visible de la cual la capa tiene un coeficiente de absorción de al menos 1.000 cm-1; en donde el pulso tiene una profundidad de penetración en la capa que es menor que el espesor de la capa produciendo una capa dividida del semiconductor u óxido conductor transparente, en donde cada capa de la capa dividida tiene una propiedad física diferente.
2. El método de la reivindicación 1, en donde el pulso varía de 4,0 J/cm2 a 5,0 J/cm2.
3. El método de la reivindicación 1, en donde la capa de semiconductor o de óxido conductor transparente comprende un óxido conductor transparente.
4. El método de la reivindicación 3, en donde el óxido conductor transparente es un óxido de titanio, hafnio, circonio, niobio, zinc, bismuto, plomo, indio, estaño y mezclas de los mismos, o en donde el óxido conductor transparente es óxido de indio y estaño, óxido de indio y zinc, óxido de aluminio y zinc, óxido de zinc y estaño, óxido de indio y cadmio, óxido de cadmio y estaño, estannato de bario, vanadato de estroncio o vanadato de calcio.
5. El método de la reivindicación 3, en donde el TCO se deposita en una atmósfera de 0,267 Pa (= 2 mTorr) a 0,667 Pa (= 5 mTorr), y/o en donde el TCO se deposita en una atmósfera que comprende el 3 % (en volumen) o menos de oxígeno.
6. El método de la reivindicación 3, en donde el óxido conductor transparente es óxido de indio y estaño.
7. El método de la reivindicación 6, en donde el óxido de indio y estaño se deposita en una atmósfera inerte con menos del 2,5 % de oxígeno, a una presión que varía de 0,267 Pa (= 2 mTorr) a 0,667 Pa (= 5 mTorr) y/o en donde el óxido de indio y estaño se deposita en una capa que tiene un espesor que varía de 150 nm a 400 nm, o en donde el óxido de indio y estaño se deposita en una capa que tiene un espesor que varía de 300 nm a 2 pm, y la profundidad de penetración del destello es menor que el espesor de la capa de óxido de indio y estaño, produciendo una capa dividida del semiconductor u óxido conductor transparente, en donde cada capa de la capa dividida tiene una propiedad física diferente.
8. El método de la reivindicación 1, en donde la capa de semiconductor o de óxido conductor transparente comprende un óxido conductor transparente deficiente en oxígeno.
9. El método de la reivindicación 1, en donde el sustrato es transparente, y/o en donde el sustrato es un vidrio o un material plástico.
10. El método de la reivindicación 1, en donde la capa de semiconductor o de óxido conductor transparente comprende óxido de indio y estaño depositado en una capa que tiene un espesor que varía de 150 nm a 400 nm, en una atmósfera que comprende el 3 % o menos de oxígeno.
11. El método de la reivindicación 1, en donde el pulso es un único pulso.
12. El método de la reivindicación 1, en donde se coloca una máscara entre la fuente de luz y la pila de capas delgadas de tal modo que se enmascara al menos una porción del destello de tal modo que se bloquea parcialmente mediante la máscara que luz procedente del destello alcance la pila de capas delgadas, y alcanza solo una porción de la pila de capas delgadas, produciendo de ese modo un patrón de color reflejado, color transmitido, resistencia laminar diferencial y/o emisividad en la pila de capas delgadas.
13. Un artículo transparente que comprende:
a) un sustrato; y
b) una capa que comprende un semiconductor u óxido conductor transparente sobre al menos una porción del sustrato, que comprende una primera subcapa que tiene una primera resistencia laminar y una segunda subcapa inmediatamente sobre la primera subcapa que tiene una segunda resistencia laminar que es inferior a la primera resistencia laminar.
14. El artículo de la reivindicación 13, en donde el semiconductor u óxido conductor transparente comprende óxido de indio y estaño, y/o en donde la capa que comprende el semiconductor u óxido conductor transparente tiene un espesor que varía de 300 nm a 2 |jm.
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