ES2214759T3

ES2214759T3 - Sustrato transparente con revestimiento anti-reflejos.

Info

Publication number: ES2214759T3
Application number: ES99100997T
Authority: ES
Inventors: Charles-Edward Anderson; Philippe Macquart
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1995-02-23
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2016-02-22
Also published as: EP0728712B1; FI960827A; JPH08337441A; CA2170192A1; JP4226666B2; FR2730990B1; ATE258539T1; DE69631439T2; DE69607878D1; US6495203B2; EP0911302A2; US5891556A; DE69607878T2; FI960827A0; EP0728712A1; US20020001724A1; US20010002295A1; US6238781B1; ATE192125T1; ES2147903T3

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN SUSTRATO DE VIDRIO (1) QUE LLEVA EN AL MENOS UNA DE SUS CARAS UN REVESTIMIENTO ANTIRREFLECTANTE (6) HECHO POR UN APILAMIENTO DE CAPAS FINAS DE MATERIAL DIELECTRICO DE INDICES DE REFRACCION ALTERNATIVAMENTE GRANDES Y PEQUEÑOS. PARA PREVENIR LA MODIFICACION DE LAS PROPIEDADES OPTICAS DEL REVESTIMIENTO (6) EN CASO DE QUE EL SUSTRATO (1) SEA SOMETIDO A UN TRATAMIENTO TERMICO DEL TIPO TEMPLE, BOMBEO O RECOCIDO, LA(S) CAPA(S) DEL APILAMIENTO SUSCEPTIBLE(S) DE DETERIORASE EN CONTACTO CON IONES ALCALINOS DEL TIPO IONES DE SODIO SE SEPARA(N) DEL SUSTRATO (1) POR AL MENOS UNA CAPA QUE FORMA PARTE DEL REVESTIMIENTO ANTIRREFLECTANTE (6) Y QUE HACE UNA "PANTALLA" PARA LA DIFUSION DE LOS PRODUCTOS ALCALINOS.

Description

Sustrato transparente con revestimiento anti-reflejos.

La invención se refiere a los sustratos transparentes, muy particularmente vítreos, que están provistos de un revestimiento anti-reflejos, así como a su modo de fabricación. Se refiere igualmente a su utilización, especialmente en forma de láminas de vidrio. Un revestimiento anti-reflejos está constituido usualmente con un apilamiento de capas delgadas interferenciales, en general una alternancia de capas de altos y bajos índices de refracción. Depositado sobre un sustrato transparente, tal revestimiento tiene por función disminuir su reflexión luminosa y, por tanto, aumentar su transmisión luminosa. Un sustrato así revestido ve crecer, por tanto, su relación luz transmitida/luz reflejada, lo cual mejora la visibilidad de los objetos situados detrás de él.

Por tanto, se le puede emplear en numerosas aplicaciones, por ejemplo para proteger un tablero iluminado por una luz situada detrás del observador, o para constituir o formar parte de un escaparate de tienda, a fin de distinguir mejor lo que se encuentra en el escaparate, incluso cuando la iluminación interior es débil con respecto a la iluminación exterior.

Los comportamientos de un revestimiento anti-reflejos se pueden medir o evaluar según diferentes criterios. En primer lugar, naturalmente, vienen los criterios ópticos. Se puede considerar que un "buen" revestimiento anti-reflejos debe poder rebajar la reflexión luminosa de un sustrato de vidrio transparente estándar hasta un valor dado, por ejemplo 2%, incluso 1% y menos. Asimismo, puede ser importante que este revestimiento mantenga en el sustrato una colorimetría satisfactoria, por ejemplo neutra, muy cercana a la del propio sustrato. También se pueden tener en cuenta otros criterios secundarios según la aplicación prevista, especialmente la durabilidad química y/o mecánica del revestimiento, el coste de los materiales utilizados o de las técnicas a emplear para fabricarlo.

Por la solicitud de patente W-92/04185 se conoce un revestimiento anti-reflejos depositado sobre un sustrato transparente y que comprende una alternancia de capas, con alto índice, de óxido de niobio y, con bajo índice, de óxido de silicio. Sus comportamientos ópticos son interesantes. Utilizar óxido de niobio es ventajoso desde un punto de vista industrial, ya que es un material que se deposita más rápidamente que otros óxidos de alto índice del tipo de óxido de titanio por técnicas a vacío conocidas, del tipo de pulverización catódica reactiva. Sin embargo, tal apilamiento se ha mostrado sensible a cualquier tratamiento térmico: a temperatura alta, sus propiedades ópticas se modifican de manera desfavorable, especialmente en cuanto a su colorimetría de reflexión. Esto es un inconveniente en la medida en que se puede querer conferir al sustrato, muy particularmente vítreo, y ya provisto con su revestimiento, propiedades mecánicas o estéticas que no se pueden obtener más que mediante tratamientos térmicos a temperaturas que se pueden acercar a la temperatura de reblandecimiento del vidrio. Se puede tratar especialmente de una curvatura para conferir una cierta silueta al sustrato, de un recocido para endurecerlo, o de un temple para evitar herir en caso de rotura.

El objeto de la invención es, por tanto, paliar este inconveniente, intentando poner a punto un nuevo tipo de revestimiento multicapas anti-reflejos que tenga un buen comportamiento ópticamente y que conserve sus comportamientos, se someta o no su sustrato portador a un tratamiento térmico.

La invención tiene por objeto un sustrato vítreo que comporta sobre, al menos una de sus caras un revestimiento anti-reflejos que comprende un apilamiento de capas delgadas de materiales dieléctricos con índices de refracción alternativamente altos y bajos. La invención consiste en evitar la modificación de las propiedades ópticas del revestimiento en caso de que el sustrato esté sometido a un tratamiento térmico del tipo temple, curvatura o recocido, previendo que la(s) capa(s) del apilamiento que es (son) susceptible(s) de deterioro por contacto con iones alcalinos del tipo de iones de sodio emitidos por difusión del sustrato esté(n) separada(s) de dicho sustrato por, al menos una capa que forma parte del revestimiento anti-reflejos y que hace de "pantalla" a la difusión de los iones alcalinos.

En efecto se ha comprobado de manera sorprendente que la modificación desfavorable del aspecto óptico de los revestimientos anti-reflejos por efecto del calor era debida a la difusión de iones alcalinos provenientes del vidrio, viniendo estos iones a insertarse en, al menos algunas de las capas del revestimiento, y al hecho de deteriorarlos modificándolos estructuralmente. La solución de acuerdo con la invención ha consistido, por tanto, no en alejar del revestimiento anti-reflejo todo material "sensible" a los iones alcalinos, sino más bien en aislarlo de la superficie del vidrio mediante una capa "pantalla" que bloquea el proceso de difusión de los iones alcalinos. Esta capa se elige, además, de manera que se pueda cumplir, en paralelo, una función óptica adecuada en un revestimiento anti-reflejos. No se trata, pues, de una capa adicional que viene a complicar la estructura de un revestimiento anti-reflejos habitual, lo cual es muy ventajoso desde un punto de vista industrial.

Estas capas "pantalla" permiten, por tanto, fabricar revestimientos anti-reflejos aptos para soportar, sin modificación óptica notable, tratamientos térmicos, mientras que incluso comprenden materiales sensibles a los iones alcalinos pero que, por otra parte, presentan muchas otras ventajas.

Así, los revestimientos anti-reflejos de la invención comprenden preferentemente, capas de óxido de niobio como capas con alto índice de refracción (índice de refracción de aproximadamente 2,30), pero dispuestos en el revestimiento de manera que no pueden estar en contacto con los iones alcalinos del vidrio. El óxido de niobio es, en efecto, un material interesante que, como se ha sugerido precedentemente, se deposita bastante rápidamente por pulverización catódica reactiva, presenta un índice de refracción suficientemente elevado y una durabilidad, especialmente mecánica, satisfactoria.

Los revestimientos anti-reflejos de acuerdo con la invención pueden comprender, también, capas de otros materiales sensibles a los iones alcalinos distintos que el óxido de niobio. Se puede tratar especialmente del óxido de volframio con alto índice de refracción (índice de aproximadamente 2,17), cuyo aspecto óptico se puede modificar por inserción de iones sodio. Es lo mismo para el óxido de cerio CeO_{2}. Se puede tratar, también, del óxido de bismuto, igualmente con alto índice (especialmente del orden de 2,30 a 1,52) o de óxidos de valencias múltiples.

Preferentemente, los revestimientos anti-reflejos de acuerdo con la invención están concebidos de manera que, por un lado, las capas de material dieléctrico definidas como de índice bajo tengan un índice de refracción comprendido entre 1,35 y 1,70, especialmente entre 1,38 y 1,68 y, por otra parte, las capas de material dieléctrico definidas como de índice de refracción alto ,tengan un índice de refracción de, al menos 1,80, y especialmente comprendido entre 1,80 y 2,60, preferentemente entre 2 y 2,45, por ejemplo entre 2,10 y 2,35. Efectivamente, el efecto anti-reflejo no se obtiene plenamente más que si hay una diferencia de índice de refracción significativa entre las capas de altos y bajos índices que se hallan alternadas.

Existen varios modos de realización de la capa "pantalla" de acuerdo con la invención. De manera general, cuanto más próxima se encuentre a la superficie del vidrio, más va a poder detener con la máxima rapidez la difusión de los iones alcalinos a través del apilamiento.

De acuerdo con la invención, la capa "pantalla", es una capa de alto índice de refracción, y es especialmente la primera que se halla en contacto con el vidrio. También "protege", a todas las demás capas del apilamiento, contra el ataque por los iones alcalinos. Preferentemente tiene un espesor óptico comprendido entre 25 y 50 nm. Se la puede elegir a base de nitruro de silicio Si_{3}N_{4} o de nitruro de aluminio AlN, que son dos materiales de índice cercano a 2, que bloquean los iones alcalinos e inertes frente a ellos.

Un revestimiento anti-reflejos de acuerdo con la invención solamente puede comprender dos secuencias sucesivas de capas de índices altos o bajos. En efecto, cuatro capas pueden bastar para obtener un efecto reflejo totalmente notable. En este caso, la primera secuencia comprende la capa "pantalla" (una capa de índice alto) y la segunda secuencia comprende óxido de niobio, de bismuto o de volframio, especialmente de un espesor óptico comprendido entre 245 y 290 nm, y una última capa de bajo índice del tipo SiO_{2} o mezcla de óxido de silicio y de aluminio, especialmente con un espesor óptico comprendido entre 120 y 150 nm.

De acuerdo con un modo de realización, la capa "pantalla" de acuerdo con la invención sustituye completamente a la primera secuencia de capas con índices altos y bajos, y presenta un índice de refracción intermedio, especialmente comprendido entre 1,7 y 1,8. Preferentemente tiene un espesor óptico comprendido entre 80 y 120 nm. Tal capa de índice intermedio tiene un efecto óptico más similar al de una secuencia de capa de índice alto/capa de índice bajo, y presenta la ventaja de disminuir el número global de capas del apilamiento. Es ventajosamente a base de una mezcla de óxido de silicio y de estaño, de silicio y de zinc, de silicio y de titanio, o incluso a base de oxinitruro de silicio. La proporción relativa entre los diferentes constituyentes de estos materiales permite ajustar el índice de refracción de la capa.

Un ejemplo de configuración de apilamiento utilizando este tipo de capa "pantalla" puede ser el siguiente.

Vidrio/SiO_{x}N_{y}/Nb_{2}O_{5}/SiO_{2}

Aquí, todavía, la capa "pantalla" de SiO_{x}N_{y} "protege" eficazmente la capa de Nb_{2}O_{5} que la recubre.

Cualquiera que sea el modo de realización elegido, la invención permite la fabricación de sustratos vítreos portadores de un apilamiento anti-reflejos que presenta una reflexión luminosa T_{L} de como máximo 2%, y especialmente de, como máximo 1%, reflexión que se mantiene a 0,5% o a 0,3% aproximadamente, especialmente a 0,2% aproximadamente, e incluso a aproximadamente \pm 0,1% si el sustrato vítreo experimenta, después, un tratamiento térmico del tipo curvatura, temple o recocido.

También, su colorimetría de reflexión permanece casi sin cambio (especialmente en la tonalidad de los azules o azules-verdes), según sean el sistema colorimétrico (L*, a*, b*), las variaciones de a* y b* en reflexión de, como máximo 2, y especialmente como máximo 1,5 en valores absolutos. Globalmente, los tratamientos térmicos no afectan, pues, al aspecto óptico en reflexión de este tipo de apilamiento anti-reflejos, si se toma como referencia la sensibilidad del ojo humano.

De ello deriva toda una serie de ventajas: una sola configuración de revestimiento anti-reflejos basta para fabricar láminas de vidrio tanto curvados como no curvados, o templados como no templados.

Por una parte, es inútil tener un tipo de revestimiento desprovisto de capas sensibles a los iones alcalinos para los sustratos a tratar térmicamente y, por otra parte, un tipo de revestimiento que puede poseer este tipo de capa, por ejemplo, de Nb_{2}O_{5} para los sustratos no destinados a ser tratados térmicamente. Por tanto, esto facilita la gestión de las existencias y permite adaptar muy rápidamente la producción a láminas de vidrio tratadas y no tratadas, a demanda, sin tener que preocuparse ya del tipo de revestimiento anti-reflejos.

Otra ventaja consiste en que se pueden ensamblar indiferentemente sobre una fachada de un edificio, en un escaparate por ejemplo, láminas de vidrio con revestimiento anti-reflejos, unas tratadas térmicamente, otras no tratadas térmicamente: el ojo humano no podrá detectar disparidades en el aspecto óptico global del montaje de las láminas de vidrio.

Es igualmente posible vender las láminas de vidrio revestidas no tratadas térmicamente, dejando a la discreción del comprador el cuidado de tratarlas térmicamente, pudiendo garantizarle la constancia de sus propiedades ópticas.

Preferentemente, cada una de las caras del sustrato vítreo está recubierto con un apilamiento anti-reflejos de acuerdo con la invención, a fin de obtener el efecto anti-reflejo máximo.

De acuerdo con la invención, se puede prever que al menos una de las capas de bajo índice del apilamiento anti-reflejos sea a base de una mezcla de óxido de silicio y de aluminio, (eventualmente fluorado), y especialmente la última capa del apilamiento: tal capa de óxido "mixta" presenta, en efecto, una durabilidad, especialmente química, mejor que una capa de SiO_{2} pura. Se selecciona la proporción óptima de aluminio en la capa para obtener esta mejor durabilidad sin, sin embargo, aumentar demasiado el índice de refracción de la capa con respecto a la de la sílice pura, para no afectar las propiedades ópticas del anti-reflejo, teniendo el óxido de aluminio, en efecto, un índice de aproximadamente 1,60 a 1,65 superior al de SiO_{2} que es de aproximadamente 1,45.

La invención tiene, también, por objeto las láminas de vidrio que incorporan los sustratos revestidos, ya sean monolíticos, estratificados o múltiples, con lámina(s) de gas intercalar(es).

Estas láminas de vidrio se pueden utilizar tanto como láminas de vidrio interiores como exteriores de edificios, como protección de objetos del tipo de tableros, escaparates, muebles de vidrio, tal como un mostrador o un escaparate refrigerado..., como láminas de vidrio para automóviles del tipo de parabrisas estratificado, espejos, pantallas anti-deslumbramiento para ordenadores, o vidrio decorativo.

La lámina de vidrio que incorpora el sustrato de revestimiento anti-reflejos de acuerdo con la invención puede presentar propiedades adicionales interesantes. Así, se puede tratar de una lámina de vidrio con función de seguridad, como láminas de vidrio estratificadas disponibles de SAINT-GOBAIN VITRAGE con el nombre de Stadip, o de láminas de vidrio templadas disponibles de SAIN-GOBAIN VITRAGE con el nombre de Securit. Se puede tratar, también, de láminas de vidrio anti-fractura, como los disponibles de SAINT-GOBAIN VITRAGE con el nombre de Contrarisc, o anti-acústicos, como los disponibles de SAINT-GOBAIN VITRAGE con el nombre de Contrasonor (láminas de vidrio dobles) o Phonic (láminas de vidrio estratificadas), o incluso de protección frente al fuego (corta-llamas o corta-fuego).

La lámina de vidrio se puede elegir, también, de manera que sobre el sustrato ya provisto con el apilamiento anti-reflejos o sobre una de las caras de los otros sustratos constitutivos de la lámina de vidrio, está depositada una capa (o un apilamiento de capas) con función específica, por ejemplo anti-solar o absorbente térmicamente, como capas de nitruro de titanio, o incluso capas tales como las disponibles de SAINT- GOBAIN EKO con el nombre comercial de Cool-lite o Antelio o Col-lite K, o incluso con función anti-ultravioletas, anti-estática (del tipo capa de óxido metálico dopado ligeramente conductora), poco emisora, como las capas a base de plata del tipo Planitherm o de óxido de estaño dopado del tipo EKO disponible de SAINT-GOBAIN VITRAGE. En el caso de una capa con función anti-estática, es preferible que ésta esté dispuesta sobre la cara del sustrato provista con el apilamiento anti-reflejos. También se puede prever que la capa sea calefactora (del tipo de capa de metal con transporte de corriente adecuado), lo cual puede ser interesante especialmente para los escaparates refrigerados, para evitar el depósito de vaho en su superficie. Se puede tratar, también, de capa con propiedades anti-suciedad como una capa muy fina de TiO_{2}, o incluso una capa orgánica hidrófoba con función anti-lluvia o hidrófila con función anti-vaho. Como ejemplo de capa hidrófoba, se puede hacer referencia a la capa a base de organosilano fluorada descrita en las patentes de EE.UU. 5.368.892 y EE.UU. 5.389.427.

Se puede tratar, también, de una capa de azogado con función de espejo. Todas las configuraciones son posibles. Así, en caso de una lámina de vidrio monolítica con función de espejo, interesa depositar el revestimiento anti- reflejos en la capa 1 (es decir, del lado en que se halla el espectador) y la capa de azogado en la capa 2 ( es decir, del lado en el que el espejo está colgado de una pared), evitando así el apilamiento anti-reflejos de la invención el desdoblamiento de la imagen reflejada.

En el caso de una doble lámina de vidrio, (en la que las caras de los sustratos vítreos se numeran convencionalmente comenzando por la cara más exterior), se puede, así, disponer el apilamiento anti-reflejos usualmente en la cara 1 y las otras capas funcionales en la cara 2 para un anti-violetas o un anti-solar, y 3 para una capa poco emisora. En una doble lámina de vidrio, se puede tener, así, al menos un apilamiento anti-reflejos sobre una de las caras de los sustratos y, al menos otra capa u otro apilamiento de capas que aporta una funcionalidad suplementaria. La doble lámina de vidrio pude comportar, también, varios revestimientos anti-reflejos, especialmente al menos en la cara 2 ó 3.

Para una lámina de vidrio monolítica 1 se puede prever depositar una capa con función anti-estática, asociada con un segundo apilamiento anti-reflejos.

Asimismo, el vidrio elegido para el sustrato revestido del apilamiento de acuerdo con la invención o para los otros sustratos que le están asociados para formar una lámina de vidrio, puede ser particular, por ejemplo extra-transparente, del tipo Planilux o teñido del tipo Parsol, dos productos disponibles de SAINT-GOBAIN VITRAGE. Puede ser, él mismo filtrante frente a la radiación del tipo ultravioleta. El o los sustratos pueden haber experimentado tratamientos térmicos, que el apilamiento anti-reflejos de acuerdo con la invención ha de soportar también, como un temple, una curvatura o incluso un doblado, es decir, una curvatura con un radio de encorvadura muy pequeño (aplicación para los escaparates-mostrador de las tiendas en particular).

El sustrato puede haber experimentado, también, un tratamiento superficial, especialmente un esmerilado, pudiendo el apilamiento anti-reflejos estar depositado sobre la cara esmerilada o sobre la cara opuesta.

El sustrato, o uno de estos con el que está asociado, puede ser también del tipo de vidrio decorativo, impreso, por ejemplo como el producto Albarino, disponible de SAINT-GOBAIN VITRAGE, o serigrafiado.

Una lámina de vidrio particularmente interesante que incorpora el sustrato con revestimiento anti-reflejos de acuerdo con la invención es la siguiente: se trata de una lámina de vidrio que comporta una estructura estratificada con dos sustratos de vidrio asociados por una hoja de polímero de ensamblaje del tipo de poli(vinilbutiral). Al menos uno de los sustratos y, preferentemente los dos, está(n) provisto(s) con el revestimiento anti-reflejos de acuerdo con la invención, preferentemente en la cara exterior, especialmente según la secuencia:

revestimiento anti-reflejos/vidrio/PVB/vidrio/revestimiento anti-reflejos.

Esta configuración, especialmente con los dos sustratos curvados y/o templados, permite la obtención de una lámina de vidrio para automóvil, y particularmente de un parabrisas, muy ventajosa: en efecto, las normas imponen en los automóviles parabrisas con alta transmisión luminosa, de al menos 75% en incidencia normal. Gracias a la incorporación de revestimientos anti-reflejos en una estructura estratificada de parabrisas usual, la transmisión luminosa de la lámina de vidrio se encuentra aumentada, lo que permite rebajar ligeramente su transmisión energética, pero cumpliendo aún las normas en cuanto a la transmisión luminosa. Se puede, así, aumentar el efecto anti-solar del parabrisas, por ejemplo por absorción de los sustratos de vidrio. Concretamente, así se puede hacer pasar el valor de reflexión luminosa de un parabrisas estratificado estándar de 8 a menos de 1%, bajando su transmisión energética de 1 a 10%, por ejemplo haciéndolo pasar de 85 a 81%

La invención tiene, igualmente, por objeto el procedimiento de fabricación de sustratos vítreos con revestimientos anti-reflejos. Un procedimiento consiste en depositar el conjunto de las capas, sucesivamente unas después de otras, mediante una técnica a vacío, especialmente por pulverización catódica asistida por campo magnético. Así, se pueden depositar las capas de óxido por pulverización reactiva del metal en cuestión en presencia de oxígeno, y las capas de nitruro en presencia de nitrógeno.

Otra elección puede consistir en depositar todas o parte de las capas del apilamiento, especialmente la o las primeras capas, mediante una técnica de pirólisis de precursores adaptados.

Se puede tratar de una pirólisis en fase sólida, recurriendo a precursores en forma de polvo (por ejemplo dibutildifluoruro de estaño para formar óxido de estaño), en forma líquida, por ejemplo disolviendo el precursor o precursores en un disolvente, o en forma gaseosa. En este último caso, el precursor se pone en forma gaseosa. Se puede tratar, por ejemplo, de tetraortosilicato TEOS o de SiH_{4} para obtener óxido de silicio. La pirólisis se puede efectuar directamente y de manera continua sobre la banda de vidrio flotante caliente, depositándose, luego, las capas siguientes ulteriormente sobre el vidrio, una vez cortado, por una técnica a vacío del tipo de pulverización catódica.

Los detalles y características ventajosos de la invención se van a deducir de los ejemplos que siguen, no limitativos, con ayuda de la figura 1.

Esta figura, muy esquemática, representa, en corte, un sustrato rematado con un apilamiento anti-reflejos de acuerdo con la invención (las proporciones entre el espesor del sustrato y el de las capas no se han respetado para facilitar la lectura). En realidad, cada una de las caras del sustrato está provista con un apilamiento idéntico, solamente se ha representado un apilamiento para más claridad. La utilización de un revestimiento sobre cada una de las caras del sustrato se ha efectuado sobre el conjunto de los ejemplos que siguen.

Se precisa que en estos ejemplos, los depósitos sucesivos de capas delgadas se realizan por pulverización catódica reactiva asistida por campo magnético, pero se podrían realizar por cualquier otra técnica a vacío o del tipo pirólisis que permita un buen dominio de los espesores de capas obtenidos.

Los sustratos sobre los que se depositan los revestimientos anti-reflejos son sustratos de vidrio silico-sodocálcico transparente del tipo Planilux y de 3 a 6 mm de espesor, y especialmente 4 mm

La figura 1 representa el sustrato de vidrio 1 que está revestido, de acuerdo con un primer modo de realización, sobre sus dos caras con un apilamiento 6 de cuatro capas que comporta una alternancia de capas delgadas 2,4 de alto índice y de capas delgadas 3,5 de bajo índice. Otro modo de realización consiste en remplazar las dos primeras capas 2,3 con una capa 7 de índice intermedio.

Ejemplo comparativo

Este ejemplo utiliza un revestimiento de cuatro capas compuesto de la secuencia siguiente:

vidrio/Nb_{2}O_{5}/SiO_{2}/Nb_{2}O_{5}/SiO_{2}

Las dos capas de Nb_{2}O_{5} de índice de refracción de aproximadamente 2,3 se obtienen por pulverización reactiva en presencia de oxígeno a partir de blancos de niobio, las dos capas de SiO_{2} de índice de refracción de aproximadamente 1,47 se obtienen por pulverización reactiva en presencia de oxígeno a partir de blancos de silicio dopado con boro o con aluminio.

La Tabla 1 de más abajo presenta el espesor geométrico, en nanómetros, de cada una de las capas del apilamiento, numeradas con referencia a la figura 1.

TABLA 1

Ejemplo comparativo

Nb_{2}O_{5} (2)	12
SiO_{2} (3)	38
Nb_{2}O_{5} (4)	120
SiO_{2} (5)	87

TABLA 2

Ejemplo comparativo

	Antes del tratamiento térmico	Después del tratamiento térmico
R_{L}	0,7	0,5
a* _{(R)}	-2,8	3,5
B* _{(R)}	0,0	-2
L* _{(R)}	6,5	5

Ejemplo 1

Este ejemplo utiliza un revestimiento anti-reflejos de tres capas, según la secuencia siguiente:

Vidrio/SiO_{x}N_{y}/Nb_{2}O_{5}/SiO_{2}

Las dos últimas capas están fabricadas como las capas de Nb_{2}O_{5} y SiO_{2} de los ejemplos precedentes. La primera capa se obtiene por pulverización catódica reactiva en presencia de una atmósfera de O_{2}/N_{2} a partir de un blanco de silicio dopado con aluminio o boro.

La capa de SiO_{x}N_{y} tiene un índice de refracción de aproximadamente 1,75. La Tabla 5 de más abajo presenta, para cada una de las tres capas, sus intervalos de espesor geométrico preferidos, así como sus espesores precisos.

TABLA 3

Ejemplo 1

	Intervalo preferido	Espesor
SiO_{x}N_{y} (7)	45 – 75	61
	(55 - 65)
Nb_{2}O_{5} (3)	90 – 130	104
	(100 - 110)
SiO_{2} (4)	70 – 100	86
	(80 - 90)

El sustrato es apto para soportar el mismo tipo de tratamiento térmico que el experimentado en los ejemplos precedentes, sin modificación notable de su aspecto en reflexión.

Se ve que:

\bullet: los revestimientos anti-reflejos de acuerdo con la invención confieren a los sustratos de vidrio, valores de reflexión luminosa muy débiles, inferiores a 1% (a comparar con la reflexión luminosa de aproximadamente 8% que tendrían estos mismos sustratos sin revestimiento),

\bullet: su color en reflexión es, igualmente, muy neutra, especialmente en los azules-verdes atenuados en lo que se refiere al ejemplo 1, lo que es una tonalidad estética, buscada realmente, especialmente para las láminas de vidrio que equipan edificaciones,

\bullet: sus características ópticas no se modifican, o muy poco, cuando los sustratos se someten a un tratamiento a alta temperatura, y muy particularmente su aspecto en reflexión.

Así, la variación en el valor de R_{L}, representado por \DeltaR_{L}, es mínima, inferior a 0,3% y del orden de 0,1%. Y lo que todavía puede ser más importante, es que su colorimetría favorable en reflexión se mantiene: la variación del factor a*, representado por \Deltaa*, es en valores absolutos inferior a 2,0, y especialmente a 1,35. La variación del factor b*, representado por \Deltab* es del mismo orden.

Esto no es el caso del ejemplo comparativo 1. Si se observa la Tabla 2 se comprueba, en efecto, que el tratamiento térmico modifica notablemente el aspecto en reflexión del sustrato: en el ejemplo de acuerdo con la invención, la tonalidad azul-verde se mantenía, mientras que en este ejemplo comparativo, el color en reflexión cambia del verde al malva/violeta, tonalidad poco apreciada desde el punto de vista estético. Este cambio de color es perfectamente observable por un observador: si se calcula para este ejemplo comparativo, el valor de \DeltaE definido precedentemente, se llega a un valor de aproximadamente 7,7, valor que corresponde a la región de sensibilidad del ojo humano.

Las razones de este cambio de aspecto son que la primera capa de óxido de niobio, es decir la más cercana al vidrio, experimenta bajo el efecto de difusión de los iones sodio, Na*, a alta temperatura, una modificación estructural muy importante: se transforma en un compuesto mixto con sodio y niobio que no presenta ya ninguna de las propiedades del óxido de partida.

Pasaría lo mismo con el óxido de volframio o de bismuto, siendo el óxido de volframio bien conocido por colorearse fuertemente por inserción de iones sodio.

La invención, permite, pues, establecer un compromiso, conservando en sus apilamientos anti-reflejos de los óxidos del tipo Nb_{2}O_{5}, WO_{3}, CeO_{2}, ó Bi_{2}O_{3} sensibles a los iones alcalinos, pero previendo aislarlos del vidrio mediante capas "pantalla" adaptadas, esto a fin de fabricar láminas de vidrio que se pueden endurecer, curvar o templar sin temor, después del depósito de los apilamientos.

Claims

1. Sustrato de vidrio (1) que comprende en, al menos una de sus caras un revestimiento anti-reflejos (6) fabricado con un apilamiento de capas delgadas de material dieléctrico de índices de refracción alternativamente altos y bajos, caracterizado porque dicho apilamiento comprende una o varias capas (4) susceptible(s) de deterioro por contacto con iones alcalinos, de alto índice y a base de óxido de niobio Nb_{2}O_{5}, de óxido de volframio WO_{3}, de óxido de bismuto Bi_{2}O_{3}, de óxido de cerio CeO_{2}, o de óxidos de valencias múltiples, y porque a fin de prevenir la modificación de las propiedades ópticas de dicho revestimiento (6) en caso de que dicho sustrato (1) se someta a un tratamiento térmico del tipo temple, curvatura, o recocido, la(s) capa(s) (4) del apilamiento susceptible(s) de deterioro por contacto con iones alcalinos del tipo de iones sodio está(n) separada(s) de dicho sustrato (1) por, al menos una capa que forma parte del revestimiento anti-reflejos (6) y que hace de "pantalla" a la difusión de los iones alcalinos, siendo dicha capa "pantalla" una capa de alto índice del apilamiento o que sustituye a la primera secuencia de capas de índice alto y bajo, presentando un índice de refracción intermedio.

2. Sustrato de vidrio (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las capas de material dieléctrico, dichas de bajo índice (3,5) tienen un índice de refracción comprendido entre 1,35 y 1,70, especialmente entre 1,38 y 1,65 y porque las capas de material dieléctrico, dichas de índice alto (2,4) tienen un índice de refracción de, al menos 1,80, especialmente comprendido entre 1,80 y 2,60, y preferentemente entre 2,10 y 2,35.

3. Sustrato de vidrio (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa "pantalla" es la primera capa (2) de índice alto del apilamiento (6), y que preferentemente tiene un espesor óptico de 25 a 50 nm.

4. Sustrato de vidrio (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa "pantalla" con índice alto es a base de nitruro de silico Si_{3}N_{4} o de nitruro de aluminio AlN.

5. Sustrato de vidrio (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el revestimiento anti-reflejos (6) comprende dos secuencias sucesivas de capas de índices altos y bajos, comprendiendo la primera secuencia (2, 3) la capa "pantalla", comprendiendo la segunda secuencia (4, 5) una capa de óxido de niobio, o de óxido de bismuto o de óxido de volframio, especialmente de aproximadamente 240 a 290 nm de espesor óptico, y una capa de índice bajo del tipo SiO_{2} o mezcla de óxidos de silicio y de aluminio, y especialmente de 120 a 150 nm de espesor óptico.

6. Sustrato de vidrio (1) de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la segunda secuencia (4, 5) comprende una capa "global" de alto índice, formada con una superposición de capas de índice alto, especialmente dos o tres, de las cuales, al menos una capa de óxido de niobio, de bismuto o de volframio.

7. Sustrato de vidrio (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la capa "pantalla" (7) sustituye a la primera secuencia (2, 3) de capas de índices altos y bajos y presenta un índice de refracción intermedio comprendido entre 1,7 y 1,8 y preferentemente un espesor óptico de 80 a 120 nm.

8. Sustrato de vidrio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1, 2 ó 7, caracterizado porque la capa "pantalla" (7) de índice intermedio es a base de una mezcla de óxidos de silicio y de estaño, de silicio y de zinc, de silicio y de titanio o incluso a base de oxinitruro de silicio.

9. Sustrato de vidrio (1) de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el revestimiento anti-reflejos (6) comprende la secuencia SiO_{x}N_{y}/Nb_{2}O_{5}/SiO_{2}.

10. Sustrato de vidrio (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos una de las capas de bajo índice, del apilamiento anti-reflejos (6) es a base de una mezcla de óxido de silicio y de óxido de aluminio, y especialmente la última capa (5) del apilamiento.

11. Sustrato de vidrio (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende un revestimiento anti-reflejos (6) sobre cada una de sus caras.

12. Sustrato de vidrio (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque presenta una reflexión luminosa R_{L} de, como máximo 2%, y especialmente como máximo 1% y un color azul o azul-verde en reflexión, con variaciones de R_{L} de, como máximo 0,3%, y especialmente de, como máximo 0,1% y variaciones de a* y b* en reflexión, de como máximo 2, y especialmente de, como máximo 1,5 después de tratamiento térmico del tipo curvatura, temple o recocido.

13. Lámina de vidrio monolítica, estratificada o múltiple, con láminas de gas intercala(es), caracterizada porque incorpora el sustrato (1) con revestimiento anti-reflejos (6) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.

14. Lámina de vidrio de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque tiene una función anti-solar, de seguridad, anti-fractura, anti-acústica, o de protección contra el fuego.

15. Lámina de vidrio de acuerdo con la reivindicación 13 ó 14, caracterizada porque sobre el sustrato (1) provisto del revestimiento anti-reflejos (6) o sobre, al menos uno de los otros sustratos constitutivos de dicha lámina de vidrio, está depositada una capa (o un apilamiento de capas) con función anti-solar, absorbente, anti-ultravioleta, anti-estáticas, poco emisora, calefactora o anti-suciedad, o incluso una capa orgánica hidrófoba con función anti-lluvia o hidrófila con función anti-vaho, o incluso una capa de azogue con función de espejo.

16. Lámina de vidrio de acuerdo con la reivindicación 13, 14 ó 15, caracterizada porque el sustrato (1) provisto con revestimiento anti-reflejos (6) ó, al menos uno de los otros sustratos constitutivos de dicha lámina de vidrio, ha experimentado un tratamiento de superficie del tipo esmerilado, o está impreso o serigrafiado.

17. Lámina de vidrio de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizada porque el sustrato (1) provisto con revestimientos anti-reflejos (6) ó, al menos uno de los otros sustratos constitutivos de dicha lámina de vidrio es de vidrio extra-transparente, o de vidrio teñido en la masa, o templado, o reforzado, o curvado, o doblado, o que filtra los ultravioletas.

18. Lámina de vidrio de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizada porque comprende una estructura estratificada que comprende dos sustratos de vidrio asociados por una hoja de polímero de ensamblaje del tipo poli(vinilbutiral), estando al menos uno de los sustratos, y preferentemente los dos, sustratos, provistos con un revestimiento anti-reflejos (6), preferentemente en la cara exterior, y especialmente según la secuencia:

revestimiento anti-reflejos (6)/vidrio/PVB/vidrio/revestimiento anti-reflejos (6).

19. Lámina de vidrio de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizada porque los sustratos están curvados o templados, a fin de constituir una lámina de vidrio para automóvil, y especialmente un parabrisas.

20. Aplicación de los sustratos (1) al revestimiento anti-reflejos (6) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12 o de las láminas de vidrio de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 19 a la fabricación de láminas de vidrio interiores o exteriores de edificios, o de vidrios de protección de objetos del tipo de cuadros, láminas de vidrio para automóviles del tipo parabrisas estratificado, de espejos, de pantallas anti-deslumbramiento para ordenadores, de vidrio decorativo, de escaparate, de muebles de vidrio del tipo mostrador de tienda o escaparate refrigerado.

21. Procedimiento de fabricación del sustrato de vidrio (1) con revestimiento anti-reflejos (6) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque se deposita(n) la(s) primera(s) capa(s) del revestimiento por pirólisis de precursores adaptados, en especial directamente sobre la cinta de vidrio flotado, y porque se depositan las capas siguientes mediante una técnica de depósito a vacío del tipo de pulverización catódica, una vez cortado el vidrio.