BRPI0708421A2 - substrato, notadamente substrato vìtreo transparente, munido de um empilhamento de camadas finas, vidraça e processo de fabricação de um substrato - Google Patents
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Abstract
SUBSTRATO, NOTADAMENTE SUBSTRATO VìTREO TRANSPARENTE, MUNIDO DE UM EMPILHAMENTO DE CAMADAS FINAS, VIDRAçA E PROCESSO DE FABRICAçãO DE UM SUBSTRATO A invenção se refere a um substrato (10), munido de um empilhamento de camadas finas que compreende uma alternância de<243> n <242> camadas funcionais (40, 80) com propriedades de reflexão no infravermelho e/ou na radiação solar, e de <243> (n + 1) <242>revestimentos (20, 60, 100), com n número inteiro <242> 2, os ditos revestimentos sendo compostos por uma pluralidade de camadas dielétricas (24, 26; 64, 66; 104), de maneira a que cada camada funcional (40, 80) seja disposta entre dois revestimentos (20, 60, 100), pelo menos duas camadas funcionais (40, 80) sendo colocadas cada uma delas sobre uma camada de umedecimento (30, 70) colocada ela própria respectivamente diretamente sobre um revestimento subjacente (20, 60), caracterizado pelo fato de que dois revestimentos subjacentes (20, 60) compreendem cada um deles pelo menos uma camada dielétrica (24, 64) e pelo menos uma camada de nivelamento (26, 66) não cristalizada feita de um material diferente do material da dita camada dielétrica no interior de cada revestimento, a dita camada de nivelamento (26, 66) estando em contato com a dita camada de umedecimento (30, 70) subjacente e pelo fato de que dois revestimentos subjacentes (20, 60) sendo de espessuras diferentes, a espessura da camada de nivelamento (26, 66) do revestimento subjacente (20, 60) que apresenta uma espessura total inferior àquela do outro revestimento subjacente (60, 20) é inferior ou igual à espessura da camada de nivelamento (66, 26) desse outro revestimento subjacente (60, 20).
Description
"SUBSTRATO, NOTADAMENTE SUBSTRATO VÍTREOTRANSPARENTE, MUNIDO DE UM EMPILHAMENTO DE CAMADASFINAS, VIDRAÇA E PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UMSUBSTRATO"
A invenção se refere aos substratos transparentes, notadamentefeitos de material rígido mineral como o vidro, os ditos substratos sendorevestidos de um empilhamento de camadas finas que compreende pelomenos duas camadas funcionais de tipo metálico que podem agir sobre aradiação solar e/ou a radiação infravermelha de grande comprimento de onda.
A invenção se refere mais especialmente à utilização de taissubstratos para fabricar vidraças de isolamento térmico e/ou de proteção solar.
Essas vidraças podem ser destinadas tanto para equipar os prédios quanto osveículos, tendo em vista notadamente diminuir o esforço de climatização e/ouimpedir um superaquecimento excessivo (vidraças ditas "de controle solar")e/ou diminuir a quantidade de energia dissipada para o exterior (vidraças ditas"baixo emissivas") provocados pela importância sempre crescente dassuperfícies vítreas nos prédios e nos habitáculos de veículos.
Essas vidraças podem por outro lado ser integradas emvidraças que apresentam funcionalidades especiais, como por exemplovidraças aquecedoras ou vidraças eletrocrômicas.
Um tipo de empilhamento de camadas conhecido por conferiraos substratos tais propriedades é constituído por pelo menos duas camadasmetálicas funcionais com propriedades de reflexão no infravermelho e/ou naradiação solar, notadamente camadas funcionais metálicas à base de prata oude liga metálica que contém prata.
Cada camada funcional metálica é colocada sob uma formacristalizada sobre uma camada de umedecimento também cristalizada quefavorece a orientação cristalina adequada da camada metálica colocada emcima.Cada camada funcional se encontra disposta entre doisrevestimentos feitos de material dielétrico do tipo óxido ou nitreto metálico.
Esse empilhamento é geralmente obtido por uma sucessão de colocaçõesefetuadas por uma técnica que utiliza o vácuo como a pulverização catódicaeventualmente assistida por campo magnético. Podem também ser previstosum, e mesmo dois, revestimento(s) muito fino(s) chamado(s) "revestimentode bloqueio" colocado(s) diretamente sob, sobre ou de cada lado de cadacamada metálica funcional à base de prata, o revestimento subjacente comorevestimento de fixação, de nucleação e/ou de proteção por ocasião de umeventual tratamento térmico posteriormente à colocação, e o revestimentosobrejacente como revestimento de proteção ou "de sacrifício" a fim de evitara alteração da prata se uma camada que a encima é colocada por pulverizaçãocatódica em presença de oxigênio ou de nitrogênio e/ou se o empilhamento ésubmetido posteriormente a colocação a um tratamento térmico.
São assim conhecidos pelo pedido de patente europeu EP-O638 528 empilhamentos desse tipo, de duas camadas à base de prata.
E conhecida por outro lado pelo pedido de patente europeu N0EP 803 481, a utilização sob uma camada de umedecimento à base de óxidode zinco de uma camada amorfa à base de óxido misto de zinco e de estanhodiretamente em contato com o substrato.
E revelado que uma tal camada amorfa quando ela não écolocada diretamente sobre o substrato mas sim que ela é intercalada entreuma camada dielétrica subjacente e uma camada de umedecimento permitemodificar a interface entre a camada dielétrica e a camada de umedecimentosituada acima e assim melhorar substancialmente a cristalização da camada deumedecimento assim como a cristalização da camada metálica funcional.
No entanto, a integração de uma tal camada amorfa em cadarevestimento subjacente a uma camada funcional e provido de pelo menosuma camada dielétrica sob essa camada amorfa em um empilhamento devárias camadas funcionais não permite chegar em todos os casos à melhoriadesejada da cristalização das camadas funcionais e assim à melhoria desejadada resistividade do empilhamento completo.
O objetivo da invenção é conseguir corrigir os inconvenientesda arte anterior, desenvolvendo para isso um novo tipo de empilhamento decamadas funcionais do tipo daqueles descritos precedentemente,empilhamento que apresenta uma resistividade melhorada, menor do que emum empilhamento similar de espessura de camadas funcionais e revestimentosequivalentes, que o empilhamento seja ou não submetido, a um (ou vários)tratamento(s) térmico(s) em alta temperatura do tipo recurvamento, têmperaou recozimento e no caso em que ele é submetido a um (ou vários) tal (tais)tratamento(s), ao mesmo tempo em que preserva sua qualidade óptica e sua resistência mecânica.
Á invenção tem assim como objeto, em sua acepção masampla, um substrato, notadamente substrato vítreo transparente, munido deum empilhamento de camadas finas que compreende uma alternância de "n"camadas funcionais com propriedades de reflexão no infravermelho e/ou naradiação solar, notadamente de camadas funcionais metálicas à base de prataou de liga metálica que contém prata, e de "(n + 1)" revestimentos, com ηnúmero inteiro > 2, os ditos revestimentos sendo compostos por umapluralidade de camadas dielétricas, de maneira a que cada camada funcionalseja disposta entre dois revestimentos, pelo menos duas camadas funcionaissendo colocadas cada uma delas sobre uma camada de umedecimentocolocada ela própria respectivamente diretamente sobre um revestimentosubjacente, caracterizado pelo fato de que dois revestimentos subjacentescompreendem cada um deles pelo menos uma camada dielétrica e pelo menosuma camada de nivelamento não cristalizada feita de um material diferente domaterial da dita camada dielétrica no interior de cada revestimento, a ditacamada de nivelamento estando em contato com a dita camada deumedecimento subjacente e pelo fato de que dois revestimentos subjacentessendo de espessuras diferentes, a espessura da camada de nivelamento dorevestimento subjacente que apresenta uma espessura total inferior àquela dooutro revestimento subjacente é inferior ou igual à espessura da camada denivelamento desse outro revestimento subjacente.
A invenção consiste assim em prever uma camada denivelamento não cristalizada sob a camada de umedecimento que ela écristalizada para permitir um crescimento adequado da camada funcionalsituada acima dessa camada de umedecimento, diretamente em contato com acamada de umedecimento ou por intermédio de um revestimento de sub-bloqueio.
O aspecto cristalográfico da camada de nivelamento éobrigatoriamente diferente daquele da camada de umedecimento visto que acamada de nivelamento é não cristalizada enquanto que a camada deumedecimento é, essencialmente, cristalizada; elas portanto não podem serconfundidas desse ponto de vista.
No entanto, foi revelado que nos empilhamentos de váriascamadas funcionais, era importante levar em consideração a espessura dosrevestimentos subjacentes para calcular a espessura das camadas denivelamento presentes nesses revestimentos subjacentes.
A invenção consiste assim em prever que a espessura dacamada de nivelamento de um revestimento subjacente menos espesso nãopode ser superior à espessura da camada de nivelamento de um revestimentosubjacente mais espesso.
A invenção se aplica aos revestimentos que são subjacentes aum acamada funcional, qualquer que seja a localização das camadasfuncionais no empilhamento; no entanto é preferível que em um mesmoempilhamento de camadas finas, todos os revestimentos subjacentes quecompreendem uma camada de nivelamento respondam à definição dainvenção.
No sentido da presente invenção quando é precisado que umacolocação de camada ou de revestimento (que compreende uma ou váriascamadas) é efetuado diretamente sob ou diretamente sobre uma outracolocação, é que não pode haver aí interposição de nenhuma camada entreessas duas colocações.
As camadas de nivelamento são, de preferência à base deóxido; elas não são portanto metálicas.
As camadas de nivelamento são ditas "não cristalizadas" nosentido em que elas podem ser completamente amorfas ou parcialmenteamorfas e assim parcialmente cristalizadas, mas que elas não podem sercompletamente cristalizadas, em toda sua espessura.
O interesse de uma tal camada de nivelamento é permitir obteruma interface com a camada de umedecimento diretamente sobrejaeente que épouco rugosa. Essa pequena rugosidade é por outro lado observável nomicroscópio eletrônico de transmissão.
Por outro lado, a camada de umedecimento se textura melhor eapresenta além disso uma orientação cristalográfica preferencial maismarcada.
Cada camada de nivelamento é assim feita de um materialdiferente, tanto do ponto de vista cristalográfico quanto estequiométrico,daquele da camada de umedecimento sob a qual ela é diretamente disposta.
A invenção não se aplica somente a empilhamentos que sócompreendem duas camadas "funcionais", dispostas entre três revestimentosdos quais dois são revestimentos subjacentes. Ela se aplica também aempilhamentos que compreendem três camadas funcionais alternadas comquatro revestimentos dos quais três são revestimentos subjacentes, ou dequatro camadas funcionais alternadas com cinco revestimentos dos quaisquatro são revestimentos subjacentes.Para esses empilhamentos com várias camadas funcionais,pelo menos uma, e de preferência cada uma delas, camada funcional édisposta diretamente sobre pelo menos um revestimento de bloqueiosubjacente e/ou diretamente sob pelo menos um revestimento de bloqueiosobrejacente.
No caso dos empilhamentos de duas camadas funcionais, emesmo também nos outros casos, o revestimento menos espesso dos ditosdois revestimentos subjacentes que compreendem uma camada denivelamento e, de preferência, o mais próximo do substrato, e mesmo emcontato com o substrato, diretamente ou indiretamente por intermédio de umacamada de contato por exemplo à base de óxido de titânio (T1O2).
No caso dos empilhamentos com mais de duas camadasfuncionais, o revestimento subjacente mais afastado do substrato é o menosespesso de dois revestimentos subjacentes adjacentes.
De preferência, pelo menos uma camada de nivelamento, emesmo todas as camadas de nivelamento, é (ou são) uma camada de óxido, enotadamente de óxido misto, à base de óxido de um ou de vários dos metaisseguintes: Sn, Si, Ti, Zr, Hf, Zn, Ga, In e mais precisamente uma camada deóxido misto à base de zinco e de estanho ou de óxido misto de zinco e deíndio (ITO) colocada a frio.
O índice da camada de nivelamento é, de preferência, inferior a 2,2.
De preferência por outro lado, pelo menos uma camada denivelamento, e mesmo todas as camadas de nivelamento, é (ou são) umacamada de óxido não estequiométrico em oxigênio e mais especialmenteainda uma camada de óxido misto à base de zinco e de estanho sub-estequiométrico, dopada com antimônio (SnZnOx:Sb, χ sendo um número).
Por outro lado, a (ou cada) camada de nivelamento apresentade preferência uma espessura geométrica entre 0,1 e 30 nm e mais depreferência compreendida entre 0,2 e 10 nm, em especial para a menosespessa das duas em questão.
Em uma variante preferida, pelo menos um revestimento debloqueio é à base de Ni ou de Ti ou é à base de uma liga à base de Ni,notadamente é à base de uma liga de NiCr.
Além disso, pelo menos uma, e de preferência cada uma delas,camada de umedecimento subjacente a uma camada funcional é, depreferência, à base de óxido de zinco; essas camadas de umedecimento podemser em especial à base de óxido de zinco dopado com alumínio.
A espessura geométrica de cada camada de umedecimento é depreferência compreendida entre 2 e 30 nm e mais de preferênciacompreendida entre 3 e 20 nm.
Por outro lado, pelo menos uma, e de preferência cada umadelas, camada dielétrica adjacente a umã camada de nivelamento no interior-15 dos ditos revestimentos subjacentes e em especial a camada dielétricadiretamente subjacente à camada de nivelamento, e, de preferência, à base denitreto, notadamente de nitreto de silício e/ou de nitreto de alumínio.
O índice dessa camada dielétrica à base de nitreto é, depreferência, inferior a 2,2.
A vidraça de acordo com a invenção incorpora pelo menos osubstrato de sustentação do empilhamento de acordo com a invenção,eventualmente associado a pelo menos um outro substrato. Cada substratopode ser claro ou colorido. Um dos substratos pelo menos notadamente podeser feito de vidro colorido na massa. A escolha do tipo de coloração vaidepender do nível de transmissão luminosa e/ou do aspecto colorimétricoprocurados para a vidraça uma vez que sua fabricação foi terminada.
Assim para as vidraças destinadas a equipar veículos, certasnormas impõem que o pára-brisa apresenta uma transmissão luminosa Tl decerca de 75 % e outras normas impõem uma transmissão luminosa Tl decerca de 65%; um tal nível de transmissão não sendo exigido para as vidraçaslaterais ou para o teto do automóvel, por exemplo. Os vidros tingidos quepodem ser escolhidos são por exemplo aqueles que, para uma espessura de 4mm, apresentam uma Tl de 65 % a 95 %, uma transmissão energética Te de40% a 80%, um comprimento de onda dominante em transmissão de 470 nma 525 nm associado a uma pureza de transmissão de 0,4 % a 6 % de acordocom o iluminante D65, o que pode ser "traduzido" no sistema de colorimetria(L, a*, b*) por valores de a* e de b* em transmissão respectivamentecompreendidos entre -9 e 0 e entre -8 e +2.
Para vidraças destinadas a equipar prédios, a vidraçaapresenta, de preferência, uma transmissão luminosa Tl de pelo menos 75 % emesmo mais para aplicações "baixo -emissiva", e uma transmissão luminosaTl de pelo menos 40 % e mesmo mais para aplicações "controle solar".
Á vidraça de acordo cõm a invenção pode apresentar urnaestrutura laminada, que associa notadamente pelo menos dois substratosrígidos do tipo vidro por pelo menos uma folha de polímero termoplástico, afim de apresentar uma estrutura de tipo vidro/empilhamento de camadasfinas/folha(s)/vidro. O polímero pode notadamente ser à base depolivinilbutiral PVB, etileno vinilacetato EVA, polietileno tereftalato PET,policloreto de vinila PVC.
A vidraça pode também apresentar uma estrutura de vidraçalaminada dita assimétrica, que associa um substrato rígido de tipo vidro a pelomenos uma folha de polímero de tipo poliuretano com propriedades deabsorsor de energia, eventualmente associada a uma outra camada depolímeros com propriedades "auto-cicatrizantes". Para mais detalhes sobreesse tipo de vidraça, é possível recorrer notadamente às patentes EP-O 132198, EP-O 131 523, EP-O 389 354.
A vidraça pode então apresentar uma estrutura de tipovidro/empilhamento de camadas finas/folha(s) de polímero.As vidraças de acordo com a invenção são próprias para sersubmetidas a um tratamento térmico sem dano para o empilhamento decamadas finas. Elas são portanto eventualmente recurvadas e/ou temperadas.
A vidraça pode ser recurvada e/ou temperada sendoconstituída de um só substrato, aquele munido do empilhamento. Trata-seentão de uma vidraça dita "monolítica". No caso em que elas são recurvadas,notadamente tendo em vista constituir vidraças para veículos, o empilhamentode camadas finas se encontra de preferência em uma face pelo menosparcialmente não plana.
A vidraça pode também ser uma vidraça múltipla,notadamente uma vidraça dupla, pelo menos o substrato de sustentação doempilhamento podendo ser recurvado e/ou temperado. É preferível em umaconfiguração de vidraça múltipla que o empilhamento seja disposto demaneira a ser voltado para o lado da lâmina de gás intercalar. Em umaestrutura laminada, o substrato de sustentação do empilhamento está depreferência em contato com a folha de polímero.
Quando a vidraça é monolítica ou múltipla do tipo vidraçadupla ou vidraça laminada, pelo menos o substrato de sustentação doempilhamento pode ser feito de vidro recurvado ou temperado, esse substratopodendo ser recurvado ou temperado antes ou depois da colocação doempilhamento.
Em uma variante a vidraça é provida de meios que permitemalimentar o dito empilhamento em energia elétrica.
A invenção também se refere ao processo de fabricação dossubstratos de acordo com a invenção, que consiste em colocar oempilhamento de camadas finas sobre seu substrato por uma técnica sobvácuo do tipo pulverização catódica eventualmente assistida por campomagnético, e depois em efetuar sobre o substrato revestido um tratamentotérmico de recurvamento/têmpera ou recozimento sem degradação de suaqualidade óptica e/ou mecânica.
Entretanto não está excluído que a primeira ou as primeirascamadas do empilhamento possa(m) ser colocada(s) por uma outra técnica,por exemplo por uma técnica de decomposição térmica de tipo pirólise.
Os detalhes e características vantajosas da invenção sedestacam dos exemplos não limitativos seguintes, ilustrados com o auxílio dasfiguras anexas:
- A figura 1 ilustra a evolução, antes de tratamento térmico, daresistência por quadrado de um empilhamento monocamada funcionalprovido de um revestimento monocamada de sobre-bloqueio, sem e com umacamada de nivelamento, em função da espessura da camada dielétricacolocada embaixo;
- A figura 2 ilustra a evolução, depois de tratamento térmico,da resistência por quadrado do mesmo émpilhaméntO monocamada funcionalque na figura 1, em e com uma camada de nivelamento, em função daespessura da camada dielétrica colocada embaixo;
- A figura 3 ilustra a evolução, antes de tratamento térmico, daresistência por quadrado de um empilhamento monocamada funcionalprovido de um revestimento monocamada de sobre-bloqueio em função daespessura da camada nivelamento;
- A figura 4 ilustra a evolução, depois de tratamento térmico,da resistência por quadrado do mesmo empilhamento monocamada funcionalque na figura 3 em função da espessura da camada de nivelamento;
- A figura 5 ilustra um empilhamento bicamadas funcionais deacordo com a invenção, cada camada funcional sendo provida de umrevestimento de sobre-bloqueio mas não de um revestimento de sub-bloqueio;
- A figura 6 ilustra um empilhamento bicamadas funcionais deacordo com a invenção, cada camada funcional sendo provida de umrevestimento de sub-bloqueio mas não de um revestimento de sobre-bloqueio;- A figura 7 ilustra um empilhamento bicamadas funcionais deacordo com a invenção, cada camada funcional sendo provida de umrevestimento de sub-bloqueio e de um revestimento de sobre-bloqueio;
- A figura 8 ilustra um empilhamento tricamadas funcionais deacordo com a invenção, cada camada funcional sendo provida de umrevestimento de sub-bloqueio mas não de um revestimento de sobre-bloqueio;e
- A figura 9 ilustra um empilhamento quadricamadasfuncionais de acordo com a invenção, cada camada funcional sendo providade um revestimento de sub-bloqueio m as não de um revestimento de sobre-bloqueio.
Nas figuras que ilustram empilhamentos de camadas, asproporções entre as espessuras dos diferentes materiais não são rigorosamenterespeitadas a fim de facilitar a leitura das mesmas.
Por outro lado, em todos os exemplos abaixo o empilhamentode camadas finas é colocado sobre um substrato 10 feito de vidro sodo-cálcicode uma espessura de 2 mm, exceto menção explicita diferente.
Em todos os casos em que um tratamento térmico foi aplicadoao substrato, tratava-se de um recozimento durante cerca de 5 minutos a umatemperatura de cerca de 660°C seguido por um resfriamento no ar ambiente(cerca de 20°C).
As figuras 1 a 4 têm como objetivo ilustrar a importância dapresença de uma camada de nivelamento em um empilhamento.
No entanto, o empilhamento que serviu para a realizaçãodessas figuras não é um empilhamento de acordo com a invenção pois trata-sede um empilhamento monocamada funcional do tipo:
Substrato/Si3N4/SnZnOx:Sb/ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4Variável/Variável/8 nm/10 nm/2 nm/8 nm/20 nm
Nas figuras 1 e 2, as curvas Cl e Cll ilustram a variação daresistência por quadrado (em ohms) do empilhamento em função da espessurada camada de dielétrico à base de nitreto de silício (e Si3N4) em contato com osubstrato, respectivamente antes (BHT) e depois (AHT) de tratamentotérmico, quando o empilhamento não é provido de uma camada denivelamento.
As curvas C2 e C12 ilustram a variação da resistência porquadrado (em ohms) do empilhamento em função da espessura da camada dedielétrico à base de nitreto de silício (e Si3N4) em contato com o substrato,respectivamente antes e depois de tratamento térmico, quando oempilhamento é provido de uma camada de nivelamento feita de SnZnOx: Sbde uma espessura de 6 nm (x designa um número não nulo).
As curvas C3 e C13 ilustram a variação da resistência porquadrado (em ohms) do empilhamento em função da espessura da camada dedielétrico à base de nitreto de silício (e Si3N4) em contato com o substrato,respectivamente antes e depois de tratamento térmico, quando oempilhamento é provido de uma camada de nivelamento à base de SnZnOx: Sbde uma espessura de 20 nm.
Como visível nessas figuras 1 e 2, para uma mesma espessurade dielétrico em contato com o substrato (por exemplo 20 nm), a resistênciapor quadrado do empilhamento é sempre menor - e portanto melhor - para ascurvas C2, C3,C12eC13 quando o empilhamento compreende uma camadade nivelamento à base de SnZnOx: Sb entre a camada de dielétrico à base denitreto de silício em contato com o substrato e a camada de umedecimento àbase de óxido de zinco ZnO subjacente à camada funcional à base de prataAg; por outro lado, a resistência por quadrado do empilhamento é sempremenor para uma espessura de camada de nivelamento de 20 nm (curvas C3 eC13).
Foi verificado que a camada de nivelamento feita de óxidomisto é amorfa em toda sua espessura, enquanto que a camada deumedecimento e a camada funcional metálica são ambas cristalizadas, emtoda a espessura das mesmas.
Em conseqüência disso, a presença de uma camada denivelamento melhora de uma maneira importante a resistência por quadradodo empilhamento com espessura de dielétrico subjacente comparável e essamelhoria é ainda maior quanto maior for a espessura da camada denivelamento.
Nas figuras 3 e 4, as curvas ilustram a variação da resistênciapor quadrado (em ohms) do empilhamento em função da espessura da camadade nivelamento à base de óxido de zinco e de estanho dopado com antimônio(e SnZnOx:Sb), respectivamente antes (BHT) e depois (AHT) de tratamentotérmico, quando o empilhamento é provido de uma camada à base de nitretode silício Si3N4 de 20 nm entre o substrato e a camada à base de SnZnOx:Sb.
Também foi verificado que a camada de nivelamento feita deóxido misto é amorfa em toda sua espessura, enquanto que a camada deumedecimento e a camada funcional metálica são ambas cristalizadas, emtoda a espessura das mesmas.
Como visível nessas figuras 3 e 4 também, a presença de umacamada de nivelamento melhora de uma maneira importante a resistência porquadrado do empilhamento para uma camada de nivelamento compreendidaentre > 0 e 4 nm de espessura e essa melhoria é ainda maior quanto maior fora espessura da camada de nivelamento.
Constatações similares podem ser feitas com umempilhamento monocamada funcional provido de um revestimento de sub-bloqueio e sem revestimento de sobre-bloqueio ou provido de umrevestimento de sub-bloqueio e de um revestimento de sobre-bloqueio.
Ensaios foram por outro lado conduzidos para permitir medir arugosidade das camadas.
A tabela 1 abaixo ilustra as rugosidades medidas porreflexometria X e expressas em nm (a rugosidade do substrato sendo de cercade 0,4):
<table>table see original document page 15</column></row><table>
Tabela 1
Como visível nessa tabela, a rugosidade da camada à base denitreto de silício S13N4 colocada sozinha sobre o vidro é elevada, mas arugosidade final de um empilhamento que compreende uma camada de óxidomisto à base de óxido de estanho e de índio SnInOx (ITO) ou uma camada àbase de óxido misto de zinco e de estanho SnZnOx:Sb colocada sobre acamada à base de nitreto de silício é menor. A camada de umedecimento àbase de óxido misto permite assim melhorar a rugosidade da interface com acamada de umedecimento, diminuindo essa rugosidade.
Partindo dessas constatações, é assim possível colocar sobreum substrato 10 um empilhamento de camadas finas que compreende umaalternância de "n" camadas funcionais 40, 60, 120, 160 com propriedades dereflexão no infravermelho e/ou na radiação solar, notadamente camadasfuncionais metálicas à base de prata ou de liga metálica que contém prata, ede "(n + 1)" revestimentos 20, 60, 100, 140, 180, com η número inteirosuperior ou igual a 2, os ditos revestimentos sendo compostos por umapluralidade de camadas dielétricas 24, 26; 62, 64, 66; 102, 104, 106, 142, 144,146, 182, 184, de maneira a que cada camada funcional 40, 80, 120, 140 sejadisposta entre dois revestimentos 20, 60, 100, 140, 180, pelo menos duascamadas funcionais, e de preferência cada camada funcional, sendo colocadasobre uma camada de umedecimento 30, 70, 110, 150 colocada ela própriarespectivamente diretamente sobre um revestimento subjacente 20, 60, 100,140.
Assim, com base nos testes monocamada funcional acima,vários ensaios bicamadas funcionais foram realizados mas todos não dãosatisfação.
Dois exemplos, numerados 1 e 2, foram realizados com basena estrutura de empilhamento bicamadas funcionais ilustrada na figura 5 naqual cada camada funcional 40, 80 é provida de um revestimento de sobre-bloqueio 45, 85, mas de revestimento de sub-bloqueio.
A tabela 2 abaixo ilustra as espessuras em nanômetros de cadauma das camadas:
<table>table see original document page 16</column></row><table>Tabela 2
Assim, no exemplo 1 de acordo com a invenção, a espessurada camada de nivelamento 26 à base de óxido de zinco e de estanho dopadocom antimônio SnZnOx:Sb do revestimento subjacente menos espesso 10 éinferior à espessura da camada de nivelamento 66 à base de óxido de zinco ede estanho dopado com antimônio SnZnOx:Sb do revestimento subjacentemais espesso 60, enquanto que no contra-exemplo 2, a espessura da camadade nivelamento 26 do revestimento 20 subjacente menos espesso é superior àespessura da camada de nivelamento 66 do revestimento subjacente maisespesso 60.
As resistividades obtidas são apresentadas na tabela 3 abaixo:
<table>table see original document page 17</column></row><table>
Tabela 3
Assim a resistividade do exemplo 1 de acordo com a invençãoé melhor do que aquela do exemplo 2 tanto antes de tratamento térmicoquando depois de tratamento térmico.
No caso do exemplo 2, a integração da camada de nivelamentoem um empilhamento com várias camadas funcionais não permite alcançar amelhoria desejada e obtida no caso do exemplo 1 da cristalização das camadasfuncionais, enquanto que (e isso foi verificado) a camada de nivelamento éamorfa e a camada de umedecimento é cristalizada.
Uma outra série de exemplos, numerada 3, foi realizada combase na estrutura de empilhamento bicamadas funcionais ilustrada na figura 6,na qual cada camada funcional 40, 80 é provida de um revestimento de sub-bloqueio 35, 75, sem no entanto camada de proteção mecânica 200 visível nafigura 6.A tabela 4 abaixo ilustra as espessuras em nanômetros de cadauma das camadas:
<table>table see original document page 18</column></row><table>
Tabela 4
Com base nisso seis exemplos, numerados 3a a 3f, foramrealizados.
A tabela 5 abaixo ilustra os valores de X e de Y emnanômetros de cada exemplo:
<table>table see original document page 18</column></row><table>Tabela 5
Assim, nos exemplos 3a, 3c e 3e de acordo com a invenção, aespessura da camada de nivelamento 26 do revestimento subjacente menosespesso 20 é inferior à espessura da camada de nivelamento 66 dorevestimento subjacente mais espesso 60, enquanto que nos contra-exemplos3b, 3d e 3f, a espessura da camada de nivelamento 26 do revestimento 20subjacente menos espesso é superior à espessura da camada de nivelamento66 do revestimento subjacente mais espesso 60.
As características de resistividade, ópticas e energética dessesexemplos são relatadas na tabela 6 abaixo (as características ópticas eenergéticas foram medidas depois de recozimento e inserção em uma vidraçalaminada que apresenta a estrutura: exterior/Substrato feito de vidro de 2,1mm/0,25 mm de PVB/Substrato feito de vidro de 2,1 mm de sustentação doempilhamento; o empilhamento de camada de encontra assim na face 3,numerada em relação ao sentido da luz solar incidente):
<table>table see original document page 19</column></row><table>
Tabela 6
Assim, a resistividade do empilhamento (medida aqui depoisde tratamento térmico) dos exemplos 3a, 3c e 3e de acordo com a invenção ésempre inferior respectivamente aos contra-exemplos 3 b, 3 d, 3fcorrespondentes.
Além disso, a transmissão energetica Tg, a transmissãoluminosa Tl medida de acordo com o iluminante A, a reflexão energética Re,a reflexão luminosa Rl (D65) medida de acordo com o iluminante D65 e ascores em reflexão a* e b* no sistema LAB medidas de acordo com oiluminante D65 no lado das camadas não variam de maneira verdadeiramentesignificativa entre os exemplos de acordo com a invenção e os contra-exemplos 3b, 3d, 3f correspondentes.
Comparando-se as características ópticas e energéticasmedidas aqui antes de tratamento térmico com essas mesmas característicasdepois de tratamento térmico, nenhuma degradação foi constatada.
Outros ensaios foram realizados com base na estrutura deempilhamento bicamadas funcionais ilustrada na figura 7 na qual cadacamada funcional 40, 80 é provida de um revestimento de sub-bloqueio 35, 75è de um revestimento de sobre-bloqueio 45, 85.
Esses ensaios permitiram chegar a constatações similares.
Para as estruturas bicamadas funcionais, foi constatado que erapreferível que a camada de nivelamento do revestimento subjacente menosespesso seja a mais próxima do substrato e que em conseqüência disso acamada de nivelamento do revestimento subjacente mais espesso seja a maisafastada do substrato.
É por outro lado possível aplicar a invenção a umempilhamento com três camadas funcionais, como por exemplo oempilhamento ilustrado na figura 8.
Na configuração ilustrada, cada camada funcional 40, 80, 120é provida de um revestimento de sub-bloqueio 35, 75, 115; no entanto, étambém possível prever além dele ou sem esse revestimento de sub-bloqueio35, 75, 115, um revestimento de sobre-bloqueio.
Além disso, na configuração ilustrada, cada revestimentosubjacente 20, 60, 100 compreende uma camada de nivelamento 26, 66, 106de acordo com a invenção.
Para as estruturas tri camadas funcionais, foi constatado queera preferível que a camada de nivelamento do revestimento subjacentemenos espesso seja a mais próxima do substrato e que a camada denivelamento do revestimento subjacente mais espesso a camada denivelamento central 66 e que a camada mais afastada do substrato 106, sejamais espessa do que a camada de nivelamento 26 mais próxima do substrato emenos espessa que a camada de nivelamento central 66.
Nessa estrutura, é possível só prever duas camadas denivelamento, quer dizer prever que dois revestimentos subjacentes somentecorrespondem à invenção. Nesse caso, o revestimento menos espesso dosditos dois revestimentos subjacentes é o mais afastado do substrato.
É por outro lado possível aplicar a invenção a umempilhamento com quatro camadas funcionais, como por exemplo oempilhamento ilustrado na figura 9.
Na configuração ilustrada, cadã camada funcional 40, 80, 120,160 é provida de um revestimento de sub-bloqueio 35, 75, 115, 155; noentanto, é também possível prever além dele ou sem esse revestimento desub-bloqueio 35, 75, 115, 155, um revestimento de sobre-bloqueio.
Além disso, na configuração ilustrada, cada revestimentosubjacente 20, 60, 100, 140 compreende uma camada de nivelamento 26, 66,106, 146 de acordo com a invenção.
Esse empilhamento pode ser obtido, por exemplo, passando-seduas vezes o substrato 10 em um dispositivo de colocação de umempilhamento bicamadas funcionais, como é conhecido pelo pedidointernacional de patente N0 W02005/051858, para colocar:
- por ocasião de uma primeira passagem as camadas 24 a 102,e depois
- por ocasião de uma segunda passagem as camadas 104 a 182,e depois
- em um aparelho de acabamento da colocação, as camadas184 e 200.
Nessa estrutura, é possível prever só duas camadas denivelamento, quer dizer prever que dois revestimentos subjacentes somentecorrespondem à invenção. Nesse caso, o revestimento menos espesso dosditos dois revestimentos subjacentes é o mais afastado do substrato.
A presente invenção é descrita no que precede a título deexemplo. Fica entendido que o profissional é capaz de realizar diferentesvariantes da invenção sem por causa disso sair do âmbito da patente tal comodefinido pelas reivindicações.
Claims (18)
1. Substrato (10), notadamente substrato vítreo transparente,munido de um empilhamento de camadas finas que compreende umaalternância de "n" camadas funcionais (40, 80) com propriedades de reflexãono infravermelho e/ou na radiação solar, notadamente de camadas funcionaismetálicas à base de prata ou de liga metálica que contém prata, e de "(n + 1)"revestimentos (20, 60, 100), com η número inteiro > 2, os ditos revestimentossendo compostos por uma pluralidade de camadas dielétricas (24, 26; 64, 66;104), de maneira a que cada camada funcional (40, 80) seja disposta entredois revestimentos (20, 60, 100), pelo menos duas camadas funcionais (40,80) sendo colocadas cada uma delas sobre uma camada de umedecimento (30,70) colocada ela própria respectivamente diretamente sobre um revestimentosubjacente (20, 60), caracterizado pelo fato de que dois revestimentossubjacentes (20, 60) compreendem cada um deles pelo menos uma camadadielétrica (24, 64) e pelo menos uma camada de nivelamento (26, 66) nãocristalizada feita de um material diferente do material da dita camadadielétrica no interior de cada revestimento, a dita camada de nivelamento (26,66) estando em contato com a dita camada de umedecimento (30, 70)subjacente e pelo fato de que dois revestimentos subjacentes (20, 60) sendo deespessuras diferentes, a espessura da camada de nivelamento (26, 66) dorevestimento subjacente (20, 60) que apresenta uma espessura total inferioràquela do outro revestimento subjacente (60, 20) é inferior ou igual àespessura da camada de nivelamento (66, 26) desse outro revestimentosubjacente (60, 20).
2. Substrato (10) de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o empilhamento compreende duas camadasfuncionais alternadas com três revestimentos.
3. Substrato (10) de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o empilhamento compreende três camadasfuncionais alternadas com quatro revestimentos.
4. Substrato (10) de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o empilhamento compreende quatro camadasfuncionais alternadas com cinco revestimentos.
5. Substrato (10) de acordo com uma qualquer dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o revestimentosubjacente mais próximo do substrato é o revestimento menos espesso dosditos dois revestimentos subjacentes.
6. Substrato (10) de acordo com uma qualquer dasreivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que o revestimento subjacentemais afastado do substrato é o revestimento menos espesso de doisrevestimentos subjacentes adjacentes.
7. Substrato (10) de acordo com uma qualquer dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos umacamada de nivelamento (26, 66), e mesmo todas as camadas de nivelamento(26, 66) é (ou são) uma camada de óxido, e notadamente de óxido misto, àbase de óxido de um ou de vários dos metais seguintes: Sn, Si, Ti, Zr, Hf, Zn,Ga, In.
8. Substrato (10) de acordo a reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de que pelo menos uma camada de nivelamento (26,66), e mesmo todas as camadas de nivelamento (26, 66) é (ou são) umacamada de óxido misto, notadamente de óxido misto à base de zinco e deestanho ou de óxido misto de zinco e de índio (ITO) colocada a frio.
9. Substrato (10) de acordo com uma qualquer dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos umacamada de nivelamento (26, 66), e mesmo todas as camadas de nivelamento(26, 66), é (ou são) uma camada de óxido não estequiométrico em oxigênio.
10. Substrato (10) de acordo com uma qualquer dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a ou cada camadade nivelamento (26, 66) apresenta uma espessura geométrica entre 0,1 e 30nm e de preferência compreendida entre 0,2 e 10 nm.
11. Substrato (10) de acordo com uma qualquer dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma, ede preferência cada, camada funcional (40, 80) é disposta diretamente sobrepelo menos um revestimento de bloqueio (35, 75) subjacente e/ou diretamentesob pelo menos um revestimento de bloqueio (45, 85) sobrejacente.
12. Substrato (10) de acordo com a reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de que pelo menos um revestimento de bloqueio (35,-45, 75, 85) é à base de Ni ou de Ti ou é à base de uma liga à base de Ni,notadamente é à base de uma liga de NiCr.
13. Substrato (10) de acordo com uma qualquer dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma, ede preferência cada, camada de umedecimento (30, 70) subjacente a umacamada funcional (40, 80) é à base de óxido de zinco.
14. Substrato (10) de acordo com uma qualquer dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma, ede preferência cada, camada dielétrica (24, 64) adjacente a uma camada denivelamento (26, 66) no interior dos ditos revestimentos subjacentes (20, 60)é à base de nitreto, notadamente de nitreto de silício e/ou de nitreto dealumínio.
15. Vidraça caracterizada pelo fato de que ela incorpora pelomenos um substrato (10) de acordo com uma qualquer das reivindicaçõesprecedentes, eventualmente associado a pelo menos um outro substrato.
16. Vidraça de acordo com a reivindicação precedentemontada em monolítico ou em vidraça múltipla do tipo vidraça dupla ouvidraça laminada, caracterizada pelo fato de que pelo menos o substrato desustentação do empilhamento é recurvado ou temperado.
17. Vidraça de acordo com a reivindicação 15 ou 16,caracterizada pelo fato de que ela é provida de meios que permitem alimentaro dito empilhamento em energia elétrica.
18. Processo de fabricação de um substrato (10) de acordo comuma qualquer das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de quecoloca-se o empilhamento de camadas finas sobre o substrato por uma técnicasob vácuo do tipo pulverização catódica eventualmente assistida por campomagnético, e depois pelo fato de que efetua-se um tratamento térmico do tiporecurvamento, têmpera ou recozimento sobre o dito substrato, semdegradação de sua qualidade óptica e/ou mecânica.
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