Artículos recubiertos termotratables de baja emisividad calorífica y procedimientos de realización de los mismos.

Producto recubierto que comprende: un sistema de capas soportado por un sustrato de cristal,

comprendiendo el sistema de capas desde el sustrato hacia el exterior: una capa de nitruro de silicio SixNy enriquecido con Si en la que x/y se encuentra comprendida entre 0, 76 y 1, 5 en por lo menos una parte de la capa; una primera capa de contacto; una capa reflectora de IR.

Productos recubiertos termotratables de baja emisividad calorífica y procedimiento de realización de los mismos.

La presente invención se refiere a productos recubiertos termotratables de baja emisividad calorífica (low-E) y a procedimientos de realización de los mismos. Dichos productos recubiertos se pueden utilizar en el campo de los parabrisas de vehículos, de las unidades de vidrio aislante (IG) y en otras aplicaciones adecuadas.

Antecedentes de la invención

Las capas de recubrimiento destinadas al tratamiento de la luz solar resultan conocidas en la técnica. Dichas capas de recubrimiento a menudo pretenden reflejar las radiaciones infrarrojas (IR) al mismo tiempo que permiten un factor de transmisión de la luz visible muy elevado. En la industria automovilística, por ejemplo, los parabrisas de los vehículos presentan a menudo un factor de transmisión de la luz visible por lo menos del 70% en los Estados Unidos y por lo menos del 75% en Europa, incluso cuando se dispone entre los sustratos opuestos de cristal una capa de polivinilbutiral (PVB) . Dicha necesidad de un factor de transmisión de la luz visible elevado entra en conflicto con la necesidad de una buena reflexión de los IR y resulta difícil obtener ambas simultáneamente. Al realizar los modelos de recubrimiento de baja emisividad calorífica, más compleja resulta la necesidad de realización de una capa de recubrimiento duradera mecánicamente y/o químicamente, así como la necesidad de una capa de recubrimiento con una reflectancia visible baja (lado de cristal) que no experimente un cambio radical de color cuando se observa desde distintos ángulos de visión. Se pretende asimismo que dichos recubrimientos resulten termotratables, de modo que se puedan utilizar en parabrisas de automóviles en los que se requiere flexión térmica, unidades de IG templado y similares.

La patente US nº 5.584.902 (de propiedad conjunta con la presente) da a conocer un sistema de recubrimiento de baja emisividad calorífica que comprende, desde el sustrato de vidrio hacia el exterior, un conjunto de unidades superpuestas de Si₃N₄/NiCr/Ag/NiCr/Si₃N₄. Desafortunadamente, a pesar de que dicho recubrimiento resulta termotratable y presenta una baja emisividad calorífica natural, está caracterizado porque unos valores bastante elevados de emisividad y/o resistencia laminar lo que produce unos valores bastante bajos de R_solar (reflectancia de la energía solar total) de aproximadamente el 22 a 24%. Por ejemplo, una capa de recubrimiento descrita en la patente US nº 5.584.902 presenta una resistencia laminar (R_s) de 14, 4 ohmios/cuadrado y una emisividad normal (E_n) de 0, 15 antes del tratamiento térmico; y una R_s de 10, 5 ohmios/cuadrado y una emisividad normal E_n de 0, 11 después del tratamiento térmico.

El documento EP 0.857.700 da a conocer un sustrato de vidrio transparente (1) recubierto con una película fina basada con nitruro u oxinitruro de silicio (2) que comprende del 30 al 60% (preferentemente del 40 al 50%) de Si, del 10 al 56% (preferentemente del 20 al 56%) de N, del 1 al 40% (preferentemente del 5 al 30%) de O y del 1 al 40% (preferentemente del 5 al 30%) de C. También se reivindica un procedimiento de depósito de dicha película fina (2) mediante la técnica de deposición química por vapor (CDV) a partir de un precursor del silicio (preferentemente un silano y/o silazano) y un precursor del nitrógeno que se encuentre en forma de amina, preferentemente una amina alquílica primaria, secundaria o terciaria de C_1-6, especialmente etilamina, metilamina, dimetilamina, butilamina o propilamina.

La patente US nº 5.897.372 da a conocer un nitruro de silicio enriquecido con silicio que se utiliza como capa protectora en un grabado autoalineable. Se deposita conformemente una capa fina de silicio enriquecido con silicio sobre las estructuras elevadas de un sustrato. A continuación se deposita una capa grabable, rellenando el espacio comprendido entre las estructuras elevadas y proporcionando una superficie superior horizontal. A continuación se realiza una capa de máscara sobre la capa grabable y se conforma para exponen un área de la capa grabable sobre el espacio comprendido entre las estructuras elevadas. La capa grabable se graba a continuación con un reactivo para grabar selectivo con el nitruro de silicio para eliminar la capa grabable que se encuentra entre las estructuras elevadas. A continuación se rellena el espacio comprendido entre las estructuras elevadas con un material de rellenos, formando una estructura autoalineada que comprende dicho material de relleno y se autoalinea con las estructuras elevadas. La capa fina de nitruro de silicio enriquecido con silicio resiste la grabación de la capa grabable mejor que el nitruro de silicio estequiométrico habitual, proporcionando una mayor selectividad, aumentando la fiabilidad del procedimiento de autoalineado al impedir el grabado a través de las capas protectoras, y de este modo mejorando el procedimiento de control y el rendimiento del procedimiento de autoalineación.

La patente US nº 5.557.462 (de propiedad conjunta con la presente) da a conocer un recubrimiento doble de baja emisividad calorífica que comprende, desde el cristal hacia el exterior, un conjunto de unidades superpuestas de:

Si₃N₄/NiCr/Ag/NiCr/Si₃N₄/NiCr/Ag/NiCr/Si₃N₄. El sistema de recubrimiento de la patente US nº 5.557.462 se caracteriza por unos buenos valores de emisividad y unos buenos valores de R_solar. Desafortunadamente, los sistemas de recubrimiento descritos en la patente US nº 5.557.462 no resultan termotratables (por ejemplo, cuando se realiza el tratamiento térmico R_s aumenta desde aproximadamente 3 a 5 hasta 10 y se presenta una cierta tendencia a la turbidez) . Debido a que los recubrimientos descritos en la patente US nº 5.557.462 no resultan termotratables, desde un punto de vista práctico no se pueden utilizar en aplicaciones tales como los parabrisas de vehículos (en los que se requiere flexión térmica) u otras aplicaciones que requieren un tratamiento térmico (HT) tales como el templado, el refuerzo térmico o la flexión.

Otros recubrimientos dobles de plata se describen en la parte de los antecedentes de las solicitudes mencionadas anteriormente. Véase asimismo la patente US nº 6.060.178. Desafortunadamente, dichos sistemas de recubrimiento presentan una pobre durabilidad antes y/o después del tratamiento térmico.

Sumario de la invención

Un objetivo de determinadas formas de realización de la presente invención a título de ejemplo es proporcionar un producto recubierto que comprende:

un sistema de capas soportado mediante un sustrato de cristal, comprendiendo el sistema de capas desde el sustrato hacia el exterior:

una capa de nitruro de silicio Si_xN_y enriquecido con Si en la que x/y se encuentra comprendido entre 0, 76 y 1, 5 en por lo menos una parte de la capa;

una primera capa de contacto;

una capa reflectora de IR.

En distintas formas de realización de la presente invención, una parte de todas las capas de nitruro de silicio enriquecido con Si pueden ser enriquecidas con Si.

Otro objetivo de determinadas formas de realización de la presente invención es proporcionar un recubrimiento doble de baja emisividad calorífica de plata que resulte termotratable y que resulte duradero mecánicamente y químicamente.

Otro objetivo de determinadas formas de realización de la presente invención es utilizar una capa de nitruro de silicio en un conjunto de capas superpuestas a fin de reducir la turbidez que se experimenta con el tratamiento térmico. Dicha capa de nitruro de silicio puede ser enriquecida con Si en ciertas formas de realización.

Otro objetivo de determinadas formas de realización de la presente invención es proporcionar un recubrimiento según uno o más de los objetivos indicados anteriormente, que se pueda utilizar en el campo de una unidad de ventana de IG y/o en un parabrisas de un vehículo.

La presente invención se describirá a continuación en relación con determinadas formas de realización de la misma tal como se ilustra en los dibujos siguientes, en los que:

En los dibujos

La Figura 1 es una vista en sección transversal de un producto recubierto.

La Figura 2 es una vista en sección transversal parcial esquemática de un parabrisas laminado de un vehículo, en el que se pueden utilizar recubrimientos según la presente invención.

La Figura 3 (a) es una vista en sección transversal de una parte de un recubrimiento ilustrando...

1. Producto recubierto que comprende:

un sistema de capas soportado por un sustrato de cristal, comprendiendo el sistema de capas desde el sustrato hacia el exterior:

una capa de nitruro de silicio Si_xN_y enriquecido con Si en la que x/y se encuentra comprendida entre 0, 76 y 1, 5 en por lo menos una parte de la capa;

una primera capa de contacto;

una capa reflectora de IR.

2. Producto recubierto según la reivindicación 1, en el que el producto recubierto se trata térmicamente.

3. Producto recubierto según la reivindicación 1, en el que x/y se encuentra comprendida entre 0, 85 y 1, 2 en la capa entera.

4. Producto recubierto según la reivindicación 1, en el que x/y se encuentra comprendida entre 0, 85 y 1, 2 en por lo menos una parte de la capa.

5. Producto recubierto según la reivindicación 1, en el que la capa de nitruro de silicio Si_xN_y enriquecido con Si presenta una constante dieléctrica n de aproximadamente por lo menos 2, 05 y un coeficiente de atenuación de la radiación visible k por lo menos de aproximadamente 0, 001.

6. Producto recubierto según la reivindicación 5, en el que la capa de nitruro de silicio Si_xN_y rico en Si presenta una constante dieléctrica n por lo menos de aproximadamente 2, 08 y un coeficiente de atenuación de la radiación visible k por lo menos de aproximadamente 0, 003.

7. Producto recubierto según la reivindicación 1, en el que el sistema de capas comprende asimismo una capa de dióxido de titanio dispuesta entre dicho sustrato y dicha capa de nitruro de silicio Si_xN_y enriquecido con Si.

8. Producto recubierto según la reivindicación 1, en el que dicha primera capa de contacto comprende NiCrOx y dicha capa reflectora de IR comprende Ag.

9. Producto recubierto según la reivindicación 8, que comprende asimismo una segunda capa de contacto que comprende NiCrOx sobre dicha capa reflectora de IR y por lo menos una capa dieléctrica sobre dicha segunda capa de contacto.

10. Producto recubierto según la reivindicación 1, que comprende asimismo otra capa de nitruro de silicio Si_xN_y enriquecido con Si en la que x/y se encuentra comprendida entre 0, 76 y 1, 5 dispuesta sobre dicha capa reflectora de IR, en la que se dispone por lo menos una capa entre dicha capa de nitruro de silicio Si_xN_y enriquecido con Si y dicha capa reflectora de IR.

11. Producto recubierto según la reivindicación 10, que comprende asimismo otra capa reflectora de IR dispuesta sobre dicha otra capa de nitruro de silicio Si_xN_y enriquecido con Si.

12. Procedimiento de realización de un producto recubierto, comprendiendo dicho procedimiento:

proporcionar un sustrato;

realizar la deposición catódica de una capa de nitruro de silicio Si_xN_y enriquecido con Si, en la que x/y se encuentra comprendida entre 0, 76 y 1, 5 por lo menos en una parte de la capa, sobre el sustrato utilizando un anticátodo que comprende Si y más de un gas inerte a parte del nitrógeno gaseoso en la proximidad del anticátodo;

realizar la pulverización catódica de una capa reflectora de IR sobre la capa de nitruro de silicio enriquecido con Si, y

en el que la proporción del gas inerte en relación con el nitrógeno gaseoso en la proximidad del anticátodo se encuentra comprendida entre 1, 15 y 3, 0.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que el gas inerte comprende argón (Ar) y en el que la proporción entre el gas Ar y el nitrógeno gaseoso en la proximidad del anticátodo se encuentra comprendida aproximadamente entre 1, 20 y 2, 0.

14. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que el gas inerte comprende argón (Ar) y en el que la proporción entre el gas Ar y el nitrógeno gaseoso en la proximidad del anticátodo se encuentra comprendida aproximadamente entre 1, 20 y 1, 50.