ES2645615T3

ES2645615T3 - Substrato provisto de una multicapa que tiene propiedades térmicas y que comprende cuatro capas de metal funcionales y utilización de dicho substrato

Info

Publication number: ES2645615T3
Application number: ES13704165.3T
Authority: ES
Inventors: Etienne Sandre-Chardonnal
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: 2012-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2033-01-16
Also published as: EP2804843B1; EA027007B1; FR2985724A1; MX2014008572A; US20150004383A1; CA2858182C; EA201491381A1; BR112014014359A2; FR2985724B1; MX364186B; PL2804843T3; JP2015506331A; KR20140124772A; CN104039732B; EP2804843A1; BR112014014359B1; PT2804843T; JP6231494B2; CA2858182A1; KR102012059B1

Abstract

Un substrato de vidrio transparente (10), provisto de una multicapa de películas delgadas que comprende una alternación de cuatro capas metálicas funcionales (40, 80, 120, 160), especialmente de capas funcionales basadas en plata o en una aleación de metal que contiene plata, y de cinco recubrimientos antirreflectantes (20, 60, 100, 140, 180), conteniendo cada recubrimiento antirreflectante al menos una capa antirreflectante, de modo que cada capa metálica funcional (40, 80, 120, 160) esté dispuesta entre dos recubrimientos antirreflectantes (20, 60, 100, 140, 180), siendo el espesor de la segunda, tercera y cuarta capas metálicas funcionales (80, 120, 160) partiendo del substrato sustancialmente idéntico, con una relación del espesor de una capa al espesor de la capa precedente que está comprendida entre 0,9 y 1,1 incluidos estos valores, y caracterizado porque el espesor de la primera capa metálica funcional (40) es aproximadamente la mitad del espesor de la segunda capa metálica funcional (80), con una relación del espesor de la segunda capa metálica al espesor de la primera capa metálica funcional (40) que está comprendida entre 1,9 y 2,2 incluidos estos valores.

Description

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DESCRIPCION

Substrato provisto de una multicapa que tiene propiedades termicas y que comprende cuatro capas de metal funcionales y utilizacion de dicho substrato

La invencion se refiere a un substrato transparente de vidrio, dicho substrato esta recubierto con una multicapa de peliculas delgadas que comprende varias capas funcionales que pueden actuar sobre la radiacion solar y/o sobre la radiacion infrarroja de longitud de onda larga.

La invencion se refiere de manera mas particular a un substrato de vidrio transparente, provisto de una multicapa de peliculas delgadas que comprende una alternation de “n” capas metalicas funcionales, especialmente de capas funcionales basadas en plata o en una aleacion de metal que contiene plata, y de “(n+1)” recubrimientos antirreflectantes, siendo n un numero entero = 4, de manera que cada capa funcional queda colocada entre dos recubrimientos antirreflectantes. Cada recubrimiento comprende al menos una capa antirreflectante, cada recubrimiento de preferencia esta compuesto de una pluralidad de capas, al menos una capa de estas, o incluso cada capa de estas es una capa antirreflectante.

La invencion se refiere de manera mas particular al uso de dichos substratos para la fabrication de acristalamiento de aislamiento termico y/o protection solar. Este acristalamiento igualmente puede estar destinado a equipar tanto edificios como vehiculos, especialmente en vista de reducir la carga de aire acondicionado y/o evitar el sobrecalentamiento excesivo (denominados acristalamientos “de control solar”) y/o reducir la cantidad de energia disipada al exterior (denominados acristalamientos de “baja emisividad”) que surge por la importancia creciente de superficies acristaladas en edificios y compartimientos de pasajeros en los vehiculos.

Estos substratos en particular pueden estar integrados en dispositivos electronicos y la multicapa entonces puede actuar como un electrodo para la conduction de una corriente (dispositivo de iluminacion, pantalla, panel voltaico, acristalamiento electrocromico, etc.) o se pueden integrar en acristalamientos que tiene funcionalidades particulares, tal como por ejemplo, acristalamiento calefactable, y en particular parabrisas de vehiculo calefactables.

Son conocidas las multicapas que tienen cuatro capas metalicas funcionales.

En este tipo de multicapa, cada capa funcional esta colocada entre dos recubrimientos antirreflectantes comprendiendo cada uno, en general, varias capas antirreflectantes que estan hechas cada una de un material de tipo nitruro y especialmente nitruro de silicio o nitruro de aluminio y/o de tipo oxido. Desde un punto de vista optico, el proposito de estos recubrimientos que flanquean la capa funcional es “antirreflejar” esta capa funcional.

Sin embargo, un recubrimiento bloqueador muy delgado es interpuesto en ocasiones entre uno o cada recubrimiento antirreflectante y una capa funcional adyacente: un recubrimiento bloqueador colocado debajo de la capa funcional en la direction del substrato y un recubrimiento bloqueador colocado sobre la capa funcional en el lado opuesto del substrato y que protege esta capa contra cualquier degradation durante la deposition del recubrimiento antirreflectante superior y durante un tratamiento por calor de alta temperatura opcional del tipo curvado y/o temple.

Las multicapas que tienen cuatro capas funcionales son conocidas de la tecnica anterior, por ejemplo, por la Solicitud de Patente Internacional N°WO 2005/051858.

En las multicapas que tienen cuatro capas funcionales presentadas en ese documento, los espesores de todas las capas funcionales son sustancialmente identicos, es decir que el espesor de la primera capa funcional, mas cercana al substrato, es sustancialmente identico al espesor de la segunda capa funcional que es sustancialmente identico al espesor de la tercera capa funcional, o incluso que es sustancialmente identico al espesor de la cuarta capa funcional cuando hay una cuarta capa funcional. Vease, por ejemplo, el ejemplo 24 de ese documento.

Sin embargo, pareciera que la configuration del doble acristalamiento del ejemplo 24 de la Solicitud N° WO 2005/051858 no es completamente satisfactorio ya que, aun cuando su transmision de la luz es bastante alta (58,0%), su reflexion de la luz es bastante baja (12,2%) y su transmision de energia es bastante baja, su factor solar (el cual por naturaleza es superior a la transmision de energia) tiene como resultado una selectividad que no es satisfactoria; ademas, el color en la transmision tampoco es satisfactorio debido a un valor de a* en el sistema Lab que es muy negativo. Se conoce tambien del documento FR2936510 multicapas que comprenden 4 capas funcionales sea teniendo todas el mismo espesor, sea siendo la primera y la cuarta capas mas finas que la segunda y la tercera capas situadas en el centro de la multicapa.Parece que seria preferible obtener una transmision de la luz en doble acristalamiento que sea superior (del orden de 60%), una reflexion de la luz que siga siendo tan baja (del orden de 12%) y un factor solar inferior (del orden de 26%), a fin de poder obtener una alta selectividad del orden de 2,3; parece que tambien seria preferible obtener un color en la reflexion, tanto desde el exterior como desde el interior, mas neutral, en el azul-verde y que ademas varie poco con el angulo de vision.

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Un objetivo de la invencion es entonces proporcionar una multicapa que tenga estas caracteristicas.

Otro objetivo es proporcionar una multicapa que tenga una resistencia laminar muy baja, en particular para que el acristalamiento que integra esta multicapa pueda exhibir una alta reflexion de energia y/o una emisividad muy baja y/o pueda ser calentada mediante la aplicacion de una corriente entre dos barras colectoras electricamente conectadas a la multicapa, y tambien una alta transmision de luz y un color relativamente neutro, en particular en una configuration de doble acristalamiento o en configuracion laminada, y para que estas propiedades preferiblemente se obtengan despues de un tratamiento (o tratamientos) termico(s) de alta temperatura del tipo curvado y/o temple y/o recocido, incluso para que estas propiedades sean mantenidas dentro de un intervalo restringido experimente o no la multicapa uno (o mas) de dichos tratamientos termicos.

La invencion tiene asi por objeto, en su sentido mas amplio, un substrato de vidrio transparente, provisto de una multicapa de peliculas delgadas que comprende una alternation de cuatro capas metalicas funcionales, especialmente de capas funcionales basadas en plata o en una aleacion de metal que contiene plata, y de cinco recubrimientos antirreflectantes, comprendiendo cada recubrimiento antirreflectante al menos una capa antirreflectante, de manera que cada capa metalica funcional queda colocada entre dos recubrimientos antirreflectantes, destacandose en que el espesor de la segunda, tercera y cuarta capas metalicas funcionales iniciando desde el substrato es sustancialmente identico, con una relation del espesor de una capa al espesor de la capa precedente que esta comprendida entre 0,9 y 1,1 incluidos estos valores, y el espesor de la primera capa metalica funcional es aproximadamente la mitad del espesor de la segunda capa metalica funcional, con una relacion del espesor de la segunda capa metalica al espesor de la primera capa metalica funcional que esta comprendida entre 1,9 y 2,2 incluidos estos valores.

Los recubrimientos antirreflectantes, cada uno ubicado entre dos capas metalicas funcionales, tienen espesores opticos bastante similares. Cada recubrimiento antirreflectante ubicado entre dos capas metalicas funcionales tiene, preferiblemente, un espesor optico entre 165 nm y 181 nm incluidos estos valores para promover la obtencion de un color de reflexion en el azul-verde. Esto es lo mas sorprendente considerando el desequilibrio entre el espesor de la primera capa metalica funcional y el espesor de las otras capas metalicas funcionales.

La expresion “color en el azul-verde” se debe entender dentro de la presente invencion para indicar que, en el sistema de medicion de color Lab, a* es entre 0 y -6.

Preferiblemente, cada recubrimiento antirreflectante ubicado entre dos capas metalicas funcionales esta constituido unicamente de una o mas capas antirreflectantes. Preferiblemente, por lo tanto no hay capa absorbente en los recubrimientos dielectricos, a fin de no disminuir la transmision de luz.

El espesor de la primera capa metalica funcional es, preferiblemente, aproximadamente la mitad del espesor de todas las otras capas metalicas funcionales, con una relacion del promedio del espesor de la segunda, tercera y cuarta capas metalicas funcionales al espesor de la primera capa metalica funcional que esta comprendida entre 1,9 y 2,5 incluidos estos valores. Esta regla hace posible promover la obtencion de un color en reflexion externa que esta en el azul-verde.

El termino “fila” dentro de la presente invencion se entiende para indicar la numeration, en numeros enteros, de cada capa funcional comenzando a partir del substrato: la capa funcional mas cercana al substrato es la capa funcional de la fila 1 o la primera capa funcional, la siguiente alejandose del substrato es la de la fila 2 o segunda capa funcional, etc.

La expresion “relacion del espesor de una capa al espesor de la capa precedente” debiera entonces ser entendida para indicar la relacion del espesor de la capa en cuestion al espesor de la capa de la fila inmediatamente inferior.

El espesor de cada capa funcional preferiblemente esta comprendida entre 6 y 20 nm incluidos estos valores, a fin de obtener una transmision de luz lo suficientemente alta.

El espesor e40 en nm de la primera capa metalica funcional empezando a partir del substrato (la de la fila 1) preferiblemente es tal que: 5,5 < e40 < 11 en nm, y preferiblemente 6 < e40 < 10.

El espesor es0 en nm de la segunda capa metalica funcional empezando a partir del substrato (la de la fila 2) preferiblemente es tal que: 11 < es0<22 en nm, y preferiblemente 12 < es0< 20.

El espesor e120 en nm de la tercera capa metalica funcional empezando a partir del substrato (la de la fila 3) preferiblemente es tal que: 11 < e120 < 22 en nm, y preferiblemente 12 < e120< 20.

El espesor e160 en nm de la cuarta capa metalica funcional empezando a partir del substrato (la de la fila 4) preferiblemente es tal que: 11 < e160 < 22 en nm, y preferiblemente 12 < e160< 20.

Estos intervalos de espesor para las capas metalicas funcionales son los intervalos para los cuales se obtienen los mejores resultados: alta transmision de luz en doble acristalamiento, baja reflexion de luz y factor solar inferior, a fin de

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poder obtener una alta selectividad con un color en reflexion, tanto desde el exterior como desde el interior, neutro, en el azul-verde.

En una variante preferida, el espesor total de las cuatro capas metalicas funcionales esta comprendido entre 30 y 70 nm incluidos estos valores, incluso este espesor total esta comprendido entre 35 y 65 nm.

Es importante observar aqui que el reparto particular en la distribution de los espesores de las cuatro capas funcionales no es el mismo que el reparto en la distribucion de los espesores de todas las capas de la multicapa (teniendo en cuenta las capas antirreflectantes).

A menos que se mencione lo contrario, los espesores citados en el presente documento son espesores fisicos o reales (y no espesores opticos).

La expresion “espesor optico” se entiende dentro de la invention, como es habitual, como el producto del espesor fisico (o real) de la capa multiplicado por su indice de refraction medido como es habitual a 550 nm.

La expresion “espesor optico total” se entiende dentro de la invencion como la suma de todos los espesores opticos de las capas consideradas, siendo cada espesor optico, tal como se explico antes, el producto del espesor fisico (o real) de la capa multiplicado por su indice de refraccion medido como es habitual a 550 nm.

Por lo tanto, el espesor optico total del primer recubrimiento antirreflectante (aquel de la fila 1) subyacente a la primera capa metalica funcional esta constituido por la suma de todos los espesores opticos de las capas dielectricas de este recubrimiento que estan colocadas entre el substrato y la primera capa metalica funcional o entre el substrato y el recubrimiento sub-bloqueador de la primera capa metalica en caso que este presente este recubrimiento sub- bloqueador.

De manera similar, el espesor optico total del ultimo recubrimiento antirreflectante (aquel de la fila 5), suprayacente a la cuarta capa metalica funcional esta constituido por la suma de todos los espesores opticos de las capas dielectricas de este recubrimiento que estan colocadas encima de la cuarta capa metalica funcional, en el lado opuesto al substrato, o encima del recubrimiento sobre-bloqueador de esta cuarta capa metalica funcional en caso que este presente este recubrimiento sobre-bloqueador.

El espesor optico total de un recubrimiento antirreflectante intermedio (aquellos de las filas 2, 3 y 4), suprayacente a una capa metalica funcional y subyacente a la siguiente capa metalica funcional que se aleja del substrato, esta constituido por la suma de todos los espesores opticos de las capas dielectricas de este recubrimiento que estan colocadas entre estas dos capas metalicas funcionales, encima del recubrimiento sobre-bloqueador de la capa metalica funcional, en caso de estar presente, y debajo del recubrimiento sobre-bloqueador de la siguiente capa metalica funcional, en caso de estar presente.

Ademas, cuando se hace mention a un posicionamiento vertical de una capa (por ejemplo, debajo de/encima de), siempre se hace considerando que el substrato portador esta colocado horizontalmente, en el fondo, con la multicapa sobre esta; cuando se especifica que una capa esta depositada directamente sobre otra, esto significa que no puede haber una (o mas) capas insertadas entre estas dos capas. La fila de las capas funcionales, aqui siempre es definida comenzando desde el substrato que tiene la multicapa (substrato sobre cuya cara esta depositada la multicapa) y refiriendose a capas de la misma naturaleza.

En una variante particular de la invencion, cada uno de los recubrimientos antirreflectantes comprende al menos una capa antirreflectante basada en nitruro de silicio, opcionalmente dopada con la ayuda de al menos otro elemento, tal como aluminio. Esto es particularmente conveniente para multicapas de capas finas que van a ser curvadas/templadas o para multicapas de capas finas que se pueden curvar/templar.

En otra variante particular de la invencion, la ultima capa de cada recubrimiento antirreflectante subyacente a una capa funcional es una capa antirreflectante de humedecimiento basada en oxido cristalino, especialmente basada en oxido de zinc, opcionalmente dopada con la ayuda de al menos otro elemento, tal como aluminio, a fin de promover la obtencion de capas funcionales cristalinas.

La presente invencion ademas se refiere al acristalamiento que incorpora al menos un substrato de acuerdo con la invencion, opcionalmente combinado con al menos otro substrato y especialmente un multiple acristalamiento del tipo doble acristalamiento o triple acristalamiento o un acristalamiento laminado y en particular acristalamiento laminado que comprende medios para la conexion electrica de la multicapa de capas finas a fin de hacer posible la production de acristalamiento laminado calefactable, siendo posible que dicho substrato portador de la multicapa sea curvado y/o templado.

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Cada substrato del acristalamiento puede ser transparente o coloreado. Al menos uno de los substratos puede estar hecho especialmente de vidrio coloreado en masa. La eleccion del tipo de colaboracion dependera del nivel de transmision de luz y/o de la apariencia colorimetrica que se desea para el acristalamiento una vez que se ha completado su fabrication.

El acristalamiento, de acuerdo con la invention, puede tener una estructura laminada, especialmente que combina al menos dos substratos rigidos del tipo vidrio mediante al menos una lamina de polimero termoplastico, a fin de presentar una estructura de tipo: vidrio/multicapa de peliculas delgadas/lamina(s)/vidrio. El polimero puede estar basado especialmente en polivinilbutiral (PVB), etileno/acetato de vinilo (EVA), poli(tereftalato de etileno) (PET) o poli(cloruro de vinilo) (PVC).

El acristalamiento entonces puede tener una estructura del tipo: vidrio/multicapa de peliculas delgadas/lamina(s) de polimero/vidrio.

Los acristalamientos de acuerdo con la invencion, tienen la capacidad de experimentar un tratamiento termico sin que se dane la multicapa de peliculas delgadas. Por lo tanto, opcionalmente es curvada y/o templada.

El acristalamiento puede ser curvado y/o templado cuando es formado de un solo substrato que esta provisto de la multicapa. Esto entonces se conoce como acristalamiento “monolitico”. Si el acristalamiento es curvado, especialmente para el proposito de formar acristalamiento para vehiculos, la multicapa de peliculas delgadas se encuentra preferiblemente sobre una cara que es al menos parcialmente no plana.

El acristalamiento tambien puede ser acristalamiento multiple, especialmente doble acristalamiento, siendo posible que al menos el substrato que lleva la multicapa sea curvado y/o templado. En una configuration de acristalamiento multiple es preferible que la multicapa se disponga de manera que se gire del lado de la capa de gas intermedia. En una estructura laminada, el substrato que lleva la multicapa puede estar en contacto con la lamina de polimero.

El acristalamiento tambien puede ser un acristalamiento triple que consiste en tres laminas de vidrio separadas, en pares, por un espacio llenado con gas. En una estructura de triple acristalamiento, el substrato que tiene la multicapa puede estar sobre la cara 2 y/o sobre la cara 5, cuando se considera que el sentido de incidencia de la luz solar pasa a traves de las caras en el orden creciente del numero de cara.

Cuando el acristalamiento es acristalamiento monolitico o multiple del tipo doble acristalamiento, triple acristalamiento o acristalamiento laminado, al menos el substrato que tiene la multicapa puede estar hecho de vidrio curvado o templado, siendo posible que este substrato sea curvado o templado antes o despues de la deposition de la multicapa.

La invencion tambien se refiere al uso del substrato de acuerdo con la invencion para producir un acristalamiento que tiene reflexion de energia alta y/o un acristalamiento que tiene muy baja emisividad y/o un acristalamiento calefactable con un recubrimiento transparente calefactable por el efecto Joule.

La invencion tambien se refiere al uso del substrato de acuerdo con la invencion para producir un electrodo transparente de un acristalamiento electrocromico o de un dispositivo de iluminacion o de un dispositivo de visualization o de un panel fotovoltaico.

El substrato, de acuerdo con la invencion, puede ser utilizado, en particular, para producir un substrato que tiene alta reflexion de energia y/o un substrato que tiene muy baja emisividad y/o un recubrimiento transparente calefactable de acristalamiento calefactable.

El substrato de acuerdo con la invencion, en particular, puede ser utilizado para producir un electrodo transparente de un acristalamiento electrocromico (este acristalamiento es acristalamiento monolitico o acristalamiento multiple del tipo doble acristalamiento o triple acristalamiento o acristalamiento laminado) o de un dispositivo de iluminacion o de una pantalla de visualizacion o de un panel fotovoltaico. (El termino “transparente” debe ser entendido aqui como “no opaco”).

La multicapa, de acuerdo con la invencion, hace posible obtener un substrato recubierto con una multicapa y que tiene una alta transmision de luz (>55%, e incluso >60%), una baja reflexion de luz (<14%), un alto factor solar y un color en la reflexion que no es muy pronunciado (con valores de a* y b* en el sistema Lab que son cercanos a cero) y que ademas varia poco en funcion del angulo de visualizacion.

La multicapa, de acuerdo con la invencion, entonces hace posible lograr una alta selectividad, de mas de 2,1.

Los detalles y caracteristicas convenientes de la invencion surgiran de los siguientes ejemplos no limitantes, ilustrados por medio de las figuras anexas:

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- la figura 1 ilustra un ejemplo de la estructura de una multicapa con cuatro capas metalicas funcionales de acuerdo con la invention;

- la figura 2 ilustra las variaciones de color en la reflexion como una funcion del angulo en el sistema Lab para el ejemplo

1, observadas desde el exterior (“fuera”) y desde el interior (“dentro”);

- la figura 3 ilustra las variaciones de color en la reflexion como una funcion del angulo en el sistema Lab para el ejemplo

2, observadas desde el exterior (“fuera”) y desde el interior (“dentro”);

- la figura 4 ilustra las variaciones de color en la reflexion como una funcion del angulo en el sistema Lab para el ejemplo

3, observadas desde el exterior (“fuera”) y desde el interior (“dentro”);

- la figura 5 ilustra las variaciones de color en la reflexion como una funcion del angulo en el sistema Lab para el ejemplo

4, observadas desde el exterior (“fuera”) y desde el interior (“dentro”); y

- la figura 6 ilustra las variaciones de color en la reflexion como una funcion del angulo en el sistema Lab para el ejemplo 24 de la Solicitud de Patente Internacional N° WO 2005/051858, observadas desde el exterior (“fuera”) y desde el interior (“dentro”).

En la figura 1, las proporciones entre los diversos elementos no han sido respetadas a fin de hacerlas mas faciles de examinar. Para las figuras 2 a 6, las flechas indican las variaciones obtenidas de 0° con respecto a la normal a la superficie exterior (inicio de la curva) hasta un angulo de 70° con respecto a la normal a la superficie exterior (fin de la curva siguiendo la direction de la flecha).

La figura 1 ilustra una estructura multicapa que tiene cuatro capas metalicas funcionales 40, 80, 120, 160, esta estructura es depositada sobre un substrato de vidrio transparente 10.

Cada capa funcional 40, 80, 120, 160 esta colocada entre dos recubrimientos antirreflectantes 20, 60, 100, 140, 180 de manera que la primera capa funcional 40, partiendo del substrato, esta colocada entre los recubrimientos antirreflectantes 20, 60, la segunda capa funcional 80 esta colocada entre los recubrimientos antirreflectantes 60, 100, la tercera capa funcional 120 esta colocada entre los recubrimientos antirreflectantes 100, 140, y la cuarta capa funcional 160 esta colocada entre los recubrimientos antirreflectantes 140 y 180.

Estos recubrimientos antirreflectantes 20, 60, 100, 140, 180 comprenden, cada uno, al menos una capa dielectrica antirreflectante 24, 28; 62, 64, 68; 102, 104, 108; 142, 144, 148; 182, 184.

Opcionalmente, por un lado, cada capa funcional 40, 80, 120, 160 puede ser depositada en un recubrimiento de sub- bloqueado (que no se ilustra) colocado entre el recubrimiento antirreflectante subyacente a la capa funcional y la capa funcional y, por otra parte, cada capa funcional 40, 80, 120, 160 puede ser depositada directamente debajo de un recubrimiento de sub-bloqueado 55, 95, 135, 175 colocado entre la capa funcional y el recubrimiento antirreflectante suprayacente a esta capa.

Estos recubrimientos de bloqueador no son tomados en consideration en la definition optica de los recubrimientos antirreflectantes de la multicapa.

Se llevo a cabo una primera serie de cuatro ejemplos; esto ejemplos son numerados de 1 a 4 en lo sucesivo.

Para estos ejemplos, los recubrimientos antirreflectantes 20, 60, 100, 140, 180 unicamente estan definidos por sus espesores opticos (considerando que el indice de refraction del material antirreflectante que constituye los recubrimientos antirreflectantes es medido a 550 nm, como es habitual).

La tabla 1 a continuation resume los espesores, en nanometros, de cada capa o recubrimiento que forma la multicapa en funcion de sus posiciones con respecto al substrato que tiene la multicapa (ultima linea en la parte inferior de la tabla); los subindices de los espesores de la 1era columna corresponden a las referencias de la figura 1.

Tabla 1


: Ej. 1 Ej. 2 Ej. 3 Ej. 4

e-180: Dielectrico 5 91 86 75 85

e-160: Ag4 17,1 17,1 17,2 15,5

e-140: Dielectrico 4 181 178 176 175


: Ej. 1 Ej. 2 Ej. 3 Ej. 4

ei20: Ag3 15,7 15,8 13,3 17,1

eioo: Dielectrico 3 168 167 141 172

e80: Ag2 15,2 14,3 8,6 15,1

e60: Dielectrico 2 175 165 118 165

e40: Agl 7,7 6,7 6,2 9,5

e20: Dielectrico 1 89 45 67 80

: Vidrio

La tabla 2 a continuation resume las relaciones de los espesores de las capas funcionales.

Tabla 2

: Ej. 1 Ej. 2 Ej. 3 Ej. 4

e16o/e-i2o: 1,o9 1,o8 1,3o o,91

e-i2o/e8o: 1,o3 1,1o 1,55 1,13

e8o/e4o: 1,98 2,13 1,39 1,6o

((e8o+e12o+e16o)/3)/e4o: 2,o8 2,35 2,1o 1,67

La tabla 3 resume para estos ejemplos 1 a 4 las caracteristicas opticas principales medidas para el substrato que tiene la multicapa integrada en el doble acristalamiento que tiene la estructura: vidrio de 6 mm/espacio intermedio llenado con 5 argon de 15 mm/vidrio de 6 mm, la multicapa esta colocada sobre la cara 2 (la cara 1 del acristalamiento es la cara mas exterior del acristalamiento, tal como es habitual).

Tabla 3


: Ej. 1 Ej. 2 Ej. 3 Ej. 4

Tl: % 6o,o 59,8 59,9 61,7

a*T: -8,4 -8,o -7,2 -11,4

b*T: 3,3 4,o 3,1 4,2

RLext: % 12,5 12,6 12,1 9,1

a*Rext: -1,9 -3,7 -3,o 9,4

b*Rext: -4,8 -9,2 -3,1 -12,4

a Rext-45°: -1,o -1,o -1,3 12,1

b*Rext-45°: 3,2 -2,1 -1,9 -1,5

a Rext-6o°: -2,5 -1,5 -1,1 9,2

b*Rext-6o°: 3,5 o,o -1,8 1,2

RLint: % 14,o 14,1 16,1 11,o

a*Rint: o,4 -o,7 -1,5 9,1

b*Rint: -5,7 -5,3 -1,1 -1o,3

SF: % 26,4 26,4 28,3 26,6

Para este doble acristalamiento,

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- Tl indica la transmision de luz en el visible en %, medida bajo las condiciones de observador iluminante A/10°;

- a*T y b*T indican los colores en transmision a* y b* en el sistema Lab medidos bajo las condiciones del iluminante D65/observador 10° y por lo tanto medidos sustancialmente perpendicular al acristalamiento;

- RLext indica la reflexion de luz en el visible en %, medida bajo las condiciones de iluminante A/observador 10° desde el lado de la cara mas exterior, cara 1;

- a*Rext y b*Rext indican los colores en reflexion a* y b* en el sistema Lab medidos bajo las condiciones del iluminante D65/observador 10° desde el lado de la cara mas exterior y, por lo tanto, medidos sustancialmente perpendicular al acristalamiento;

- a*Rext-45° y b*Rext-45° indican los colores en reflexion a* y b* en el sistema Lab medidos bajo las condiciones del iluminante D65/observador 10° desde el lado de la cara mas exterior y medidos sustancialmente con un angulo de 45° con respecto a la perpendicular al acristalamiento;

- a*Rext-60° y b*Rext-60° indican los colores en reflexion a* y b* en el sistema Lab medidos bajo las condiciones del iluminante D65/observador 10° desde el lado de la cara mas exterior y medidos sustancialmente con un angulo de 60° con respecto a la perpendicular al acristalamiento;

- Runt indica la reflexion de luz en el visible en %, medida bajo las condiciones de iluminante A/observador 10° desde el lado de la cara mas interior, cara 4;

- a*Rint y b*Rint indican los colores en reflexion a* y b* en el sistema Lab medidos bajo las condiciones del iluminante D65/observador 10° desde el lado de la cara mas interior y, por lo tanto, medidos sustancialmente perpendicular al acristalamiento;

- SF indica el factor solar, es decir, el porcentaje de la energia total que entra en la habitacion a traves del acristalamiento frente a la energia solar incidente total, calculado de acuerdo con el estandar EN 410.

Para los ejemplos 1 y 2 de acuerdo con la invention, las tres capas funcionales mas alejadas del substrato entonces tienen espesores casi identicos: por una parte, la relation del espesor et60 de la cuarta capa funcional al espesor et20 de la tercera capa funcional y, por otra parte, la relacion del espesor et20 de la tercera capa funcional al espesor e80 de la segunda capa funcional son casi identicas; estas relaciones estan comprendidas entre 0,9 y 1,2 y de manera mas precisa aun entre 1,0 y 1,15.

Para estos ejemplos 1 y 2 de acuerdo con la invencion, la capa funcional mas cercana al substrato tiene un espesor e40 de aproximadamente la mitad, o incluso menos de la mitad, del espesor e80 de la segunda capa funcional (vease la penultima fila de la tabla 2); las relaciones del espesor e80 de la segunda capa funcional al espesor e40 de la primera capa funcional estan comprendidas entre 1,9 y 2,2.

Para estos ejemplos 1 y 2 de acuerdo con la invencion, la capa funcional mas cercana al substrato tiene un espesor e40 de aproximadamente la mitad, o incluso menos de la mitad, del espesor promedio de todas las otras capas funcionales (vease la ultima fila de la tabla 2); estas relaciones estan comprendidas entre 1,9 y 2,5 y de manera mas precisa todavia entre 2,0 y 2,4.

Para el ejemplo 3, el cual no es de acuerdo con la invencion, los espesores de las capas funcionales gradualmente aumentan al alejarse del substrato, con una relacion del orden de 1,3 a 1,5 del espesor de una capa funcional al espesor de la capa funcional precedente en la direction al substrato.

Para el ejemplo 3, el cual no es de acuerdo con la invencion, aun cuando la capa funcional mas cercana al substrato tiene un espesor e40 de aproximadamente la mitad del espesor promedio de todas las otras capas funcionales (vease la ultima fila de la tabla 2), la capa funcional mas cercana al substrato no tiene un espesor e40 de aproximadamente la mitad del espesor e80 de la segunda capa funcional (vease la penultima fila de la tabla 2).

Para el ejemplo 4, el cual no es de acuerdo con la invencion, las tres capas funcionales mas alejadas del substrato tienen espesores casi identicos: por una parte, la relacion del espesor et60 de la cuarta capa funcional al espesor et20 de la tercera capa funcional y, por otra parte, la relacion del espesor et20 de la tercera capa funcional al espesor e80 de la segunda capa funcional son casi identicas; estas relaciones estan comprendidas entre 0,9 y 1,2

Para el ejemplo 4, el cual no es de acuerdo con la invencion, la capa funcional mas cercana al substrato tiene un espesor e40 que ciertamente es mas pequeno que el espesor de la segunda capa funcional (vease la penultima fila de la tabla 2) pero la relacion del espesor e80 de la segunda capa funcional al espesor e40 de la primera capa funcional es menor que 1,9.

5

10

15

20

25

30

35

Para el ejemplo 4, el cual no es de acuerdo con la invencion, la capa funcional mas cercana al substrato tiene un espesor que es mucho mayor que la mitad del espesor promedio de todas las otras capas funcionales (vease la ultima fila de la tabla 2).

Al estudiar la tabla 3 se muestra que es posible producir una multicapa con cuatro capas metalicas funcionales que tiene una reflexion de luz que es baja y plana en todo el espectro visible, con inclinaciones muy marcadas en el UV e infrarrojo, y cuyo espectro de transmision claramente se acerca al espectro de paso de banda de rejilla ideal, haciendo asi posible obtener una selectividad muy conveniente (relacion Tl/SF) del orden de 60/26; esto es lo que se obtuvo con los ejemplo 1 y 2.

Ademas, el color en la reflexion, tanto en el lado externo como en el lado interno, esta contenido dentro del azul-verde y varia poco con el angulo, como se puede observar en las figuras 2 y 3 respectivamente para los ejemplos 1 y 2.

En la figura 2, es posible encontrar, para el ejemplo 1, los valores de la tabla 3 para el color en la reflexion externa (“fuera”, como linea negra continua) y en particular a 0°, es decir, a la normal, de a*Rext = -1,9 y bWt = -4,8; este es el inicio de la curva de linea negra continua.

En la figura 2, es posible encontrar, para el ejemplo 1, los valores de la tabla 3 para el color en la reflexion interna (“dentro” como linea punteada) y en particular a 0°, es decir, a la normal, de a*Rext = -0,4 y b*Rext = -5,7; esto es el inicio de la curva de linea punteada.

El ejemplo 3 tiene una peor selectividad que aquella de los ejemplos 1 y 2, de aproximadamente 60/28. Ademas, el color en reflexion, tanto en el lado externo como en el lado interno, varia mucho con el angulo, como se puede observar en la figura 4.

El ejemplo 4 tiene una selectividad ligeramente mejor que aquella de los ejemplos 1 y 2, de aproximadamente 61/26, pero tiene un color rojizo en la reflexion que varia mucho con el angulo, como se puede observar en la figura 5.

El ejemplo 24 de la Solicitud N° WO 2005/051858 tambien fue objeto de un analisis de simulacion, con la misma herramienta computarizada que los ejemplos 1 a 4 anteriores. El resultado se ilustra en la figura 6.

Tanto el color en la reflexion externa como el color en la reflexion interna varian mucho con el angulo.

Para el ejemplo 5 a continuation, basado en el ejemplo 2 anterior, la multicapa de peliculas delgadas es depositada sobre un substrato hecho de un vidrio de cal sodada transparente que tiene un espesor de 6 mm, vendido por SAINT- GOBAIN.

Para este ejemplo, las condiciones para depositar las capas, las cuales fueron depositadas por pulverization (pulverization llamada “catodica por magnetron”), son las siguientes:

Tabla 4

Capa: Objetivo empleado Presion de deposition Gas indice a 550 nm

SiAlN: Si:Al a 92:8 % en peso 3,2x10-3 mbar Ar/(Ar+N2) al 55% 2,03

ZnO: Zn:Al a 98:2 % en peso 1,8x10-3 mbar Ar/(Ar+O2) al 63% 1,95

Ti
Ti: 2,5x10-3 mbar Ara 100%

Ag
Ag: 3x10-3 mbar Ara 100%

La Tabla 5 a continuacion resume los materiales y los espesores, en nanometros, de cada capa y la composition de las capas que forman la multicapa del ejemplo 5 como una funcion de sus posiciones con respecto al substrato que tiene la multicapa (ultima fila en la parte inferior de la tabla); los numeros en la 1era y 2a columnas, y tambien los subindices en la ultima columna, corresponden a las referencias de la figura 1.

Tabla 5



: Ejemplo 5 Espesores opticos (nm)

180: 184 SiAlN 36,3 e180 = 81,49

182: ZnO 4

175: Ti 0,5

160: Ag4 17,1

140: 148 ZnO 4 e-no = 168,86

144: SiAlN 75,5

142: ZnO 4

135: Ti 0,5

120: Ag3 15,8

100: 108 ZnO 4 e100 = 158,71

104: SiAlN 70,5

102: ZnO 4

95: Ti 0,5

80: Ag2 14,4

60: 68 ZnO 4 e60 = 156,89

64: SiAlN 69,6

62: ZnO 4

55: Ti 0,5

40: Ag1 6,6

20: 28 ZnO 4 e20 = 41,70

24: SiAlN 16,7

10: Vidrio

Cada recubrimiento antirreflectante 20, 60, 100, 140 subyacente a una capa funcional 40, 80, 120, 160 comprende una ultima capa de humedecimiento 28, 68, 108, 148 basada en oxido de zinc cristalino dopado con aluminio y que esta en contacto con la capa funcional 40, 80, 120, 160 depositada justo encima.

5 Cada recubrimiento antirreflectante 20, 60, 100, 140, 180 comprende una capa 24, 64, 104, 144, 184 con un indice promedio, basado en el nitruro de silicio dopado con aluminio referido aqui como SiAlN para propositos de simplification aun cuando la naturaleza real de la capa es de hecho Si3N4:Al como se explico antes.

Estas capas basadas en nitruro de silicio son importantes para obtener el efecto de barrera de oxigeno durante el

tratamiento por calor.

El ejemplo 5 entonces tiene la ventaja adicional de poderse templar y curvar.

Se comprobo que este ejemplo 5 realmente tiene las caracteristicas indicadas para el ejemplo 2 en la tabla 3 anterior, dentro de los errores e incertidumbres de medicion, y aquellos indicados en la figura 3.

5 Debido al gran espesor total de las capas de plata (y por lo tanto la baja resistencia laminar obtenida) y tambien las buenas propiedades opticas (en particular, la transmision de luz en el visible) es posible, ademas, utilizar el substrato recubierto con la multicapa de acuerdo con la invention para producir un substrato de electrodo transparente.

Este substrato de electrodo transparente puede ser conveniente para un dispositivo electroluminiscente organico, en particular reemplazando una portion de la capa de nitruro de silicio 184 del ejemplo 5 con una capa conductora (que 10 tiene, en particular, una resistividad de menos de 105 Q.cm) y especialmente una capa basada en oxido. Esta capa puede estar hecha, por ejemplo, de oxido de estano o basada en oxido de zinc opcionalmente dopada con Al o Ga, o basada en un oxido mixto y especialmente en oxido de indio y estano ITO, oxido de indio y zinc IZO, oxido de estano y zinc SnZnO que esta opcionalmente dopado (por ejemplo con Sb, F). Este dispositivo electroluminiscente organico puede ser utilizado para producir un dispositivo de iluminacion o un dispositivo de visualization (pantalla).

15 Generalmente, el substrato de electrodo transparente puede ser conveniente como un substrato calefactable para un acristalamiento calefactable y en particular un parabrisas laminado calefactable. Este tambien puede ser conveniente como un substrato de electrodo transparente para cualquier acristalamiento electrocromico, cualquier pantalla de visualizacion, o incluso para una celda fotovoltaica y especialmente para una cara frontal o una cara posterior de una celda fotovoltaica transparente.

20 La presente invencion se describio en lo anterior a manera de ejemplo. Se entiende que un experto en la tecnica tiene la capacidad para llevar a cabo diversas variantes de la invencion sin apartarse del alcance de la patente conforme a lo definido por las reivindicaciones.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

REIVINDICACIONES

1. - Un substrato de vidrio transparente (10), provisto de una multicapa de peKculas delgadas que comprende una alternation de cuatro capas metalicas funcionales (40, 80, 120, 160), especialmente de capas funcionales basadas en plata o en una aleacion de metal que contiene plata, y de cinco recubrimientos antirreflectantes (20, 60, 100, 140, 180), conteniendo cada recubrimiento antirreflectante al menos una capa antirreflectante, de modo que cada capa metalica funcional (40, 80, 120, 160) este dispuesta entre dos recubrimientos antirreflectantes (20, 60, 100, 140, 180), siendo el espesor de la segunda, tercera y cuarta capas metalicas funcionales (80, 120, 160) partiendo del substrato sustancialmente identico, con una relacion del espesor de una capa al espesor de la capa precedente que esta comprendida entre 0,9 y 1,1 incluidos estos valores, y caracterizado porque el espesor de la primera capa metalica funcional (40) es aproximadamente la mitad del espesor de la segunda capa metalica funcional (80), con una relation del espesor de la segunda capa metalica al espesor de la primera capa metalica funcional (40) que esta comprendida entre 1,9 y 2,2 incluidos estos valores.
2. - Substrato (10) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque cada recubrimiento antirreflectante (60, 100, 140) ubicado entre dos capas metalicas funcionales tiene un espesor optico entre 165 nm y 181 nm incluidos estos valores.
3. - Substrato (10) segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, caracterizado porque el espesor de la primera capa metalica funcional (40) es aproximadamente la mitad del espesor de todas las otras capas metalicas funcionales (80, 120, 160), con una relacion del promedio del espesor de la segunda, tercera y cuarta capas metalicas funcionales al espesor de la primera capa metalica funcional (40) que esta comprendida entre 1,9 y 2,5 incluidos estos valores.
4. - Substrato (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el espesor e« en nm de la primera capa metalica funcional (40) comenzando desde el substrato es tal que: 5,5 < e« < 11 en nm, y preferiblemente 6 < e40 <10.
5. - Substrato (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el espesor e80 en nm de la segunda capa metalica funcional (80) comenzando desde el substrato es tal que: 11 < e80 < 22 en nm, y preferiblemente 12 < e80 < 20.
6. - Substrato (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el espesor e120 en nm de la tercera capa metalica funcional (120) comenzando desde el substrato es tal que: 11 < e120 < 22 en nm, y preferiblemente 12 < e120 < 20.
7. - Substrato (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el espesor e160 en nm de la cuarta capa metalica funcional (160) comenzando desde el substrato es tal que: 11 < e160 < 22 en nm, y preferiblemente 12 < e-i60 < 20.
8. - Substrato (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el espesor de las cuatro capas metalicas funcionales (40, 80, 120, 160) esta comprendido entre 30 y 70 nm incluidos estos valores, o incluso este espesor total esta comprendido entre 35 y 65 nm.
9. - Substrato (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque cada uno de los recubrimientos antirreflectantes (20, 60, 100, 140, 180) comprende al menos una capa antirreflectante (24, 64, 104, 144, 184) basada en nitruro de silicio, opcionalmente dopado con la ayuda de al menos otro elemento, tal como aluminio.
10. - Substrato (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la ultima capa de cada recubrimiento antirreflectante subyacente a la capa funcional (40, 80, 120, 160) es una capa de humedecimiento antirreflectante (28, 68, 108, 148) basada en oxido cristalino, especialmente basada en oxido de zinc, opcionalmente dopada con la ayuda de al menos otro elemento, tal como aluminio.
11. - Acristalamiento que incorpora al menos un substrato (10) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, opcionalmente combinado con al menos otro substrato y especialmente multiple acristalamiento del tipo doble acristalamiento o triple acristalamiento o acristalamiento laminado y en particular acristalamiento laminado que comprende medios para la conexion electrica de la multicapa de peliculas delgadas a fin de hacer posible la production de un acristalamiento laminado calefactable, siendo posible que dicho substrato que lleva la multicapa sea curvado y/o templado.
12. - Uso del substrato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para producir un recubrimiento transparente calefactable de un acristalamiento calefactable o para producir un electrodo transparente de acristalamiento electrocromico o de un dispositivo de iluminacion o de un dispositivo de visualizacion o de un panel fotovoltaico.