Sustrato transparente que comprende un revestimiento antirreflejos.

Sustrato transparente (6), en especial hecho de vidrio, que tiene sobre al menos una de sus caras unrevestimiento antirreflejos,

hecho de un apilamiento (A) de capas delgadas de material dieléctrico de índices derefracción alternativamente altos y bajos, caracterizado porque el apilamiento tiene sucesivamente:

- una primera capa (1) de índice alto, de índice de refracción n1 comprendido entre 1,9 y 2,1 y con unespesor geométrico e1 comprendido entre 5 y 50 nm;

- una segunda capa (2), de índice bajo, de índice de refracción n2 comprendido entre 1,35 y 1,65, y deespesor geométrico e2 comprendido entre 5 y 50 nm;

- una tercera capa (3) de índice alto, de índice de refracción n3 comprendido entre 1,90 y 2,10, y de espesorgeométrico e3 de al menos 70 nm e inferior o igual a 110 nm;

- una cuarta capa (4), de índice bajo, de índice de refracción n4 comprendido entre 1,35 y 1,65, yde espesorgeométrico e4 de al menos 80 nm.

Sustrato transparente que comprende un revestimiento antirreflejos La invención se refiere a un sustrato transparente, en especial de vidrio, destinado a ser incorporado en un acristalamiento y provisto, sobre al menos una de sus caras, de un revestimiento antirreflejos.

Usualmente, un revestimiento antirreflejos está constituido por un apilamiento de capas delgadas interferenciales, en general con una alternancia de capas a base de material dieléctrico con índices de refracción altos y bajos. Depositado sobre un sustrato transparente, un revestimiento tal tiene por función disminuir su reflexión luminosa y, en consecuencia, aumentar su transmisión luminosa. Un sustrato revestido de este modo ve aumentar, por lo tanto, su relación luz transmitida / luz reflejada, lo que mejora la visibilidad de los objetos colocados detrás del mismo. Cuando se busca conseguir un efecto antirreflejos máximo, se prefiere entonces proporcionar las dos caras del sustrato con este tipo de revestimiento.

Hay muchas aplicaciones de este tipo de producto: puede servir de acristalamiento en edificios, por ejemplo como expositor en tiendas o como vidrio curvado arquitectural, con el fin de distinguir mejor lo que se encuentra en un escaparate o expositor, incluso cuando la iluminación interior es débil frente a la iluminación exterior. También puede servir como vidrio de mostrador.

También se ha previsto una aplicación en el equipamiento de vehículos, en especial para los automóviles y los trenes. Proporcionar un efecto antirreflejos a un parabrisas es especialmente ventajoso, por varias razones: se puede aumentar la transmisión luminosa hacia el habitáculo y, por lo tanto, aumentar el confort visual de los pasajeros. Esto permite también suprimir las reflexiones parásitas que molestan al conductor, en particular la reflexión en el salpicadero. Se describen ejemplos de revestimientos antirreflejos en los documentos de las patentes EP 0 728 712 y WO97/43224.

Así, por ejemplo, la patente WO 97/43224 se refiere a un apilamiento antirreflejos que alterna capas de índice alto con capas de índice bajo. El documento de la patente FR-A-2713624 describe un apilamiento antirreflejos que alterna capas con índice bajo y con índice alto que tiene la particularidad de terminarse con un apilamiento de índice alto. Se conoce además, por el documento de la patente de Estados Unidos US-5 891 556, un revestimiento antirreflejos que alterna capas de bajo y de alto índice de Nb2O5 de índice 2, 3 o de Bi2O3 de índice similar; sin embargo este apilamiento no está optimizado para una incidencia oblicua. Sin embargo, cuando se habla de expositores, de vitrinas, de vidrio de mostrador o de parabrisas, se trata de acristalamientos que, al contrario que los acristalamientos clásicos de fachadas de edificios por ejemplo, se encuentran, una vez montados en posición no necesariamente vertical. Los parabrisas normalmente tienen una inclinación de 60º; las vitrinas y los mostradores son normalmente curvados, con ángulos de observación variables. Ahora bien, la mayor parte de los revestimientos antirreflejos desarrollados actualmente se han optimizado para minimizar la reflexión luminosa con incidencia normal, sin tener en cuenta el aspecto óptico del acristalamiento visto de forma oblicua. También es conocido que, en incidencia normal, se pueden obtener valores de reflexión luminosa RL muy bajos con apilamientos de cuatro capas con una alternancia capa de índice alto / capa de índice bajo / capa de índice alto / capa de índice bajo. Las capas de índice alto son generalmente de TiO2 que presenta, efectivamente, un índice muy elevado, de alrededor de 2, 45, y las capas de índice bajo son, la mayoría de las veces de SiO2. Los espesores ópticos de las capas (el producto de su espesor geométrico por su índice de refracción) se expresan sucesivamente de la forma siguiente: (e1 + e2) < λ /4 – e3 ≥ λ/2 – e4 = λ/4, siendo λ la longitud de onda promediada en el dominio del visible alrededor de 500 nm y e1 a e4 los espesores de las cuatro capas depositadas sucesivamente sobre el sustrato. También puede tratarse de un apilamiento de tres capas. En ese caso, es preferible que los espesores ópticos e’1, e’2 y e’3 de las capas, en el orden en el que están depositadas sobre el sustrato respeten las siguientes condiciones: λ /4 – λ /2 λ /4.

El aspecto en reflexión, en especial la intensidad de la reflexión luminosa, no es, sin embargo, satisfactorio, desde el momento en que uno se aleja un poco de una visión perpendicular al acristalamiento.

Se han realizado estudios para tener en cuenta un ángulo de visión oblicuo, pero no han dado tampoco plena satisfacción: se puede citar, por ejemplo, el documento de la patente EP-0 515 847, que propone un apilamiento de dos capas del tipo TiO2 + SiO2 / SiO2 o con tres capas del tipo TiO2 + SiO2 / TiO2 / SiO2, depositadas por sol-gel, pero que no tiene un rendimiento suficientemente bueno.

La invención tiene entonces por objetivo remediar los inconvenientes previamente citados, buscando poner a punto un revestimiento antirreflejos que pueda disminuir el nivel de reflexión luminosa de un sustrato transparente de tipo vidrio en un intervalo ampliado de ángulos de incidencia y, más particularmente, según una incidencia oblicua que va de 50 a 70º de inclinación respecto de la vertical y ello, sin comprometer la factibilidad económica y/o industrial de su fabricación. De forma subsidiaria, la invención tiene por objeto la puesta a punto de un revestimiento que sea apto además para sufrir tratamientos térmicos, especialmente en el caso en el que el vidrio portador sea un vidrio que, en su aplicación final, debe ser recocido, curvado o templado.

En primer lugar, la invención tiene por objeto un sustrato transparente, en especial de vidrio, que tiene sobre al menos una de sus caras un revestimiento antirreflejos de capas delgadas de material dieléctrico de índices de refracción altos y bajos de manera alternativa, en especial con efecto antirreflejos en incidencia oblicua y que se define de la forma siguiente. De manera sucesiva, tiene:

- una primera capa 1 de índice alto, de índice de refracción n1 comprendido entre 1, 9 y 2, 1 y de espesor geométrico e1 comprendido entre 5 y 50 nm;

-una segunda capa 2, de índice bajo, de índice de refracción n2 comprendido entre 1, 35 y 1, 65, de espesor geométrico e2 comprendido entre 5 y 50 nm;

-una tercera capa 3 de índice alto, de índice de refracción n3 comprendido entre 1, 9 y 2, 1, de espesor 10 geométrico e3 de al menos 70 nm e inferior o igual a 110 nm;

-una cuarta capa 4, de índice bajo, de índice de refracción n4 comprendido entre 1, 35 y 1, 65, de espesor geométrico e4 de al menos 80 nm.

En el sentido de la invención, el término “capa” abarca tanto una capa única como una superposición de capas en la que cada una de ellas respeta el índice de refracción indicado y en la que la suma de los espesores geométricos es igual al valor indicado para la capa en cuestión.

En el sentido de la invención, las capas son de material dieléctrico, en especial de tipo óxido o nitruro, como se detallará posteriormente. Sin embargo, no se excluye que al menos una de ellas sea modificada de forma que sea al menos un poco conductora, por ejemplo dopando un óxido metálico; esto, por ejemplo, para conferir al apilamiento antirreflejos también una función antiestática.

La invención se dirige, de forma preferente, a los sustratos de vidrio, pero se aplica también a los sustratos transparentes a base de polímeros, por ejemplo de policarbonato.

La invención trata, por tanto, de un apilamiento antirreflejos del tipo de los de cuatro capas. Es un buen compromiso, puesto que el número de capas es lo suficientemente importante como para que su interacción interferencial permita alcanzar un efecto antirreflejos importante. Sin embargo, este número de capas sigue siendo suficientemente razonable como para que el producto se pueda fabricar a gran escala, en una línea industrial, sobre sustratos de gran tamaño.

Los criterios de espesor y de índice de refracción seleccionados en la invención permiten obtener un efecto antirreflejos de banda larga de baja reflexión luminosa y ello incluso a ángulos de incidencia elevados como desde 50º a 70º, lo que resulta excepcional (naturalmente, esto no impide a los apilamientos antirreflejos de la invención disminuir igualmente la reflexión luminosa en incidencia normal) .

La selección de estos criterios ha sido delicada, porque los inventores han tenido en cuenta la factibilidad industrial del producto, así como el aspecto en... [Seguir leyendo]

1. Sustrato transparente (6) , en especial hecho de vidrio, que tiene sobre al menos una de sus caras un revestimiento antirreflejos, hecho de un apilamiento (A) de capas delgadas de material dieléctrico de índices de refracción alternativamente altos y bajos, caracterizado porque el apilamiento tiene sucesivamente:

- una primera capa (1) de índice alto, de índice de refracción n1 comprendido entre 1, 9 y 2, 1 y con un espesor geométrico e1 comprendido entre 5 y 50 nm;

-una segunda capa (2) , de índice bajo, de índice de refracción n2 comprendido entre 1, 35 y 1, 65, y de espesor geométrico e2 comprendido entre 5 y 50 nm;

-una tercera capa (3) de índice alto, de índice de refracción n3 comprendido entre 1, 90 y 2, 10, y de espesor 10 geométrico e3 de al menos 70 nm e inferior o igual a 110 nm;

-una cuarta capa (4) , de índice bajo, de índice de refracción n4 comprendido entre 1, 35 y 1, 65, y de espesor geométrico e4 de al menos 80 nm.

2. Sustrato (6) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque n2 y/o n4 están comprendidos entre 1, 35 y 1, 55.

3. Sustrato (6) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque e1 está comprendido entre 10 y 30 nm, o entre 15 y 25 nm.

4. Sustrato (6) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque e2 está comprendido entre 10 y 35 nm, preferentemente es menor o igual a 30 nm.

5. Sustrato (6) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque e3 es de al menos 75 nm.

6. Sustrato (6) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque e4 es menor o igual a 120 nm.

7. Sustrato (6) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la primera capa de índice alto (1) y/o la tercera capa de índice alto son a base de óxido u óxidos metálicos escogidos entre óxido de zinc u óxido de estaño, o a base de nitruro o nitruros escogidos entre nitruro de silicio y/o nitruro de aluminio.

8. Sustrato (6) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la segunda capa de índice bajo (2) y/o la cuarta capa, de índice bajo, (4) , son a base de óxido de silicio, de oxinitruro y/o de oxicarburo de silicio o de un óxido mixsto de silicio y de aluminio.

9. Sustrato (6) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho sustrato es de vidrio, claro o teñido en masa.

10. Sustrato (6) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, del lado en el que está provisto del apilamiento (A) de capas delgadas, la reflexión luminosa de dicho sustrato según un ángulo de incidencia comprendido entre 50º y 70º es tal que los valores de a* y b* correspondientes, en el sistema de colorimetría (L*, a*, b*) , son negativos.

11. Sustrato (6) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el apilamiento (A) 35 antirreflejos utiliza al menos para su tercera capa de índice alto nitruro de silicio o de aluminio.

12. Acristalamiento caracterizado porque está compuesto del único sustrato (6) según una de las reivindicaciones precedentes, provisto sobre una de sus caras de dicho apilamiento (A) de capa antirreflejos y sobre su otra cara, ya sea también de dicho apilamiento (A) de capas antirreflejos, ya sea de un revestimiento antirreflejos de otro tipo (B) o ya sea de un revestimiento que tiene otra funcionalidad de tipo anti-solar, de baja emisividad, anti

manchas, anti-lluvia o calentador.

13. Acristalamiento caracterizado porque tiene una estructura laminada que asocia dos sustratos de vidrio (6, 6’) con ayuda de una lámina (7) de material termoplástico, estando provisto el primer sustrato (6) según una de las reivindicaciones 1 a 11 de dicho apilamiento (A) antirreflejos, por el lado opuesto al del montaje y estando provisto el segundo sustrato (6’) , por el lado opuesto al del montaje, bien de ningún revestimiento antirreflejos, bien también de 45 dicho apilamiento (A) antirreflejos, bien de otro tipo (B) de revestimiento antirreflejos o bien de un revestimiento que tiene otra funcionalidad de tipo anti-solar, de baja emisividad, anti-manchas, anti-vaho, anti-lluvia o calentador, teniendo dicho revestimiento otra funcionalidad que puede también encontrarse en una de las caras de los sustratos vueltas hacia la lámina termoplástica de montaje.

14. Acristalamiento según la reivindicación 12 o la reivindicación 13, caracterizado porque el otro tipo (B) de 50 revestimiento antirreflejos se escoge entre los revestimientos siguientes:

! una sola capa de índice bajo, inferior a 1, 60 o 1, 50, en especial de aproximadamente 1, 35 a 1, 48, en especial a base de óxido de silicio;

! una única capa cuyo índice de refracción varía a través de su espesor, en especial de tipo oxinitruro de silicio, SiOxNy, donde x e y varían a través de su espesor;

! un apilamiento de dos capas que comprende, de manera sucesiva, una capa de índice alto de al menos 1, 8, en especial de óxido de estaño, de óxido de zinc, de óxido de zirconio, de óxido de titanio, de nitruro de silicio o de aluminio y luego una capa de índice bajo, inferior a 1, 65, en especial de óxido, oxinitruro u oxicarburo de silicio;

! un apilamiento de tres capas, que tiene, sucesivamente, una capa de índice medio entre 1, 65 y 1, 80, de tipo oxicarburo u oxinitruro de silicio y/o de aluminio; una capa de índice alto superior a 1, 9, de tipo SnO2 o TiO2; 10 una capa de índice bajo, inferior a 1, 65, de tipo óxido mixto de silicio y de aluminio u óxido de silicio.

15. Procedimiento de obtención del acristalamiento según una de las reivindicaciones 12, 13 o 14, caracterizado porque se depositan el apilamiento o los apilamientos (A) antirreflejos por pulverización catódica y el eventual revestimiento (B) antirreflejos mediante una técnica sol-gel, una técnica de pirolisis de tipo CVD, CVD asistida por plasma, pulverización catódica o descarga corona.

16. Aplicación del acristalamiento según una de las reivindicaciones 12 a 14 como acristalamiento interior o exterior para la construcción, en edificios; como expositor o mostrador en tiendas donde puede ser curvo; como acristalamiento para vehículos, tales como cristales laterales, luneta trasera, techo solar automático o parabrisas; o acristalamiento de protección de objetos de tipo cuadro, como pantalla anti-deslumbramientos de ordenador o como mobiliario de vidrio.