ES2672223T3

ES2672223T3 - Barrera de aleación de titanio, níquel y niobio para recubrimientos de baja emisividad

Info

Publication number: ES2672223T3
Application number: ES14780065.0T
Authority: ES
Inventors: Guowen Ding; Brent Boyce; Jeremy Cheng; Muhammed IMRAN; Jingyu Lao; Minh Huu LE; Daniel Schweigert; Zhi-Wen Sun; Yu Wang; Yongli Xu; Guizhen Zhang
Original assignee: Guardian Glass LLC
Current assignee: Guardian Glass LLC
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2018-06-13
Anticipated expiration: 2034-03-12
Also published as: RU2650157C2; DK2969994T3; EP2969994B1; RU2015143190A; US20140272455A1; EP2969994A1; CN105431392A; EP2969994A4; PL2969994T3; WO2014164978A1

Abstract

Un método para formar un recubrimiento de baja emisividad, que comprende proporcionar un sustrato transparente (110; 120); formar una primera capa (113; 154) sobre el sustrato transparente, en donde la primera capa comprende plata, en donde la primera capa se puede utilizar como capa reflectante de infrarrojos; formar una segunda capa (115; 156) sobre la primera capa, en donde la segunda capa se puede utilizar como capa de barrera, caracterizado por que la segunda capa (115; 156) incluye una aleación ternaria que comprende titanio, níquel y niobio, en donde el porcentaje de titanio es de entre el 5 y el 15 % en peso, en donde el porcentaje de níquel es de entre el 30 y el 50 % en peso, en donde el porcentaje de niobio es de entre el 40 y el 60 % en peso.

Description

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DESCRIPCION

Barrera de aleación de titanio, níquel y niobio para recubrimientos de baja emisividad Campo de la invención

En general, la presente invención se refiere a películas que proporcionan una alta transmitancia y una baja emisividad y, más particularmente, a tales películas depositadas sobre sustratos transparentes.

Antecedentes de la invención

Los vidrios de control de la luz solar se usan comúnmente en aplicaciones, tales como ventanas de vidrio de edificios y ventanas de vehículos, que ofrecen normalmente una alta transmisión visible y una baja emisividad. La alta transmisión visible puede permitir que pase más luz solar a través de las ventanas de vidrio, resultando deseable de este modo en muchas aplicaciones de ventanas. La baja emisividad puede bloquear la radiación de infrarrojos (IR) para reducir el calentamiento interior no deseable.

En los vidrios de baja emisividad, la radiación de IR se refleja principalmente con una absorción y una emisión mínimas, reduciendo de este modo la transferencia de calor hacia y desde la superficie de baja emisividad. Los paneles de baja emisividad, o baja-e, se forman a menudo mediante la deposición de una capa reflectante (por ejemplo, de plata) sobre un sustrato, tal como vidrio. La calidad global de la capa reflectante, tal como con respecto a la texturización y la orientación cristalográfica, resulta importante para lograr el rendimiento deseado, tal como una baja emisividad y una alta transmisión de luz visible (es decir, una alta reflexión de calor). Con el fin de proporcionar adhesión, así como protección, se forman normalmente varias capas diferentes tanto debajo de como sobre la capa reflectante. Las diversas capas incluyen normalmente capas dieléctricas, tales como nitruro de silicio, óxido de estaño y óxido de zinc, para proporcionar una barrera entre la pila y tanto el sustrato como el entorno, así como para actuar como cargas ópticas y funcionar como capas de recubrimiento antirreflectantes para mejorar las características ópticas del panel.

Un método conocido para lograr una baja emisividad es formar una capa de plata relativamente espesa. Sin embargo, a medida que aumenta el espesor de la capa de plata, se reduce la transmisión de luz visible de la capa reflectante, al igual que el rendimiento de fabricación, al tiempo que aumentan los costes de fabricación globales. Por lo tanto, resulta deseable formar la capa de plata tan fina como sea posible, al tiempo que seguir proporcionando una emisividad que sea adecuada para aplicaciones de baja-e.

El documento US 2012/225317 A1 desvela una aleación ternaria que incluye Ni que se proporciona como una capa de barrera para la protección de una capa reflectante de IR que comprende plata o similares. La provisión de una capa de barrera que comprende níquel, cromo y/o molibdeno y/u óxidos de los mismos puede mejorar la resistencia a la corrosión, así como la durabilidad química y mecánica. En determinados ejemplos, se puede usar más de una capa de barrera sobre al menos un lado de la capa que comprende plata. En otros ejemplos adicionales, puede usarse una capa basada en NixCryMoz como capa funcional, en lugar de, o además de, como capa de barrera, en un recubrimiento.

El documento US 2009/047466 A1 se refiere a un sustrato que lleva un recubrimiento de baja emisividad de control solar. El recubrimiento de baja emisividad de control solar incluye una o más películas absorbentes dieléctricas. En algunas realizaciones, la película absorbente dieléctrica tiene una relación de absorción de k380<A<450 nm / k650<A<760 nm que es menor que 1,9.

Todavía existe la necesidad de capas de barrera mejoradas.

La presente invención proporciona una solución según la materia objeto de las reivindicaciones independientes. Sumario de la divulgación

En algunas realizaciones, las estructuras de barrera y los métodos para la formación de las estructuras de barrera, para una capa reflectante de infrarrojos, se proporcionan para usarse en recubrimientos de baja emisividad. Las estructuras de barrera pueden incluir una aleación ternaria de titanio, níquel o niobio. El porcentaje de titanio puede ser entre el 5 y el 15 % en peso. El porcentaje de níquel puede ser entre el 30 y el 50 % en peso. El porcentaje de niobio puede ser entre el 40 y el 60 % en peso. En algunas realizaciones, la capa reflectante de infrarrojos se forma sobre una capa inferior, tal como una capa antirreflectante o una capa de semilla. La capa inferior puede incluir materiales de óxido de metal, tales como óxido de zinc, óxido de zinc dopado, óxido de estaño, óxido de estaño dopado o una aleación de óxido de zinc y estaño.

En algunas realizaciones, las estructuras de barrera pueden optimizarse en cuanto a las propiedades tanto ópticas como mecánicas, incluyendo la alta absorción de luz visible, la alta transmisión de luz visible, la alta reflexión de infrarrojos y la alta durabilidad y rendimiento de adhesión. Por ejemplo, el alto contenido de níquel y niobio puede

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mejorar la durabilidad de las capas recubiertas, tal como mediante fortalecimiento de la interfaz con una capa de plata. La aleación ternaria puede mostrar un rendimiento global mejor, en comparación con las aleaciones binarias de níquel y con otros intervalos de composición de aleaciones ternarias de níquel.

Breve descripción de los dibujos

Para facilitar la comprensión, se han usado números de referencia idénticos, siempre que ha sido posible, para designar elementos idénticos que son comunes a las figuras. Los dibujos no son a escala y las dimensiones relativas de los diversos elementos en los dibujos se representan esquemáticamente y no necesariamente a escala.

Las técnicas de la presente invención pueden comprenderse fácilmente mediante la consideración de la siguiente descripción detallada en conjunción con los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1A ilustra un recubrimiento de película fina a modo de ejemplo según algunas realizaciones de la presente invención.

La Figura 1B ilustra un panel 105 transparente de baja emisividad según algunas realizaciones de la presente invención.

Las Figuras 2A - 2B ilustran sistemas de deposición física en fase vapor (PVD) según algunas realizaciones de la presente invención.

La Figura 3 ilustra un sistema de deposición en línea según algunas realizaciones de la presente invención.

La Figura 4 ilustra un diagrama de flujo para la pulverización por bombardeo iónico de capas recubiertas según algunas realizaciones de la presente invención.

La Figura 5 ilustra un diagrama de flujo para la pulverización por bombardeo iónico de capas recubiertas según algunas realizaciones de la presente invención.

Descripción detallada de la divulgación

A continuación, se proporciona una descripción detallada de una o más realizaciones, junto con las figuras adjuntas. La descripción detallada se proporciona en relación con tales realizaciones, pero no se limita a ningún ejemplo particular. El alcance está limitado únicamente por las reivindicaciones y se abarcan numerosas alternativas, modificaciones y equivalentes. Se exponen numerosos detalles específicos en la siguiente descripción con el fin de proporcionar una comprensión completa. Estos detalles se proporcionan con fines de ejemplo y las técnicas descritas pueden ponerse en práctica según las reivindicaciones sin algunos o todos estos detalles específicos. Con fines de claridad, no se ha descrito con detalle el material técnico que se conoce en los campos técnicos relacionados con las realizaciones para evitar el oscurecimiento innecesario de la descripción.

En algunas realizaciones, se desvelan métodos y aparatos para la elaboración de paneles recubiertos. Los paneles recubiertos pueden incluir capas recubiertas formadas sobre los mismos, tales como una capa reflectante de infrarrojos fina de baja resistividad que tiene un material conductor, tal como plata. La capa reflectante de infrarrojos puede incluir un material conductor, con el porcentaje de reflectancia proporcional a la conductividad. De este modo, una capa metálica, por ejemplo, de plata, puede usarse como capa reflectante de infrarrojos en recubrimientos de baja emisividad. Para mantener la conductividad de la capa reflectante de infrarrojos, por ejemplo, la capa de plata, por ejemplo, frente a la oxidación por deposición de capas posteriores o por recocidos posteriores de alta temperatura, puede formarse una capa de barrera sobre la capa de plata.

En algunas realizaciones, se desvelan métodos y aparatos para la elaboración de paneles recubiertos de baja emisividad, que incluyen la deposición de una capa de barrera sobre una capa conductora, tal como de plata, en tales condiciones para que la resistividad de la plata y, como consecuencia, la emisividad de los paneles recubiertos sea óptima. Por ejemplo, la capa de plata de baja resistividad o el panel de baja emisividad pueden lograrse protegiéndose con una capa de barrera que incluye una aleación de titanio, niobio y níquel.

El titanio puede usarse como barrera para la plata en los recubrimientos de baja emisividad, en parte debido a su afinidad alta con el oxígeno, por ejemplo, atrayendo el oxígeno para evitar la oxidación de la capa de plata. Los recubrimientos de baja emisividad que utilizan una barrera de titanio pueden presentar una transmisión de luz visible excelente, junto con una reflectividad de infrarrojos mínima. Sin embargo, los recubrimientos de baja emisividad que utilizan una barrera de titanio pueden mostrar una durabilidad mecánica insuficiente, probablemente debido a una adhesión insuficiente con la capa de plata.

El níquel puede añadirse a una capa de barrera de titanio para modificar las características de barrera. En general, las aleaciones de titanio y níquel pueden mejorar la resistencia a la corrosión de soluciones ácidas o alcalinas, junto con la provisión de protección durante la oxidación de alta temperatura. Se ha indicado que las aleaciones que incluyen níquel tienen una adhesión suficiente a la capa reflectante de IR, lo que conduce a una durabilidad química y mecánica global mejorada.

En algunas realizaciones, se han evaluado diversas aleaciones de níquel, incluyendo aleaciones binarias de níquel (por ejemplo, de níquel y cromo y de níquel y titanio) y aleaciones ternarias de níquel (por ejemplo, níquel, titanio y

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niobio). En general, diferentes aleaciones binarias de níquel pueden mostrar un rendimiento diferente en requisitos diferentes. Por ejemplo, el níquel y el titanio pueden proporcionar una mejora menor en la transmisión de luz, con una mejora mínima en la durabilidad mecánica. Más contenido de níquel en una aleación de titanio y níquel puede mejorar ligeramente la adhesión con la plata. Por ejemplo, el 80 % en peso de níquel en las aleaciones de titanio y níquel puede mostrar una mejor adhesión que las aleaciones de titanio y níquel que tienen el 50 % en peso de níquel. Por el contrario, el níquel y el cromo pueden proporcionar una mejora significativa en la durabilidad mecánica, pero con un peor rendimiento en las propiedades ópticas. Según la invención, las aleaciones ternarias de níquel, titanio y niobio pueden mostrar un mejor rendimiento global, por ejemplo, una mejor durabilidad mecánica, en comparación con el titanio, con una adhesión mejorada a la capa de plata. Las aleaciones ternarias de níquel, titanio y niobio también pueden proporcionar una mejora similar, o ligeramente similar, en el rendimiento óptico, por ejemplo, la reducción de la emisividad y la absorción junto con el aumento de la transmitancia de luz. Por ejemplo, los datos de medición de la resistencia indican que las aleaciones ternarias proporcionan una mejor protección de barrera que las aleaciones binarias y de titanio, por ejemplo, NiTi o NiCr.

La literatura parece sugerir que el niobio en las aleaciones de titanio puede segregarse a la interfaz, de este modo, puede resultar útil en la mejora de la adhesión de plata. Sin embargo, no todas las aleaciones ternarias de titanio, níquel y niobio pueden mostrar un buen rendimiento óptico, eléctrico y mecánico.

En algunas realizaciones, se desvelan aleaciones ternarias de titanio, níquel y niobio con intervalos óptimos de composición, que pueden proporcionar un rendimiento global excelente, que incluye buenas propiedades ópticas junto con buenas propiedades mecánicas. Por ejemplo, un alto porcentaje de niobio, por ejemplo, entre el 40 y el 60 % en peso, puede usarse para mejorar la durabilidad mecánica sin influir en las propiedades ópticas o eléctricas. De manera similar, un porcentaje relativamente alto de níquel, por ejemplo, superior al de titanio, pero inferior al de niobio, tal como entre el 30 y el 50 % en peso, puede usarse para mejorar la durabilidad mecánica sin influir en las propiedades ópticas o eléctricas. El porcentaje de titanio puede ser bajo, por ejemplo, entre el 5 y el 15 % en peso, para proporcionar las propiedades ópticas deseadas. Como ejemplo, una aleación ternaria que tiene el 50 % en peso de niobio, el 40 % en peso de níquel y el 10 % en peso de titanio puede mostrar un rendimiento global mejor, en comparación con las aleaciones de titanio y de titanio-níquel.

En algunas realizaciones, la capa de barrera puede incluir aleaciones ternarias de óxido de titanio, níquel o niobio. La barrera de aleación de óxido puede ser un óxido estequiométrico, por ejemplo, que contiene suficiente oxígeno como para oxidar la aleación ternaria. La barrera de aleación de óxido puede ser una aleación de subóxido, por ejemplo, la cantidad de átomos de oxígeno en la aleación de óxido es menor que la relación estequiométrica.

La capa de barrera puede mejorar los paneles recubiertos de baja emisividad, por ejemplo, mediante la absorción en el intervalo visible, por ejemplo, permitiendo una alta transmisión de luz visible, minimizando o eliminando la reactividad con Ag, lo que puede evitar la degradación del color del sistema recubierto, dando como resultado paneles de color neutro y mejorando la adhesión entre Ag y la capa barrera superior.

En algunas realizaciones, se desvelan métodos y aparatos para la elaboración de paneles de baja emisividad que incluyen una capa reflectante de infrarrojos fina de baja resistividad, incluyendo un material conductor, tal como plata, oro o cobre. La capa de plata fina puede ser más espesa que 15 nm, tal como de 7 u 8 nm. La capa de plata puede tener una rugosidad baja y se deposita preferentemente sobre una capa de semilla que tiene también una rugosidad baja. Los paneles de baja emisividad también tienen una calidad global mejorada de la capa reflectante de infrarrojos con respecto a la conductividad, la rugosidad física y el espesor. Por ejemplo, los métodos permiten una conductividad mejorada de la capa reflectante de tal manera que el espesor de la capa reflectante puede reducirse al tiempo que sigue proporcionando una emisividad deseablemente baja.

En general, la capa reflectante tiene preferentemente una resistencia de lámina baja, puesto que la resistencia de lámina baja se refiere a la emisividad baja. Además, la capa reflectante es preferentemente fina para proporcionar una transmisión de luz visible alta. De este modo, en algunas realizaciones, se desvelan métodos y aparatos para depositar una capa reflectante fina y relativamente conductora, proporcionando una capa recubierta con una transmitancia visible alta y una emisividad de infrarrojos baja. Los métodos también pueden maximizar la producción de volumen, el rendimiento y la eficacia del proceso de fabricación usado para formar paneles de baja emisividad.

En algunas realizaciones, se desvelan paneles transparentes recubiertos mejorados, tales como un vidrio recubierto, que tiene una transmisión de luz visible y una reflexión de IR aceptables. También se desvelan métodos para la producción de los paneles transparentes recubiertos mejorados que comprenden capas específicas en una pila de recubrimiento.

Los paneles transparentes recubiertos pueden incluir un sustrato de vidrio o cualquier otro sustrato transparente, tal como sustratos elaborados a partir de polímeros orgánicos. Los paneles transparentes recubiertos pueden usarse en aplicaciones de ventanas, tales como ventanas de vehículos y de edificios, lucernarios o puertas de vidrio, ya sea en acristalamientos monolíticos o múltiples acristalamientos con o sin una capa intermedia de plástico o un espacio intermedio sellado cargado de gas.

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La Figura 1A ilustra un recubrimiento de película fina a modo de ejemplo según algunas realizaciones. Una capa 115 de barrera se dispone sobre una capa 113 reflectante de infrarrojos, tal como una capa de plata, que se dispone sobre un sustrato 110 para formar un panel 100 transparente recubierto, que tiene una alta transmisión de luz visible y una baja emisión de Ir.

La capa 115 puede depositarse por pulverización por bombardeo iónico usando diferentes procesos y equipos, por ejemplo, las dianas pueden pulverizarse por bombardeo iónico en corriente continua (CC), CC pulsada, corriente alterna (CA), radiofrecuencia (RF) o cualquier otra condición adecuada. En algunas realizaciones, se desvelan métodos de deposición en fase física para la deposición de una capa 115 con un efecto mínimo sobre la capa 113 reflectante de infrarrojos.

La capa reflectante de infrarrojos puede incluir un material conductor, con el porcentaje de reflectancia proporcional a la conductividad. Los métales se usan normalmente como capas reflectantes de infrarrojos, con la plata que ofrece entre el 95 - 99 % y el oro el 98 - 99 % de reflectividad en la región de infrarrojos. De este modo, una capa metálica, por ejemplo, de plata, puede usarse como capa reflectante de infrarrojos en recubrimientos de baja emisividad. La deposición de la capa de plata puede optimizarse para obtener una alta conductividad, por ejemplo, mediante la minimización de las impurezas en la capa de plata.

Para que la capa de plata sea tan pura como sea posible, la capa inmediatamente sobre la parte superior de la capa de plata (por ejemplo, la capa de barrera) es muy importante en la protección de la plata de la oxidación, tal como durante el proceso de pulverización por bombardeo iónico con reactivos de oxígeno en la deposición de capas posteriores. Además, esta capa de barrera puede proteger la capa de plata contra la reacción con la difusión de oxígeno durante el proceso de templado del vidrio o durante el uso a largo plazo, en el que el trozo de vidrio puede exponerse a la humedad o al entorno.

Para mantener la conductividad de la capa reflectante de infrarrojos, por ejemplo, la capa de plata, por ejemplo, frente a la oxidación por deposición de capas posteriores o por recocidos posteriores de alta temperatura, puede formarse una capa de barrera sobre la capa de plata. La capa de barrera puede ser una barrera de difusión de oxígeno, que protege la capa de plata de la difusión de oxígeno a través de la barrera al reaccionar con la capa de plata.

Además de la propiedad de barrera de difusión de oxígeno, existen otras propiedades deseables para la capa de barrera. Por ejemplo, puesto que la capa de barrera se coloca directamente sobre la capa de plata, resulta deseable una solubilidad baja o nula del material de barrera para minimizar la reactividad entre la capa de barrera y la plata en la interfaz. La reacción entre la capa de barrera y la plata puede introducir impurezas en la capa de plata, reduciendo potencialmente la conductividad.

Además, en la fabricación de paneles de recubrimiento de baja emisividad, pueden usarse procesos de alta temperatura, por ejemplo, para recocer las películas depositadas o para templar el sustrato de vidrio. Los procesos de alta temperatura pueden tener efectos adversos sobre el recubrimiento de baja emisividad, tal como el cambio de la estructura de las propiedades ópticas, por ejemplo, el índice de refracción n o el coeficiente de absorción k, de las películas recubiertas. De este modo, resulta deseable la estabilidad térmica con respecto a las propiedades ópticas, por ejemplo, el material de barrera puede tener un coeficiente de extinción bajo, por ejemplo, una absorción visible baja, tanto en la forma metálica como en la forma de óxido.

En algunas realizaciones, se desvelan estructuras de barrera y métodos para la formación de las mismas, para una capa reflectante de infrarrojos que va a usarse en recubrimientos de baja emisividad. Las estructuras de barrera pueden formarse sobre una capa reflectante de infrarrojos para proteger la capa reflectante de infrarrojos de la difusión de impurezas, junto con la presentación de buena adhesión y buenas propiedades ópticas, por ejemplo, durante el proceso de fabricación.

La estructura de barrera puede incluir una aleación ternaria de titanio, níquel o niobio. El alto porcentaje de niobio y el porcentaje inferior de níquel, por ejemplo, inferior al de niobio, puede usarse para mejorar las propiedades de durabilidad mecánica, al tiempo que sin influir a las propiedades ópticas. El porcentaje bajo de níquel, por ejemplo, inferior a los de niobio y níquel, puede usarse para proporcionar una barrera de difusión de oxígeno a la capa inferior de plata.

En algunas realizaciones, se desvelan métodos para la formación de una capa 115 sobre un artículo recubierto de alta transmitancia y baja emisividad que tiene un sustrato y una película reflectante metálica lisa, incluyendo una de plata, oro o cobre. En algunas realizaciones, pueden incluirse otras capas, tales como una capa de óxido, una capa de semilla, una capa conductora, una capa antirreflectante o una capa protectora.

En algunas realizaciones, se desvelan pilas de recubrimiento que comprenden múltiples capas para diferentes fines funcionales. Por ejemplo, las pilas de recubrimiento pueden comprender una capa de semilla para facilitar la deposición de la capa reflectante, una capa de difusión de oxígeno dispuesta sobre la capa reflectante para evitar la oxidación de la capa reflectante, una capa protectora dispuesta sobre el sustrato para evitar la abrasión física o

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química o una capa antirreflectante para reducir la reflexión de luz visible. Las pilas de recubrimiento pueden comprender múltiples capas de capas reflectantes para mejorar la emisividad de IR.

La Figura 1B ilustra un panel 105 transparente de baja emisividad según algunas realizaciones. El panel transparente de baja emisividad puede comprender un sustrato 120 de vidrio y una pila 190 de baja emisividad (baja- e) formada sobre el sustrato 120 de vidrio. El sustrato 120 de vidrio, en algunas realizaciones, se elabora a partir de un vidrio, tal como vidrio de borosilicato, y tiene un espesor de, por ejemplo, entre 1 y 10 milímetros (nm). El sustrato 120 puede ser cuadrado o rectangular y de aproximadamente 0,5 - 2 metros (m) de ancho. En algunas realizaciones, el sustrato 120 puede elaborarse a partir de, por ejemplo, plástico o policarbonato.

La pila 190 de baja-e incluye una capa protectora inferior 130, una capa de óxido inferior 140, una capa de semilla 150, una capa reflectante 154, una capa de barrera 156, una capa de óxido superior 160, una capa de carga óptica 170 y una capa protectora superior 180. Algunas capas pueden ser opcionales y pueden añadirse otras capas, tales como capas de interfaz o capas de adhesión. A continuación, se proporcionan detalles a modo de ejemplo en cuanto a la funcionalidad proporcionada por cada una de las capas 130-180.

Las diversas capas en la pila 190 de baja-e pueden formarse por secuencias (es decir, desde la parte inferior hasta la parte superior) sobre el sustrato 120 de vidrio usando una herramienta de procesamiento de deposición física en fase vapor (PVD) y/o de pulverización por bombardeo iónico (o potenciada con plasma) con reactivos. En algunas realizaciones, la pila 190 de baja-e se forma sobre todo el sustrato 120 de vidrio. Sin embargo, en otras realizaciones, la pila 190 de baja-e puede formarse únicamente sobre partes aisladas del sustrato 120 de vidrio.

La capa protectora inferior 130 se forma sobre la superficie superior del sustrato 120 de vidrio. La capa protectora inferior 130 puede comprender nitruro de silicio, oxinitruro de silicio u otro material de nitruro, tal como SiZrN, por ejemplo, para proteger las otras capas en la pila 190 de la difusión del sustrato 120 o para mejorar las propiedades de reducción de turbidez. En algunas realizaciones, la capa protectora inferior 130 se elabora a partir de nitruro de sodio y tiene un espesor de, por ejemplo, entre aproximadamente 10 nm y 50 nm, tal como de 25 nm.

La capa de óxido inferior 140 se forma sobre la capa protectora inferior 130 y sobre el sustrato 120 de vidrio. La capa de óxido inferior es preferentemente una capa de óxido de aleación de metal o de metal y puede servir como capa antirreflectante. La capa de óxido de metal inferior 140 puede potenciar la cristalinidad de la capa reflectante 154, por ejemplo, mediante la potenciación de la cristalinidad de una capa de semilla para la capa reflectante, tal como se describe con más detalle más adelante.

La capa 150 puede usarse para proporcionar una capa de semilla para la película reflectante de IR, por ejemplo, una capa de óxido de zinc depositada antes de la deposición de una capa reflectante de plata puede proporcionar una capa de plata con una resistividad baja, que puede mejorar sus características reflectantes. La capa de semilla puede comprender un metal, tal como titanio, zirconio y/o hafnio, o una aleación de metal, tal como óxido de zinc, óxido de níquel, óxido de níquel y cromo, óxidos de aleación de níquel, óxidos de cromo u óxidos de aleación de cromo.

En algunas realizaciones, la capa de semilla 150 puede elaborarse a partir de un metal, tal como titanio, zirconio y/o hafnio, y tiene un espesor de, por ejemplo, 50 Á o inferior. En general, las capas de semilla son capas relativamente finas de materiales formados sobre una superficie (por ejemplo, un sustrato) para promover una característica particular de una capa posterior formada sobre la superficie (por ejemplo, sobre la capa de semilla). Por ejemplo, las capas de semilla pueden usarse para influir en la estructura cristalina (u orientación cristalográfica) de la capa posterior, que a veces se denomina "moldeado". Más particularmente, la interacción del material de la capa posterior con la estructura cristalina de la capa de semilla hace que la estructura cristalina de la capa posterior se forme en una orientación particular.

Por ejemplo, una capa de semilla de metal se usa para promover el crecimiento de la capa reflectante en una orientación cristalográfica particular. En algunas realizaciones, la capa de semilla de metal es un material con una estructura de cristal hexagonal y se forma con una orientación cristalográfica (002) que promueve el crecimiento de la capa reflectante en la orientación (111) cuando la capa reflectante tiene una estructura de cristal cúbica de caras centradas (por ejemplo, de plata), que resulta preferible para aplicaciones de paneles de baja-e.

En algunas realizaciones, la orientación cristalográfica puede estar caracterizada por la técnica de difracción de rayos X (XRD), que se basa en la observación de la intensidad dispersada de un haz de rayos X que golpea la capa, por ejemplo, la capa de plata o la capa de semilla, como una función de las características de rayos X, tales como los ángulos de incidencia y los ángulos de dispersión. Por ejemplo, la capa de semilla de óxido de zinc puede mostrar un pico (002) pronunciado y órdenes más altos en un patrón de difracción de 0 - 20. Esto sugiere que están presentes cristalitos de óxido de zinc con los respectivos planos orientados en paralelo a la superficie del sustrato.

En algunas realizaciones, las expresiones "capa de plata que tiene una orientación cristalográfica (111)" o "capa de semilla de óxido de zinc que tiene una orientación cristalográfica (002)" incluyen un significado de que existe una orientación cristalográfica (111) para la capa de plata o una orientación cristalográfica (002) para la capa de semilla

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de óxido de zinc, respectivamente. La orientación cristalográfica puede determinarse, por ejemplo, mediante la observación de los picos cristalográficos pronunciados en una caracterización de XRD.

En algunas realizaciones, la capa de semilla 150 puede ser continua y recubre todo el sustrato. Como alternativa, la capa de semilla 150 puede no formarse de una manera completamente continua. La capa de semilla puede distribuirse a través de la superficie del sustrato de tal manera que cada una de las áreas de capa de semilla esté separada lateralmente de las otras áreas de capa de semilla a través de la superficie del sustrato y no cubran por completo la superficie del sustrato. Por ejemplo, el espesor de la capa de semilla 150 puede ser una monocapa o menos, tal como de entre 2,0 y 4,0 Á, y la separación entre las secciones de capa puede ser el resultado de la formación de tal capa de semilla fina (es decir, tal capa fina puede no formar una capa continua).

La capa reflectante 154 se forma sobre la capa de semilla 150. La capa reflectante de IR puede ser una capa metálica y reflectante, tal como de plata, oro o cobre. En general, la película reflectante de IR comprende un conductor eléctrico bueno, que bloquea el paso de la energía térmica. En algunas realizaciones, la capa reflectante 154 se elabora a partir de plata y tiene un espesor de, por ejemplo, 100 Á. Ya que la capa reflectante 154 se forma sobre la capa de semilla 150, por ejemplo, debido a la orientación cristalográfica (002) de la capa de semilla 150, se promueve el crecimiento de la capa reflectante 154 de plata en una orientación cristalina (111), que ofrece una resistencia de lámina baja, lo que conduce a una emisividad de panel baja.

Debido a la orientación texturizada (111) promovida de la capa reflectante 154 causada por la capa de semilla 150, se mejora la conductividad y la emisividad de la capa reflectante 154. Como resultado, puede formarse una capa reflectante 154 más fina que sigue proporcionando propiedades reflectantes suficientes y transmisión de luz visible. Adicionalmente, el espesor reducido de la capa reflectante 154 permite que se use menos material en cada panel que se fabrica, mejorando de este modo el rendimiento de fabricación y la eficacia, aumentando la vida útil de la diana (por ejemplo, plata) usada para formar la capa reflectante 154 y reduciendo los costes de fabricación globales.

Además, la capa de semilla 150 puede proporcionar una barrera entre la capa de óxido de metal 140 y la capa reflectante 154 para reducir la probabilidad de cualquier reacción del material de la capa reflectante 154 y el oxígeno en la capa de óxido de metal inferior 140, especialmente durante los procesos de calentamiento posteriores. Como resultado, puede reducirse la resistividad de la capa reflectante 154, aumentando de este modo el rendimiento de la capa reflectante 154 mediante la disminución de la emisividad.

Sobre la capa reflectante 154 se forma una capa de barrera 156, que puede proteger la capa reflectante 154 de la oxidación. Por ejemplo, la barrera puede ser una barrera de difusión, evitando que el oxígeno se difunda en la capa de plata desde la capa de óxido superior 160. La capa de barrera 156 puede incluir titanio, níquel y niobio. En algunas realizaciones, la capa de barrera 156 puede incluir titanio, níquel, niobio y oxígeno.

Sobre la capa de barrera 156 se forma una capa de óxido superior, que puede funcionar como pila de película antirreflectante, incluyendo una capa individual o múltiples capas para diferentes fines funcionales. La capa antirreflectante 160 sirve para reducir la reflexión de la luz visible, seleccionada basándose en la transmitancia, el índice de refracción, la adherencia, la durabilidad química y la estabilidad térmica. En algunas realizaciones, la capa antirreflectante 160 comprende óxido de estaño, que ofrece altas propiedades de estabilidad térmica. La capa antirreflectante 160 también puede incluir dióxido de titanio, nitruro de silicio, dióxido de silicio, oxinitruro de silicio, óxido de niobio, SiZrN, óxido de estaño, óxido de zinc y cualquier otro material dieléctrico adecuado.

La capa de carga óptica 170 puede usarse para proporcionar un espesor adecuado a la pila de baja-e, por ejemplo, para proporcionar una propiedad antirreflectante. La capa de carga óptica tiene preferentemente una transmitancia de luz visible alta. En algunas realizaciones, la capa de carga óptica 170 se elabora a partir de óxido de estaño y tiene un espesor de, por ejemplo, 100 Á. La capa de carga óptica puede usarse para ajustar las propiedades ópticas del panel 105 de baja-e. Por ejemplo, el espesor y el índice de refracción de la capa de carga óptica puede usarse para aumentar el espesor de capa a un múltiplo de las longitudes de onda de luz entrantes, reduciendo de manera eficaz la reflectancia de luz y mejorando la transmitancia de luz.

Una capa protectora superior 180 puede usarse para la protección de la pila de película total, por ejemplo, para proteger el panel de la abrasión física o química. La capa protectora superior 180 puede ser una capa protectora exterior, tal como nitruro de silicio, oxinitruro de silicio, óxido de titanio, óxido de estaño, óxido de zinc, óxido de niobio o SiZrN.

En algunas realizaciones, las capas de adhesión pueden usarse para proporcionar adhesión entre las capas. Las capas de adhesión pueden elaborarse a partir de una aleación de metal, tal como de níquel-titanio, y tienen un espesor de, por ejemplo, 30 Á.

En función de los materiales usados, algunas de las capas de la pila 190 de baja-e pueden tener algunos elementos en común. Un ejemplo de tal pila puede usar un material basado en zinc en las capas dieléctricas de óxido 140 y 160. Como resultado, puede usarse un número relativamente bajo de diferentes dianas para la formación de la pila 190 de baja-e.

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En algunas realizaciones, el recubrimiento puede comprender una pila de capa doble o triple, que tiene múltiples capas reflectantes de IR. En algunas realizaciones, las capas pueden formarse usando una pulverización por bombardeo iónico con reactivos o potenciada con plasma, en la que se usa un gas de vehículo (por ejemplo, argón) para expulsar iones de una diana, que, después, se hace pasar a través de una mezcla del gas de vehículo y un gas reactivo (por ejemplo, oxígeno) o plasma, antes de depositarse.

En algunas realizaciones, se desvelan los efectos del proceso de deposición de las capas depositadas sobre la capa conductora de plata sobre la calidad de la capa conductora de plata. Puesto que la capa conductora de plata es deseablemente fina, por ejemplo, menor de 20 nm, para proporcionar una transmisión de luz visible alta, la calidad de la capa conductora de plata puede estar influida por la deposición de la capa posteriormente depositada, tal como la capa de barrera o la capa antirreflectante.

En algunas realizaciones, se desvelan procesos de deposición por pulverización por bombardeo iónico, que pueden aplicarse a una capa de barrera depositada sobre una capa conductora. Por ejemplo, la capa de barrera puede proteger la capa reflectante de infrarrojos de la oxidación. La capa de óxido puede funcionar como capa antirreflectante. Los materiales de la capa de barrera pueden reducir la reacción de la capa inferior conductora, tal como la oxidación, evitando la degradación de la resistividad y la emisividad.

En algunas realizaciones, se desvelan procesos de deposición y artículos recubiertos fabricados a partir del proceso, que usan una capa que tiene una aleación de un material de alta afinidad con el oxígeno y un material de baja afinidad con el oxígeno durante la deposición por pulverización por bombardeo iónico, por ejemplo, para lograr capas recubiertas y paneles recubiertos de mayor calidad.

En algunas realizaciones, la capa de barrera de aleación puede pulverizarse por bombardeo iónico desde una diana aleada o puede copulverizarse por bombardeo iónico desde diferentes dianas elementales sobre el mismo sustrato. El proceso puede ser en Ar puro (que depositará una capa de barrera metálica pura) o puede incluir oxígeno para hacer que la película se oxide ligeramente.

Las Figuras 2A - 2B ilustran sistemas de deposición física en fase vapor (PVD) según algunas realizaciones. En la Figura 2A, un sistema de PVD, también comúnmente denominado sistema de pulverización por bombardeo iónico o sistema de deposición por pulverización por bombardeo iónico, 200 incluye un alojamiento que define, o encierra, una cámara de procesamiento 240, un sustrato 230, un conjunto de diana 210 y las especies reactivas distribuidas desde una fuente externa 220. Durante la deposición, la diana se bombardea con iones de argón, que libera partículas pulverizadas por bombardeo iónico hacia el sustrato 230. El sistema de pulverización por bombardeo iónico 200 puede realizar una deposición de protección con atmósfera sobre el sustrato 230, formando una capa depositada que recubre el sustrato entero, por ejemplo, el área del sustrato que pueden alcanzar las partículas de pulverización por bombardeo iónico generadas desde el conjunto de diana 210.

Los materiales usados en la diana 210 pueden incluir, por ejemplo, estaño, zinc, magnesio, aluminio, lantano, itrio, titanio, antimonio, estroncio, bismuto, niobio, silicio, plata, níquel, cromo, cobre, oro o cualquier combinación de los mismos (es decir, una diana individual puede elaborarse a partir de una aleación de varios metales). Adicionalmente, los materiales usados en las dianas pueden incluir oxígeno, nitrógeno o una combinación de oxígeno y nitrógeno con el fin de formar los óxidos, nitruros y oxinitruros de los metales descritos anteriormente. Adicionalmente, aunque se muestra únicamente un conjunto de diana 210, pueden usarse conjuntos de diana adicionales. De esta forma, pueden usarse diferentes combinaciones de dianas para formar, por ejemplo, las capas dieléctricas descritas anteriormente. Por ejemplo, en algunas realizaciones, en las que el material dieléctrico es titanio-níquel-niobio, el titanio, el níquel y el niobio pueden proporcionarse mediante dianas de titanio, níquel y niobio separadas, o estos pueden proporcionarse mediante una diana individual de aleación de zinc-estaño-titanio. Por ejemplo, el conjunto de diana 210 puede comprender una diana de plata, y junto con iones de argón, para depositar por pulverización por bombardeo iónico una capa de plata sobre el sustrato 230. El conjunto de diana 210 puede incluir una diana de metal o de aleación de metal, tal como estaño, zinc o aleación de estaño-zinc, y junto con las especies reactivas de oxígeno, para depositar por pulverización por bombardeo iónico una capa de metal o de óxido de aleación de metal.

El sistema de deposición por pulverización por bombardeo iónico 200 puede incluir otros componentes, tales como un soporte de sustrato para el soporte del sustrato. El soporte de sustrato puede incluir un mandril de vacío, un mandril electrostático u otros mecanismos conocidos. El soporte de sustrato puede ser capaz de girar alrededor de un eje del mismo que es perpendicular a la superficie del sustrato. Además, el soporte de sustrato puede desplazarse en una dirección vertical o en una dirección plana. Debe apreciarse que el giro y el desplazamiento en la dirección vertical o la dirección plana pueden lograrse a través de mecanismos de accionamiento conocidos que incluyen accionadores magnéticos, accionadores lineales, tornillos sin fin, tornillos de avance, una alimentación giratoria con bombeo diferencial a través de un accionador, etc.

En algunas realizaciones, el soporte de sustrato incluye un electrodo que se conecta a una fuente de energía, por ejemplo, para proporcionar una polarización de RF o CC al sustrato o para proporcionar un entorno de plasma en el alojamiento de proceso 240. El conjunto de diana 210 puede incluir un electrodo que se conecta a una fuente de energía para generar un plasma en el alojamiento de proceso. El conjunto de diana 210 se orienta preferentemente

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hacia el sustrato 230.

El sistema de deposición por pulverización por bombardeo iónico 200 también puede incluir una fuente de energía acoplada al electrodo de diana. La fuente de energía proporciona energía a los electrodos, haciendo que el material, al menos en algunas realizaciones, se pulverice por bombardeo iónico desde la diana. Durante la pulverización por bombardeo iónico, los gases inertes, tales como argón o criptón, pueden introducirse en la cámara de procesamiento 240 a través de la entrada de gas 220. En las realizaciones en las que se usa pulverización por bombardeo iónico con reactivos, también pueden introducirse gases reactivos, tales como oxígeno y/o nitrógeno, que interactúan con las partículas expulsadas desde las dianas para formar óxidos, nitruros y/u oxinitruros sobre el sustrato.

El sistema de deposición por pulverización por bombardeo iónico 200 también puede incluir un sistema de control (no mostrado) que tiene, por ejemplo, un procesador y una memoria, que está en comunicación operativa con los otros componentes y configurado para controlar la operación del mismo con el fin de realizar los métodos descritos en el presente documento.

En algunas realizaciones, se desvelan métodos y aparatos para la elaboración de capas por encima de la capa de plata de baja resistividad fina, incluyendo el control de la energía iónica sobre el sustrato, de modo que la deposición se realiza a una energía iónica baja, que puede reducir el daño a la capa inferior de plata.

La Figura 2B muestra un sistema de pulverización por bombardeo iónico que tiene dianas de copulverización por bombardeo iónico según algunas realizaciones. Una cámara de deposición por pulverización por bombardeo iónico 205 puede incluir dos dianas 212 y 214 dispuestas en un entorno de plasma 245, que contiene especies reactivas distribuidas desde una fuente externa 225. Las dianas 212 y 214 pueden incluir un primer elemento de la barrera de aleación, por ejemplo, Ta, Nb, Zr, Hf, Mn, Y, Si y Ti y un segundo elemento de la barrera de aleación, por ejemplo, Pd, Ru, Ni, Co, Mo y W, junto con especies reactivas opcionales de oxígeno, para depositar una aleación de capa de barrera sobre el sustrato 230. Esta configuración sirve como ejemplo y pueden usarse otras configuraciones de sistema de pulverización por bombardeo iónico, tales como una diana individual que tiene un material de aleación.

En algunas realizaciones, se desvelan métodos y aparatos para la elaboración de paneles de baja emisividad, incluyendo la formación de una capa reflectante de infrarrojos formada debajo de o sobre una estructura de barrera que incluye una aleación ternaria de titanio, níquel y niobio. Los paneles pueden presentar una óptima reflectancia de infrarrojos, estabilidad térmica y durabilidad, por ejemplo, debido a la capa de barrera que protege la capa reflectante de infrarrojos, al tiempo que no degrada las características de recubrimiento de baja emisividad.

En algunas realizaciones, se desvelan métodos para la elaboración de paneles de baja emisividad en recubridores de gran área. Puede proporcionarse un mecanismo de transporte para desplazar un sustrato en una o más dianas de pulverización por bombardeo iónico, para depositar una capa inferior de capa conductora antes de depositar una capa de barrera, una capa antirreflectante, junto con otras capas, tales como una capa de protección de superficie.

En algunas realizaciones, se desvelan sistemas de deposición en línea, que incluyen un mecanismo de transporte para el desplazamiento de los sustratos entre las estaciones de deposición.

La Figura 3 ilustra un sistema de deposición en línea a modo de ejemplo según algunas realizaciones. Un mecanismo de transporte 370, tal como una cinta transportadora o una pluralidad de rodillos, puede transferir el sustrato 330 entre las diferentes estaciones de deposición por pulverización por bombardeo iónico. Por ejemplo, el sustrato puede posicionarse en la estación n.° 1, que tiene un conjunto de diana 310A, después, puede transferirse a la estación n.° 2, que tiene un conjunto de diana 310B y, a continuación, puede transferirse a la estación n.° 3, que tiene un conjunto de diana 310C. La estación n.° 1 que tiene la diana 310A puede ser una estación de deposición de plata, que pulveriza por bombardeo iónico una capa reflectante de infrarrojos que tiene plata. La estación n.° 2 que tiene la diana 310B puede ser una estación de deposición de barrera, que pulveriza por bombardeo iónico una aleación metálica que tiene materiales de titanio, níquel y niobio. Tal como se muestra, la estación n.° 2 incluye una diana 310B individual. Sin embargo, pueden usarse otras configuraciones, tales como un sistema de copulverización por bombardeo iónico que utiliza dos dianas diferentes. La estación n.° 3 que tiene la diana 310C puede usarse para depositar otras capas, tal como una capa antirreflectante o una capa de protección.

En algunas realizaciones, los porcentajes de composición específicos de titanio, níquel y niobio se proporcionan para lograr un rendimiento excelente en todas las propiedades, incluyendo las propiedades ópticas y mecánicas. El alto porcentaje de niobio puede usarse para mejorar las propiedades mecánicas, incluyendo la adhesión, la estabilidad térmica y la durabilidad de panel. Por ejemplo, puede usarse más del 40 % en peso de niobio para obtener una durabilidad mecánica deseada, por ejemplo, comparable con las barreras de aleación de NiCr y mucho mejor que las barreras de titanio. Puede usarse menos del 60 % en peso de niobio para no degradar el rendimiento óptico, por ejemplo, manteniendo una transmisión de luz visible similar o mejor con una reflexión o absorción bajas. Puede usarse un bajo porcentaje de titanio, por ejemplo, para proporcionar propiedades de barrera de difusión de oxígeno. Por ejemplo, puede usarse más del 5 % en peso de titanio para proporcionar una buena barrera de oxígeno. Puede usarse menos del 15 % en peso de titanio y puede seguir proporcionando una excelente protección de barrera. Puede usarse un porcentaje intermedio de níquel, por ejemplo, inferior al de niobio y superior al de titanio, para

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mejorar adicionalmente las propiedades mecánicas y mantener las propiedades de barrera de oxígeno. Por ejemplo, entre el 30 y el 50 % en peso de níquel puede potenciar las propiedades de tanto el titanio como el niobio sin ninguna degradación. En algunas realizaciones, el espesor de barrera puede ser de entre 0,3 y 8 nm, tal como de entre 0,5 y 5 nm.

La Figura 4 ilustra una respuesta de resistencia de lámina de una pila de baja-e que tiene diferentes materiales de barrera según algunas realizaciones. La resistencia de lámina puede proporcionar una evaluación de las propiedades ópticas, con valores de resistencia de lámina inferiores, para un mismo espesor de capa de plata, en correlación con una transmisión superior y una reflexión inferior. Las pilas inferiores usadas en la medición de la resistencia de lámina incluyen una capa de barrera sobre una capa de plata de 8 nm sobre una capa de semilla de ZnO de 10 nm. Los materiales de barrera incluyen titanio, aleación de titanio y níquel, que tiene el 20 % en peso de titanio y el 80 % en peso de níquel, y aleación de titanio, níquel y niobio con el 10 % en peso de titanio, el 40 % en peso de níquel y el 50 % en peso de niobio. Los espesores de las barreras varían de 0,3 nm a 7 nm, tal como de 1,5 nm a 4,5 nm.

Tal como se muestra, la aleación ternaria de titanio, níquel y niobio tiene una resistencia de lámina inferior, por ejemplo, un mejor rendimiento óptico, para todos los espesores, en comparación con el titanio y la aleación binaria de titanio y níquel. En este ejemplo particular, el rendimiento de barrera óptimo puede ser de aproximadamente 2 nm, por ejemplo, de entre 1,5 y 2,7 nm.

La Figura 5 ilustra un diagrama de flujo para la pulverización por bombardeo iónico de capas recubiertas según algunas realizaciones. Después de la formación de una capa conductora sobre un sustrato, tal como una capa de plata, una capa de barrera puede depositarse por pulverización por bombardeo iónico sobre la capa conductora. La capa de barrera puede incluir una aleación ternaria de titanio, níquel y niobio, incluyendo aleaciones de metales ternarias, por ejemplo, que consisten en los componentes de metales de titanio, níquel y niobio, y aleaciones de óxidos ternarias, por ejemplo, que comprenden titanio, níquel, niobio y oxígeno.

En la operación 500, se proporciona un sustrato. El sustrato puede ser un sustrato transparente, tal como un sustrato de vidrio o un sustrato de polímero. También pueden usarse otros sustratos. En la operación 510, se forma una primera capa sobre el sustrato. La primera capa puede utilizarse como capa reflectante de infrarrojos. La primera capa puede incluir un material conductor o un material metálico, tal como plata. El espesor de la primera capa puede ser inferior a o igual a aproximadamente 20 nm o puede ser inferior a o igual a aproximadamente 10 nm.

En la operación 520, se deposita por pulverización por bombardeo iónico una segunda capa sobre la primera capa. La segunda capa puede utilizarse como capa reflectante de barrera. La segunda capa puede incluir una aleación de titanio, níquel o niobio. El porcentaje de titanio puede ser de entre el 5 y el 15 % en peso, el porcentaje de níquel puede ser de entre el 30 y el 50 % en peso (o de entre el 35 y el 45 % en peso) y el porcentaje de niobio puede ser

de entre el 40 y el 60 % en peso (o de entre el 45 y el 45 % en peso).

En algunas realizaciones, la segunda capa también puede incluir oxígeno para formar una aleación de óxido. La segunda capa puede depositarse como aleación de metal ternaria o como aleación de óxido ternaria. La aleación de metal ternaria puede oxidarse, por ejemplo, mediante una deposición de capa posterior, para convertirse en una capa de óxido ternaria. La aleación de óxido ternaria también puede oxidarse adicionalmente. Después de una completa deposición de pila y/o tratamiento térmico, la segunda capa puede seguir siendo una aleación de metal ternaria o puede convertirse en un óxido ternario o un subóxido ternario para un mejor rendimiento de emisividad.

En algunas realizaciones, puede formarse una capa inferior debajo de la primera capa, tal como una capa de semilla

de ZnO para la capa de plata. La capa de semilla puede potenciar la orientación de cristal de la plata, lo que

conduce a una mejor conductividad. En algunas realizaciones, pueden formarse otras capas sobre la segunda capa.

La Figura 6 ilustra un diagrama de flujo para la pulverización por bombardeo iónico de capas recubiertas según algunas realizaciones. Después de la formación de una capa conductora sobre un sustrato, tal como una capa de plata, una capa de barrera puede depositarse por pulverización por bombardeo iónico sobre la capa conductora. La capa de barrera puede incluir una aleación ternaria de titanio, níquel o niobio.

En la operación 600, se proporciona un sustrato. El sustrato puede ser un sustrato transparente, tal como un sustrato de vidrio o un sustrato de polímero. También pueden usarse otros sustratos. En la operación 610, se forma una capa de óxido de metal sobre el sustrato. La capa de óxido de metal puede funcionar como capa de semilla para la capa posterior. Por ejemplo, la capa de óxido de metal puede tener una orientación de cristal que promueva una orientación de cristal de la primera capa a depositar.

En algunas realizaciones, la capa de óxido de metal puede incluir una capa de semilla que tiene una orientación de cristal que promueve una orientación de cristal (111) de una capa de plata. Por ejemplo, la capa de óxido de metal puede incluir ZnO que tiene una orientación de cristal (002), que puede servir como molde para el crecimiento (111) de la capa de plata. El espesor de la capa de óxido de metal puede ser inferior a o igual a aproximadamente 20 nm o puede ser inferior a o igual a aproximadamente 10 nm.

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En la operación 620, se forma una primera capa sobre la capa de óxido de metal. La primera capa puede utilizarse como capa reflectante de infrarrojos. La primera capa puede incluir un material conductor o un material metálico, tal como plata. El espesor de la primera capa puede ser inferior a o igual a aproximadamente 20 nm o puede ser inferior a o igual a aproximadamente 10 nm.

En la operación 630, se deposita por pulverización por bombardeo iónico una segunda capa sobre la primera capa. La segunda capa puede utilizarse como capa reflectante de barrera. La segunda capa puede incluir una aleación de titanio, níquel o niobio. El porcentaje de titanio puede ser de entre el 5 y el 15 % en peso, el porcentaje de níquel puede ser de entre el 30 y el 50 % en peso (o de entre el 35 y el 45 % en peso) y el porcentaje de niobio puede ser de entre el 40 y el 60 % en peso (o de entre el 45 y el 45 % en peso).

En algunas realizaciones, la segunda capa también puede incluir oxígeno para formar una aleación de óxido. La segunda capa puede depositarse como aleación de metal ternaria o como aleación de óxido ternaria. La aleación de metal ternaria puede oxidarse, por ejemplo, mediante una deposición de capa posterior, para convertirse en una capa de óxido ternaria. La aleación de óxido ternaria también puede oxidarse adicionalmente. Después de una completa deposición de pila y/o tratamiento térmico, la segunda capa puede seguir siendo una aleación de metal ternaria o puede convertirse en un óxido ternario o un subóxido ternario para un mejor rendimiento de emisividad. En algunas realizaciones, pueden incluirse otras capas.

Aunque los ejemplos anteriores se han descrito con algo de detalle con fines de claridad de comprensión, la invención no está limitada a los detalles proporcionados. Existen muchas maneras alternativas para la implementación de la invención. Los ejemplos desvelados son ilustrativos y no restrictivos.

A continuación, se describen realizaciones adicionales para facilitar la comprensión de la invención:

1. Un método para formar un recubrimiento de baja emisividad, que comprende proporcionar un sustrato transparente;

formar una primera capa sobre el sustrato transparente, en el que la primera capa comprende plata, en el que la

primera capa se puede utilizar como capa reflectante de infrarrojos; formar una segunda capa sobre la primera

capa, en el que la segunda capa se puede utilizar como capa de barrera,

en el que la segunda capa comprende titanio, níquel y niobio,

en el que el porcentaje de titanio es de entre el 5 y el 15 % en peso,

en el que el porcentaje de níquel es de entre el 30 y el 50 % en peso,

en el que el porcentaje de niobio es de entre el 40 y el 60 % en peso.

2. Un método, tal como en la realización 1, en el que el espesor de la segunda capa es de entre 0,3 y 7 nm.

3. Un método, tal como en la realización 1, en el que el porcentaje de titanio es del 10 % en peso.

4. Un método, tal como en la realización 1, en el que el porcentaje de níquel es de entre el 35 y el 45 % en peso.

5. Un método, tal como en la realización 1, en el que el porcentaje de niobio es de entre el 45 y el 55 % en peso.

6. Un método, tal como en la realización 1, en el que la segunda capa comprende adicionalmente oxígeno.

7. Un método para formar un recubrimiento de baja emisividad, que comprende proporcionar un sustrato transparente;

formar una capa de óxido de metal sobre el sustrato transparente; formar una primera capa sobre la capa de óxido de metal,

en el que la primera capa comprende plata, en el que la primera capa se puede utilizar como capa reflectante de infrarrojos;

formar una segunda capa sobre la primera capa,

en el que la segunda capa se puede utilizar como capa de barrera para la primera capa, en el que la segunda capa comprende titanio, níquel y niobio, en el que el porcentaje de titanio es de entre el 5 y el 15 % en peso, en el que el porcentaje de níquel es de entre el 30 y el 50 % en peso, en el que el porcentaje de niobio es de entre el 40 y el 60 % en peso.

8. Un método, tal como en la realización 7, en el que el espesor de la primera capa es de entre 8 y 15 nm.

9. Un método, tal como en la realización 7, en el que el espesor de la segunda capa es de entre 0,3 y 7 nm.

10. Un método, tal como en la realización 7, en el que el porcentaje de titanio es del 10 % en peso,

en el que el porcentaje de níquel es de entre el 35 y el 45 % en peso y en el que el porcentaje de niobio es de entre el 45 y el 55 % en peso.

11. Un método, tal como en la realización 7, en el que la segunda capa se deposita como una aleación de metal

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o como una capa de aleación de óxido.

12. Un método, tal como en la realización 7, que comprende adicionalmente oxidar la segunda capa.

13. Un método, tal como en la realización 7, en el que la capa de óxido de metal comprende óxido de zinc, óxido de zinc dopado, óxido de estaño u óxido de estaño dopado.

14. Un método, tal como en la realización 7, en el que la capa de óxido de metal comprende una capa de semilla, en el que la capa de semilla comprende una orientación de cristal que promueve una orientación de cristal (111) de la primera capa.

15. Un panel de baja emisividad, que comprende un sustrato transparente;

una capa de óxido de metal dispuesta sobre el sustrato transparente;

una primera capa dispuesta sobre la capa de metal, en el que la primera capa comprende plata, en el que la primera capa se puede utilizar como capa reflectante de infrarrojos;

una segunda capa dispuesta sobre la primera capa, en el que la segunda capa se puede utilizar como capa de barrera,

en el que la segunda capa comprende titanio, níquel y niobio, en el que el porcentaje de titanio es de entre el 5 y el 15 % en peso, en el que el porcentaje de níquel es de entre el 30 y el 50 % en peso, en el que el porcentaje de niobio es de entre el 40 y el 60 % en peso.

16. Un panel, tal como en la realización 15, en el que el espesor de la primera capa es inferior a 15 nm.

17. Un panel, tal como en la realización 15, en el que el espesor de la segunda capa es de entre 0,3 y 7 nm.

18. Un método, tal como en la realización 15, en el que el porcentaje de titanio es del 10 % en peso, en el que el porcentaje de níquel es de entre el 35 y el 45 % en peso y en el que el porcentaje de niobio es de entre el 45 y el 55 % en peso.

19. Un panel, tal como en la realización 15, en el que la capa de óxido de metal comprende óxido de zinc, óxido de zinc dopado, óxido de estaño u óxido de estaño dopado.

20. Un panel, tal como en la realización 15, en el que la segunda capa comprende adicionalmente oxígeno.

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REIVINDICACIONES

1. Un método para formar un recubrimiento de baja emisividad, que comprende proporcionar un sustrato transparente (110; 120);

formar una primera capa (113; 154) sobre el sustrato transparente, en donde la primera capa comprende plata, en donde la primera capa se puede utilizar como capa reflectante de infrarrojos;

formar una segunda capa (115; 156) sobre la primera capa, en donde la segunda capa se puede utilizar como capa de barrera,

caracterizado por que la segunda capa (115; 156) incluye una aleación ternaria que comprende titanio, níquel y niobio,

en donde el porcentaje de titanio es de entre el 5 y el 15 % en peso, en donde el porcentaje de níquel es de entre el 30 y el 50 % en peso, en donde el porcentaje de niobio es de entre el 40 y el 60 % en peso.
2. Un método, tal como en la reivindicación 1, en el que el espesor de la segunda capa (115; 156) es de entre 0,3 y 7 nm.
3. Un método, tal como en la reivindicación 1, en el que el porcentaje de titanio es del 10 % en peso.
4. Un método, tal como en la reivindicación 1, en el que el porcentaje de níquel es de entre el 35 y el 45 % en peso.
5. Un método, tal como en la reivindicación 1, en el que el porcentaje de niobio es de entre el 45 y el 55 % en peso.
6. Un método, tal como en la reivindicación 1, en donde el método comprende adicionalmente:

formar una capa de óxido de metal (140) sobre el sustrato transparente (120); y formar la primera capa (154) sobre la capa de óxido de metal (140),

en donde la segunda capa (156) se puede utilizar como capa de barrera para la primera capa.
7. Un método, tal como en la reivindicación 6, en el que el espesor de la primera capa (154) es de entre 8 y 15 nm.
8. Un método, tal como en la reivindicación 6, en el que el espesor de la segunda capa (156) es de entre 0,3 y 7 nm.
9. Un método, tal como en la reivindicación 6, en el que el porcentaje de titanio es del 10 % en peso, en el que el porcentaje de níquel es de entre el 35 y el 45 % en peso y en el que el porcentaje de niobio es de entre el 45 y el 55 % en peso.
10. Un método, tal como en la reivindicación 6, en el que la segunda capa (156) se deposita como una aleación de metal o como una capa de aleación de óxido.
11. Un método, tal como en la reivindicación 6, en el que la capa de óxido de metal (140) comprende óxido de zinc, óxido de zinc dopado, óxido de estaño u óxido de estaño dopado.
12. Un panel de baja emisividad, que comprende un sustrato transparente (120);

una capa de óxido de metal (140) dispuesta sobre el sustrato transparente;

una primera capa (154) dispuesta sobre la capa de metal, en donde la primera capa (154) comprende plata, en donde la primera capa se puede utilizar como capa reflectante de infrarrojos;

una segunda capa (156) dispuesta sobre la primera capa (154), en donde la segunda capa se puede utilizar como capa de barrera,

caracterizado por que la segunda capa (156) incluye una aleación ternaria que comprende titanio, níquel y niobio, en donde el porcentaje de titanio es de entre el 5 y el 15 % en peso, en donde el porcentaje de níquel es de entre el 30 y el 50 % en peso, en donde el porcentaje de niobio es de entre el 40 y el 60 % en peso.
13. Un panel, tal como en la reivindicación 12, en el que el espesor de la primera capa (154) es inferior a 15 nm.
14. Un panel, tal como en la reivindicación 12, en el que el espesor de la segunda capa (156) es de entre 0,3 y 7 nm.
15. Un panel, tal como en la reivindicación 12, en el que el porcentaje de titanio es del 10 % en peso, en el que el porcentaje de níquel es de entre el 35 y el 45 % en peso y en el que el porcentaje de niobio es de entre el 45 y el 55 % en peso.