BRPI0416963B1 - Substrato transparente, processo de fabricação de um substrato transparente, vidraça de controle térmico e/ou de blindagem eletromagnética e/ou aquecedora e utilização de um substrato - Google Patents

Description

“SUBSTRATO TRANSPARENTE, PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UM

SUBSTRATO TRANSPARENTE, VIDRAÇA DE CONTROLE TÉRMICO

E/OU DE BLINDAGEM ELETROMAGNÉTICA E/OU AQUECEDORA E UTILIZAÇÃO DE UM SUBSTRATO” A presente invenção refere-se ao domínio das vidraças que podem ser utilizadas de modo alternativo ou cumulativo em três aplicações particulares: o controle térmico (anti-solar e isolamento térmico), a blindagem eletromagnética e a vidraça aquecedora, ao mesmo tempo em que podem, de preferência, sofrer pelo menos uma operação de transformação que implica um tratamento térmico a uma temperatura de pelo menos 500°C (pode notadamente tratar-se de uma têmpera, um recozimento ou um encurvamento). O controle térmico é a possibilidade de agir sobre a radiação solar e/ou a radiação infravermelha de grande comprimento de onde que atravessa uma vidraça que separa um meio ambiente externo de um meio ambiente interno, seja para refletir a radiação solar para o exterior (vidraças «anti-solares» ou «de controle solar»), seja para refletir a radiação infravermelha de comprimento de onda superior a 5 μηι para o interior (isolamento térmico com vidraças denominadas notadamente «vidraças baixo- emissivas»). A blindagem eletromagnética é a possibilidade de eliminar ou pelo menos reduzir a propagação de ondas eletromagnéticas através de uma vidraça. Esta possibilidade é sempre associada com a possibilidade de agir sobre a radiação infravermelha que atravessa a vidraça. Esta aplicação encontra um interesse no domínio eletrônico, notadamente para a reforço de janelas de blindagem eletromagnética, ainda denominadas «filtros eletromagnéticos» destinados, por exemplo, a serem dispostos sobre uma face antes de uma tela de visualização que utiliza a tecnologia plasma.

Uma vidraça aquecedora é uma vidraça cuja temperatura pode se elevar quando é submetida a uma corrente elétrica. Este tipo de vidraça encontra aplicações no automóvel, até na construção, para a realização de vidros que permitem impedir a formação, ou de suprimir, a geada ou o embaçado, ou ainda suprimir a sensação de parede fria com a aproximação da vidraça. A presente invenção refere-se mais particularmente a um substrato transparente, notadamente em vidro, munido de um empilhamento de camadas finas que comportam uma pluralidade de camadas funcionais, o dito substrato podendo ser utilizado para realizar de modo alternativo ou cumulativo o controle térmico, a blindagem eletromagnética e a vidraça aquecedora. É conhecido realizar empilhamentos de camadas finas para operar o controle térmico, e mais precisamente o controle solar, que sejam capazes de conservar ao mesmo tempo suas propriedades térmicas e suas propriedades óticas após tratamento térmico, minimizando qualquer surgimentos de defeitos óticos. A estratégia sendo então ter assim empilhamentos de camadas finas com desempenhos óticos/térmicos fixos, que sofressem ou não em seguida um do(s) tratamento(s) térmico(s).

Uma primeira solução foi proposta no pedido de patente europeu n° EP 718 250. Ele preconiza utilizar acima da ou das camadas funcionais com base de parta camadas-barreiras à difusão do oxigênio, notadamente à base de nitreto de silício, e de depositar diretamente as camadas de prata sobre o revestimento dielétrico subjacente, sem interposição de camadas de imprimadura ou de camadas metálicas de proteção. Este pedido de patente descreve notadamente um empilhamento do tipo: Substrato /S13N4 ou AlN/ZnO/Ag/Nb/ZnO/Si3N4 Uma segunda solução foi proposta no pedido de patente europeu n° EP 847 965. Ele repousa sobre os empilhamentos que compreendem duas camadas de prata, e descrevem a utilização ao mesmo tempo de camada- barreira acima das camadas de prata (como precedentemente) e de uma camada absorvente ou estabilizante, adjacente às ditas camadas de prata e que permitam estabilizá-las.

Este pedido de patente descreve notadamente um empilhamento do tipo: Substrato /Sn02/ZnO/Agl/Nb/Si3N4/ZnO/Ag2/Nb/ Sn02/SÍ3N4 Nas duas soluções precedentes, destaca-se a presença da camada metálica absorvente de «sobre-bloquear», em nióbio na ocorrência até em titânio, sobre as camadas de prata, que permitem evitar às camadas de prata o contato com uma atmosfera reativa oxidante ou nitrurante durante o depósito por pulverização reativa respectivamente da camada de Sn02 ou da camada de Si3N4.

Uma terceira solução foi divulgada a partir do pedido internacional de patente n° WO 03/01105. Ele propõe depositar a camada metálica absorvente de «bloquear» não sobre a (ou cda) camada funcional, mas abaixo, a fim de permitir estabilizar a camada funcional durante o tratamento térmico e melhorar a qualidade ótica do empilhamento após o tratamento térmico.

Este pedido de patente descreve notadamente um empilhamento do tipo: Substrato/SÍ3NVZnO/Ti/Agl/ZnO/SÍ3NVZnO/Ti/Ag2/ZnO/SÍ3N4 Todavia, nas faixas de espessuras divulgadas, um tal empilhamento não é utilizável para realizar uma vidraça aquecedora ou uma vidraça de blindagem eletromagnética que apresente uma estética (características óticas) aceitável. A técnica anterior conhece, além disso empilhamentos de camadas finas sobre substrato que podem ser utilizados para operar o controle térmico e a vidraça aquecedora quando submetida a corrente elétrica. O pedido de patente internacional n° WO 01/14136 divulga assim um empilhamento bi- camadas de prata que suporta um tratamento térmico de têmpera, que pode ser utilizado para operar o controle solar e para produzir o calor submetido a uma corrente elétrica. Todavia, a resistividade deste empilhamento não permite verdadeiramente realizar blindagem eletromagnética eficaz pois sua resistência por quadrado Ra não pode estar próxima e a fortiori inferior a 1,5 ohm por quadrado.

Além disso, para a aplicação vidraça aquecedora para automóvel, esta grande resistência por quadrado obriga a utilizar uma batería que apresenta uma grande tensão em seus terminais (da ordem de 42 volts, padrão disponível no mercado) para poder operar um aquecimento sobre toda a altura da vidraça. Com efeito, por aplicação da fórmula P(W) = U / Rn x h), se Rd = 1,5 Ohm por quadrado, para chegar a p = 600 W/m2 (potência dissipada estimada para aquecer corretamente) e para obter uma altura de aquecimento h > 0,8 metro, é necessário U > 24 Volts. É igualmente conhecido realizar empilhamentos de camadas finas para operar a blindagem eletromagnética com ajuda de um substrato dotado de um empilhamento de proteção eletromagnética que apresenta uma boa proteção eletromagnética, e que permite a um usuário visualizar facilmente a exibição das imagens graças a uma transmissão luminosa elevada associada a uma refletividade baixa.

Para realizar a blindagem eletromagnética, a técnica anterior conhece também o pedido de patente internacional WO 01/81262 um empilhamento notadamente do tipo: Substrato/Si3N4/ZnO/Agl/Ti/SÍ3N4/ZnO/Ag2/Ti/ZnO/Si3N4 Este empilhamento pode suportar um tratamento térmico de têmpera ou de encurvamento. Todavia, este empilhamento não permite obter uma resistência por quadrado que seja bastante inferior a 1,8 ohm por quadrado com características óticas (TL, RL, cor.) julgados aceitáveis e notadamente uma reflexão luminosa no visível RL, baixa.

Os empilhamentos à base de camada de prata são fabricados nas unidades de fabricação muito complexas. O inconveniente maior da técnica anterior reside no fato de que é imperativo proceder a modificações maiores na linha de produção quando se deseja utilizar a linha de produção para fabricar um empilhamentos de camadas finas sobre um substrato que não tem a (ou as) mesma(s) aplicação(ões) que o empilhamerito precedentemente fabricado sobre esta mesma linha.

Este operação dura, em geral, várias horas em vários dias, é fastidiosa e gera uma perda de prata muito grande pois não produz vidraças durante este período de transição e de ajuste.

Em particular, em consequência do material do alvo diferir de um produto seguinte, é necessário colocar a câmara a pressão atmosférica antes de trocar o alvo, e depois colocar a câmara a vácuo (da ordem de IO'6bar), o que é evidentemente longo e fastidioso. O objetivo da invenção é, então, remediar esses inconvenientes propondo-se um substrato munido de empilhamentos de camadas finas e um processo de fabricação desse substrato que permite obter produto utilizável de modo alternativo ou cumulativo o controle térmico e/ou a blindagem eletromagnética e/ou a vidraça aquecedora.

Em particular, o objetivo da invenção é permitir realizar qualquer gama de produtos sem ter de abrir a instalação de depósito para trocar de alvo, a fim de permitir economizar tempo necessário à colocação á atmosfera e sobretudo à colocação a vácuo da instalação após a troca de alvo. A presente invenção propõe assim um empilhamento particular, definido em termos de composição das diferentes camadas e de espessura, que pode ser utilizada para todas essas aplicações ao mesmo tempo, mas igualmente um tipo de empilhamento, definido em termos de composições das diferentes camadas, de faixas de espessura e/ou características óticas, na qual alguns valores de espessura permitam favorecer a utilização para uma aplicação dada.

Este empilhamento é notável pelo fato de que apresenta uma resistência por quadrado baixa (resistência Rn<l,5 até < 1,3 Ω por quadrado) ao mesmo tempo em que conserva sensivelmente suas características quando é submetido a um tratamento térmico do tipo encurvamento ou têmpera.

Assim, graças a este tipo de empilhamento de acordo com a invenção, para fabricar empilhamentos destinados a uma só ou somente duas ou três aplicação(ões) específica(s), algum(ns) parâmetro(s) pode(m) ser trocado(s), tal como a espessura de algumas camadas, mas a composição permanece globalmente idêntica. Algumas horas bastam então para modificar a linha de produção e passar a fabricação de um produto que tem um ou mais aplicação(ões) preferida(s) a um outro produto que tem uma ou mais outra(s) aplicação(ões) preferida(s). A presente invenção tem assim por objeto um substrato transparente, notadamente em vidro, de acordo com a reivindicação 1. Este substrato é munido de um empilhamento de camadas finas comportando uma pluralidade de camadas funcionais, o dito empilhamentos de camadas finas comportando pelo menos três camadas funcionais à base de prata, o dito empilhamento apresentando uma resistência RD<1,5 até < 1,3 Ω por quadrado e o dito substrato podendo sofrer pelo menos uma operação de transformação que implica um tratamento térmico a uma temperatura de pelo menos 500 °C, a fim de permitir realizar de modo alternativo ou cumulativo o controle térmico e/ou a blindagem eletromagnética e/ou a vidraça aquecedora.

Por «o dito substrato pode sofrer pelo menos uma operação de transformação que implica um tratamento térmico a uma temperatura de pelo menos 500 °C», entende-se o fato de que o tratamento não degrada a qualidade ótica e não gera o surgimento de pontos de corrosão visíveis a olho nu e/ou imprecisão em transmissão durante a realização de um encurvamento, de uma têmpera ou de um recozimento a uma temperatura de pelo menos 500°C ou superior a 500°C.

Além disso, a resistência Rn reivindicada é, salvo indicação contrária, medida antes deste eventual tratamento térmico.

Em uma primeira aplicação para a realização de uma vidraça automóvel, o substrato de acordo com a invenção apresenta uma transmissão luminosa TL > 70% e uma resistência Rn<l,5 até <1,3, até melhor ainda <1,2 Ω por quadrado.

Em uma segunda aplicação para a realização de uma vidraça para construção, o substrato transparente de acordo com a invenção apresenta uma transmissão luminosa TL > 40%, até > 50% com, de preferência, uma reflexão luminosa no visível RL < 10%, até < 8% e quando ele está associado com pelo menos um outro substrato para formar uma vidraça, esta vidraça apresenta uma seletividade > 2, até > 2. É lembrado aqui que a seletividade é definida pela relação entre a transmissão luminosa (TL) e o fator solar (FS), seja por Tl/FS, o fator solar representando a soma da transmissão energética direta (TE) da vidraça e da energia absorvida pela vidraça e re-emitida para o interior da construção.

Em uma terceira aplicação para a realização de uma vidraça de blindagem eletromagnética, o substrato transparente de acordo com a invenção apresenta uma transmissão luminosa TL > 40%, até > 50%, até melhor ainda > 55% e uma resistência Rn<l,2 até < 1 Ω por quadrado. A vantagem maior gerada pelo fato de que o substrato de blindagem eletromagnético suporta um tratamento térmico do tipo têmpera ou outro é que assim, pode-se utilizar um substrato mais leve. Além disso, as experiências mostram que ele é sempre mais prático no nível industrial de utilizar um substrato revestido de um empilhamento que suporta um tratamento térmico antes de utilizar um substrato que sofreu um tratamento térmico e depois depositar um empilhamento em cima. O substrato sobre o qual é depositado o empilhamento é, de preferência, em vidro.

De maneira habitual, no quadro da presente invenção, o empilhamento sendo depositado no substrato, este substrato realiza um nível 0 e as camadas depositadas acima realizam níveis acima que se pode numerar em ordem crescente com números inteiros para os distinguir. No presente documento, a numeração é unicamente utilizada para distinguir as camadas funcionais e sua ordem de deposição.

Por camada «superior» ou camada «inferior», entende-se uma camada que não é forçosamente depositada respectivamente de modo estrito acima ou abaixo da camada funcional durante a realização do empilhamento, uma ou mais camadas podendo ser intercaladas. Cada camada funcional sendo associada com uma ou mais camada(s) depositada(s) acima ou abaixo da camada funcional cuja presença no empilhamento se justifica em relação a esta camada funcional, pode-se dizer que a associação camada funcional com sua (ou suas) camada(s) subjacente(s) e/ou sobre-jacente(s) realiza «um motivo».

De acordo com uma variante da invenção, o substrato comporta pelo menos quatro camadas funcionais à base de prata. A espessura total das camadas funcionais à base de prata é, de preferência, superior ou igual a 25 nm. Esta espessura total está, de preferência, compreendida sensivelmente entre 35 e 50 nm quando o empilhamento compreende três camadas funcionais e sensivelmente entre 28 e 64 nm quando o empilhamento compreende pelo menos quatro camadas funcionais. Em uma variante, a soma das espessuras das camadas de prata é inferior s 54 nm.

De acordo com uma variante da invenção, o substrato comporta pelo menos três motivos idênticos de camadas funcionais, cada camada funcional sendo associada em cada motivo funcional a pelo menos uma camada subjacente e/ou sobre-jacente.

De acordo com uma outra variante da invenção, pelo menos uma camada funcional, e de preferência cada camada funcional, está situada entre pelo menos uma camada dielétrica inferior e uma camada dielétrica superior, as ditas camadas dielétricas sendo, de preferência, à base de ZnO, eventualmente dopada a alumínio.

De acordo com uma variante da invenção, pelo menos uma camada funcional, e de preferência cada camada funcional, comporta uma camada superior à base de Si3N4, A1N ou à base de uma mistura dessas duas.

De acordo com uma variante da invenção, o substrato é diretamente revestido de uma camada à base de Si3N4, A1N ou à base de uma mistura dessas duas.

De acordo com uma variante da invenção, em um motivo funcional pelo menos, e de preferência em cada motivo funcional, uma camada metálica absorvente superior (denominada «sobre-bloqueador»), de preferência à base de Ti, está situada entre a camada funcional à base de prata e pelo menos uma camada dielétrica superior.

De acordo com uma outra variante da invenção, em um motivo funcional pelo menos, e de preferência em cada motivo funcional, uma camada metálica absorvente inferior (denominada «sub-bloqueador»), de preferência à base de Ti, está situada entre pelo menos uma camada dielétrica inferior e a camada funcional à base de prata. A camada metálica absorvente superior ou inferior pode igualmente ser constituída de um metal ou uma liga à base de níquel, cromo, nióbio, zircônio, tântalo, ou alumínio.

De acordo com uma variante da invenção, pelo menos um motivo funcional, e de preferência cada motivo funcional, apresenta a seguinte estrutura: ZnO/Ag/....ZnO/Si3N4 e de preferência a seguinte estrutura: ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4.

De acordo com esta variante, as espessuras das camadas constitutivas do dito motivo para 0 empilhamento tri-camadas são, de preferência: ZnO/Ag/....ZnO/Si3N4 e de preferência: ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4 5 a 15/10 a 17/...5 a 15/25 a 65 nm...5 a 15/10 a 17/0,2 a 3/5 a 15/25 a 65 nm ou 7 a 15/10 a 17/...7 a 15/25 a 65 nm... 7 a 15/10 a 17/0,2 a 2/7 a 15/25 a 65 nm.

De acordo com esta variante do mesmo modo, as espessuras das camadas constitutivas do dito motivo para o empilhamento quadri-camadas são de preferência: ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4 e de preferência: ZnO/Ag/Ti/ZnO/SÍ3N4 5 a 15/7 a 15/..5 a 15/23 a 65 nm...5 a 15/7 a 15/0,2 a 3/5 a 15/23 a 65 nm ou 7 a 15/7 a 15/...7 a 15/23 a 65 nm... 7 a 15/7 a 15/0,2 a 2/7 a 15/23 a 65 nm. A invenção tem igualmente por objeto um processo de fabricação de um substrato transparente, notadamente em vidro, munido de um empilhamento de camadas finas comportando uma pluralidade de camadas funcionais, caracterizado pelo fato de que pelo menos três camadas funcionais à base de prata são depositadas sobre o dito substrato, e pelo fato de que o empilhamento apresenta uma resistência Rn<l,5 até < 1,3 Ω por quadrado e pelo fato de que o dito substrato pode sofrer pelo menos uma operação de transformação que implica um tratamento térmico a uma temperatura de pelo menos 500 °C, a fim de permitir realizar de modo alternativo ou cumulativo o controle térmico e/ou a blindagem eletromagnética e/ou a vidraça aquecedora.

De acordo com uma variante da invenção, pelo menos quatro camadas funcionais à base de prata são depositadas sobre o dito substrato. A espessura total das camadas funcionais à base de prata depositadas é, de preferência, superior ou igual a 25 nm. Esta espessura total está, de preferência, compreendida sensivelmente entre 35 e 50 nm quando empilhamento compreende três camadas funcionais e sensivelmente entre 28 e 64 nm quando o empilhamento compreende pelo menos quatro camadas funcionais.

De acordo com uma variante da invenção, pelo menos três motivos idênticos de camadas funcionais são depositados sobre o dito substrato, cada camada funcional sendo associada em cada motivo funcional a pelo menos uma camada subjacente e/ou sobre-jacente.

De acordo com uma variante da invenção, para pelo menos uma camada funcional, e de preferência cada camada funcional, pelo menos uma camada dielétrica inferior é depositada sob a dita camada funcional e uma camada dielétrica superior é depositada sobre a dita camada funcional, as ditas camadas dielétricas sendo, de preferência, à base de ZnO, eventualmente dopada a alumínio.

De acordo com uma variante da invenção, uma camada superior à base de Si3N4, A1N ou à base de uma mistura das duas é depositada acima de pelo menos uma camada funcional, e de preferência acima de cada camada funcional.

De acordo com uma variante da invenção, o dito substrato é diretamente revestido de uma camada à base de Si3N4, A1N ou à base de uma mistura das duas, depositada previamente ao depósito de todas as outras camadas.

De acordo com uma variante da invenção, em um motivo funcional pelo menos, e de preferência em cada motivo funcional, uma camada metálica absorvente superior, de preferência à base de Ti, é depositada acima da camada funcional à base de prata e abaixo de pelo menos uma camada dielétrica superior.

De acordo com uma outra variante da invenção, em um motivo funcional pelo menos, e de preferência em cada motivo funcional, uma camada metálica absorvente inferior, de preferência à base de Ti, é depositada acima da camada dielétrica inferior e abaixo da camada funcional à base de prata.

De acordo com outra variante da invenção, pelo menos um motivo funcional, e de preferência cada motivo funcional, depositado apresenta a seguinte estrutura: ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4 e de preferência a seguinte estrutura: ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4.

De acordo com esta variante da invenção, as espessuras das camadas depositadas constitutivas do dito motivo para o empilhamento tri- camadas são, de preferência: ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4 e de preferência: ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4 5 a 15/10 a 17/...5 a 15/25 a 65 nm...5 a 15/10 a 17/0,2 a 3/5 a 15/25 a 65 nm ou 7 a 15/10 a 17/...7 a 15/25 a 65 nm... 7 a 15/10 a 17/0,2 a 2/7 a 15/25 a 65 nm.

De acordo com esta variante do mesmo modo, as espessuras das camadas constitutivas do dito motivo para o empilhamento quadri-camadas são de preferência: ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4 e de preferência: ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4 5 a 15/7 a 15/...5 a 15/23 a 65 nm...5 a 15/7 a 15/0,2 a 3/5 a 15/23 a 65 nm ou 7 a 15/7 a 15/...7 a 15/23 a 65 nm... 7 a 15/7 a 15/0,2 a 2/7 a 15/23 a 65 nm.

De acordo com uma variante da invenção, o depósito dos motivos funcionais é operado passando-se várias vezes o dito substrato em um dispositivo único de fabricação.

De acordo com esta variante da invenção, quando o dito empilhamento comporta quatro camadas funcionais à base de prata, o depósito dos motivos é, de preferência, operado por par passando-se duas vezes o dito substrato em um dispositivo único de fabricação, de acordo com condições de depósito sensivelmente idênticos para as duas passagens e de preferência, conservando-se o substrato no vazio entre as duas passagens.

De acordo com esta variante da invenção, do mesmo modo, as espessuras das camadas dispostas são, de preferência, sensivelmente idênticas durante cada uma das duas passagens.

Além disso, quando o substrato de acordo com a invenção sofre uma operação de transformação que implica um tratamento térmico a uma temperatura de pelo menos 500 °C sua resistência RD é, de preferência, diminuída de pelo menos 10%, até de pelo menos 15%. A invenção tem igualmente por objeto uma vidraça de controle térmico e/ou de blindagem eletromagnética e/ou aquecedora que incorpora pelo menos um substrato de acordo com a invenção. A invenção tem igualmente por objeto a utilização do substrato de acordo com a invenção para realizar de modo alternativo ou cumulativo o controle térmico e/ou a blindagem eletromagnética e/ou a vidraça aquecedora.

Vantajosamente, as economias realizadas pelo emprego do processo de acordo com a invenção durante a realização do empilhamento de acordo com a invenção são enormes, pois não é necessário parar a linha de produção durante longas jornadas ou pelo menos de longas horas quando se quer produzir empilhamentos que têm uma (ou mais) aplicação(ões) diferente(s). Algumas horas são suficientes para modificar os parâmetros de produção sobre a linha e obter um produto comercializado que tem a (ou as) aplicação(ões) desejada(s).

Vantajosamente, do mesmo modo, o substrato de acordo com a invenção pode ser utilizado para realizar vidraças monolíticas, dupla ou tripla vidraças, vidraças laminadas, para realizar de modo alternativo ou cumulativo o controle térmico e/ou a blindagem eletromagnética e/ou a vidraça aquecedora.

Assim, para a aplicação automóvel, é possível realizar uma vidraça laminada que incorpora um substrato de acordo com a invenção, esta vidraça realizando ao mesmo tempo: - controle térmico (e mais precisamente controle solar para refletir para o exterior do veículo a radiação solar), - blindagem eletromagnética para proteger o interior do veículo da radiação eletromagnética externa e, - vidraça aquecedora que permite fundir a geada ou vaporizar o embaçado.

Além disso, para a aplicação construção, é possível realizar uma vidraça dupla que incorpora um substrato de acordo com a invenção, esta vidraça realizando ao mesmo tempo, - controle térmico (e mais precisamente controle solar para refletir para o exterior da peça equipada com a vidraça a radiação solar e/ou o isolamento térmico para refletir para o interior da peça equipada com a vidraça a radiação interna), - blindagem eletromagnética para proteger o interior da peça equipada com a vidraça da radiação eletromagnética externa e, - vidraça aquecedora que permite desembaçar ou impedir a formação de embaçado e impedir a sensação de «parede fira» à proximidade da vidraça.

Vantajosamente, essas vidraças que incorporam um substrato de acordo com a invenção apresentam cores em reflexão e em transmissão esteticamente aceitáveis. A presente invenção será melhor compreendida à leitura da descrição detalhada após exemplos de era não limitativos e das figuras juntas: • a figura 1 ilustra os valores de taxa de reflexão luminosa para o exterior dos exemplos 11 e 13 em função do comprimento de onde λ; • a figura 2 ilustra as taxas de transmissão luminosa, respectivamente, do exemplo 21 de acordo com a invenção e do exemplo comparativo 22 em função do comprimento de onda λ bem como a curva de Parry-Moon de densidade de energia solar D em função do comprimento de onda λ; • a figura 3 ilustra as taxas de transmissão luminosa, respectivamente, do exemplo 21 de acordo com a invenção e do exemplo comparativo 22 em função do comprimento de onda λ bem como sensibilidade do olho humano Y sobre uma escala H normalizada; • a figura 4 ilustra as taxas de transmissão luminosa, respectivamente dos exemplos 23 e 24 de acordo com a invenção e do exemplo comparativo 25 em função do comprimento de onda λ, bem como a curva de Parry-Moon de densidade de energia solar D em função do comprimento de onda λ; e • a figura 5 ilustra um esquema de montagem de uma vidraça de blindagem eletromagnética empregando o substrato de acordo com a invenção. 1- Exemplos de empilhamentos para vidraças aquecedora e mais particularmente para pára-brisas alimentados em 12 V A potência dissipada para aquecer corretamente é estimada geralmente em 600 W/m2.

Ou P(W) = U2/ Rn x h2). Se U = 12V, é necessário RD = 1 Ohm por quadrado para h = 50 cm; h corresponde á altura da «janela» na qual é realizada o aquecimento a fim de impedir a formação de embaçado e/ou de geada (na pratica, a tensão Uédel2al4V, o que corresponde à tensão nos terminais das baterias da maioria dos veículos de locomoção atualmente produzidos; todavia, esta tensão podería estar compreendida entre 12 e 24 V).

Para a aplicação automóvel, um empilhamento que apresenta as seguintes características (em laminado) pode ser julgado satisfatório: • Rn <.1,2 Ohm por quadrado; • Boa qualidade (nada de defeitos perceptíveis a olho nu) após encurvamento; • TL > 70% e Rl limitado; • cor em reflexão julgada estética (de preferência a*<0 e b*<0); • durabilidade mecânica e química satisfatória.

As soluções com duas camadas de prata encapsuladas nos dielétricos não permitem obter ao mesmo tempo uma TL > 70%, uma resistência Ro <_1,2 Ω por quadrado e uma cor aceitável.

Para chegar ao resultado desejado, parece preferível: • posicionar o empilhamento de camadas que comporta camadas funcionais em face 3 ( a face 1 sendo a face mais externa do veículo e a face 4 a face mais interna); e • depositar mais de duas camadas de prata em face a espessura total das camadas de prata necessária.

Exemplos de constituição de empilhamentos de acordo com a invenção são dados abaixo com empilhamentos com três camadas funcionais (exemplos 11, 12 e 14) e com quatro camadas funcionais (exemplos 15 e 16), os resultados foram medidos após uma operação de têmpera a 620 °C durante cerca de 8 min.

Exemplo 11 de acordo com a invenção, tri-camadas:____________________ Exterior/vidro (2,1 mm)/PVB (0,76mm)/Ag3/Ag2/Agl/vidro (1,6mm)/habitáculo Exemplo 12 de acordo com a invenção, tri-camadas: Mesmo empilhamento que o exemplo 11 com, além disso, um sobre-bloqueador em titânio acima de cada camada funcional (espessura da ordem de 0,5 nm a lnm) Exemplo 13 de acordo com a invenção, bi-camadas:_____________________ Exterior/vidro (2,1 mm)/PVB (0,76mm)/Ag3/Ag2/Agl/vidro (l,6mm)/habitáculo com, alem disso, um sobre-bloqueador em titânio abaixo de cada camada funcional (espessura da ordem de 0,5 nm a lnm) Exemplo 14 de acordo com a invenção, tri-camadas: Exterior/vidro (2,1 mm)/PVB (0,76mm)/Ag3/Ag2/Agl/vidro (1,6mm)/habitáculo Características técnicas das vidraças laminadas medidas: Exemplo 15 de acordo com a invenção, quadri-camadas: (continua) Exterior/vidro (2,1 mm)/PVB (0,76mm)/Ag3/Ag2/Agl/vidro (1,6mm)/habitáculo Exemplo 16 de acordo com a invenção, quadri-camadas: (continua) Exterior/vidro (2,1 mm)/PVB (0,76mm)/Ag3/Ag2/Agl/vidro (1,6mm)/habitáculo.

Este exemplo 16 é obtido por dupla passagem do substrato em uma unidade de depósito de um empilhamento com duas camadas de prata.

Características técnicas das vidraças laminadas medidas: A resistividade dos empilhamentos, calculada a partir da resistência por quadrado medida sem contato com ajuda de um dispositivo Nagy é da ordem de 4,2.10"6 Ohm.cm para os exemplos tri-camadas de acordo com a invenção 11 e 12, no momento em que ela é da ordem de 7.10"6 Ohm.com para o exemplo bi-camadas comparativo 13.

Os exemplos de acordo com a invenção 11, 12, 14, 15 e 16 são relativamente estáveis em termos de TL, Rl e cor.

Os valores de reflexão energética são elevados, o que seria atendido em face da espessura acumulada de prata (3x12,75 nm). Uma excelente seletividade (Tl/FS próximo, até superior a 2 para uma amostra laminada) foi obtida. A resistividade das camadas de prata incluídas nos empilhamentos tri-camadas que comportam camadas de prata apresentando uma espessura de cerca de 13 nm é surpreendentemente baixa em relação aos valores obtidos com um empilhamento bi-camadas que comporta camadas de prata apresentando uma espessura de cerca de 8 a 9 nm. A qualidade ótica dos quatro exemplos de acordo com a invenção após encurvamento é satisfatória: não existe imprecisão bem pontos de corrosão observável nas condições habituais. A durabilidade química e mecânica desses empilhamentos de acordo com a invenção é, do mesmo modo, muito boa. 2- Exemplos de empilhamentos para vidraças de controle térmico particularmente de controle solar para a construção Os desempenhos de um produto de controle solar são avaliados a partir do critério de «seletividade», ou seja, a relação entre a transmissão luminosa da vidraça (TL) e a porcentagem de energia solar que penetra no interior da construção (Fator Solar- F.S.). A fim de obter a maior seletividade possível, ao mesmo tempo mantendo um bom nível de transmissão luminosa (necessária para o conforto dos ocupantes dos locais), é importante procurar obter uma vidraça que assegurará um corte em transmissão tão abmpto quanto possível entre o domínio visível e o domínio infravermelho e assim evitar a transmissão da energia contida nesta parte do espectro (curva Parry-Moon; PM). O espectro ideal de uma vidraça de controle solar é então uma função em degrau que assegura a transmissão no visível e que corta totalmente no infravermelho. A definição de empilhamentos tri-camadas e quadri-camadas de prata de acordo com a invenção permite aumentar esta seletividade. Com efeito, para espessuras de prata e dielétrica bem escolhidas, o espectro em transmissão de uma vidraça que comporta este tipo de empilhamento se aproxima de uma função em degrau e permite então, no nível de transmissão igual, aumentar sensivelmente a seletividade. Isto pode ser obtido sem perder a neutralidade em cor das vidraças, tão bem em transmissão quanto em reflexão.

Exemplos de constituição de empilhamentos são dados abaixo com empilhamentos com três camadas funcionais (exemplos 21 e 23) e com quatro camadas funcionais (exemplo 24), comparados com empilhamentos com duas camadas funcionais (exemplo 22 e 25), respectivamente para obter um nível de transmissão de 50% (exemplos 21 e 22), e um nível de transmissão de 60% (exemplos 23 a 25) e uma seletividade otimizada.

Todos esses exemplos foram realizados de acordo com o seguinte esquema: Exterior/ vidro (6 mm)/ empilhamento/ espaço (15 mm)/ vidro (6 mm)/ interior com um espaço preenchido de argônio a 90% e 10% e ar seco e os resultados dados abaixo foram medidos após uma operação de têmpera a 620°C durante cerca de 8 min.

Exemplo 21 tri-camadas de acordo com a invenção e 22 bi-camadas comparativo apresentando cada um uma transmissão luminosa de 50% (espessura das camadas em nm): (continua) Uma camada de sobre-bloqueador em Ti de cerca de 1 nm de espessura, além disso, foi posicionada justamente acima de cada camada funcional.

Características técnicas medidas: (continua) A cor dominante expressa por \jea pureza expressa por pe são medidas aqui em transmissão.

Exemplo 23 tri-camadas de acordo com a invenção. 24 quadri- camadas de acordo com a invenção e 25 bi-camadas comparativo apresentando cada um uma transmissão luminosa de 60% (espessura das camadas em nrri): (continua) Uma camada de sobre-bloqueador em Ti de cerca de 1 nm de espessura, além disso, foi posicionada justamente sobre de cada camada funcional.

Características técnicas medidas: _______________________________________ (continua) _______________________ Como precedentemente, a cor dominante expressa por Xj e a pureza expressa por pe são medidas aqui em transmissão. A comparação dos espectros dos exemplos de acordo com a invenção 21, 23 e 24 com os exemplos comparativos 22 e 25 no conjunto do espectro solar, ilustrada nas figuras 2 a 4, mostra ainda que os empilhamentos tri-camadas permitem se aproximar da função em degrau (declividade muito abmpta da queda de transmissão para 780 nm (fim do domínio visível, final do domínio do infravermelho)). Acontece o mesmo com os empilhamentos quadri- camadas. Além disso, este aumento da seletividade não é obtido em detrimento da colorimetria da vidraça, a cor em reflexão externa da vidraça sendo neutra (no sistema L*a*b*) a* e b* sendo negativos e de baixo valor absoluto. No mais, a cor em transmissão não tem mais uma grande pureza, o que permite aos ocupantes dos locais apreciar o meio ambiente externo em cores verdadeiras.

Este último ponto é observável na figura 3 mostrando a superposição dos espectros dos exemplos 2-1 e 22 e a sensibilidade do olho humano. Com efeito, esse gráfico mostra que o filtro ótico realizado com ajuda do empilhamento de camadas finas do exemplo 21 é mais largo, em termos de comprimento de onda, do que a distribuição da sensibilidade do olho humano. 3- Exemolos de empilhamentos para vidraças de blindagem eletromagnética e mais particularmente para telas de plasma A estrutura do empilhamento realizada para verificar o interesse da invenção para a blindagem eletromagnética é a seguinte: Substrato em vidro claro (2mm)/ empilhamentos de camadas finas apresentando pelo menos três camadas funcionais. A têmpera realizada previamente à medida foi provocada por um recozimento do substrato munido do empilhamento a uma temperatura de cerca de 620 °C durante 5 min.

Exemplo 31 de acordo com a invenção, quadri-camadas: (continua) Com um sobre-bloqueador em titânio acima da cada camada funcional (espessura da ordem de 0,5 a 1 nm) Exemplo 32 de acordo com a invenção, quadri-camadas:_____________ (continua) Com um sobre-bloqueador em titânio acima da cada camada funcional (espessura da ordem de 0,5 a 1 nm) Exemplo 33 de acordo com a invenção, quadri-camadas: (continua) Com um sobre-bloqueador em titânio acima da cada camada funcional (espessura da ordem de 0,5 a 1 nm) Características técnicas medidas após recozimento: A cor dominante expressa por Xd e a pureza expressa por pe são medidas aqui em transmissão.

Parece que a têmpera acarreta uma baixa na resistividade da prata e acarreta uma modificação bastante limitada das propriedades óticas do empilhamento. Com efeito, para o exemplo 31, a resistência deste empilhamento antes do recozimento sendo RD = Ι,ΙΩ/D (para uma resistividade de 5,5.10'6Ohm.com) seja uma diminuição de cerca de 18% para o exemplo 32, a resistência deste empilhamento antes do recozimento sendo Rn = 0,9Ω/ϋ (para uma resistividade de 5,0.10'60hm.com) seja uma diminuição de cerca de 22% para o exemplo 33, a resistência deste empilhamento antes do recozimento sendo Rü = 1,5Q/D seja uma diminuição de cerca de 20% . Todavia, a têmpera na acarreta modificação maior da cor. O empilhamento de acordo com a invenção pode ser utilizado em uma montagem que apresenta, por exemplo, a estrutura ilustrada na figura 5, a fim de realizar um filtro eletromagnético para uma tela que utiliza a tecnologia plasma. Esta montagem comporta: 1- Uma camada anti-reflexo opcional; 2- Um substrato de vidro claro, que poderia igualmente ser tingido; 3- Um empilhamento de camadas finas apresentando pelo menos três camadas funcionais; 4- Uma folha de material plástico em PVB, que poderia igualmente ser em PSA opcional; 5- Um filme PET opcional. O empilhamento de camadas finas é assim posicionado em face dois da montagem. O substrato que recebe o empilhamento pode ser temperado após o depósito do empilhamento. A presente invenção é descrita no que precede a título de exemplo. Entende-se que o especialista é capaz de realizar diferentes variantes da invenção sem no entanto sair do quadro da patente tal como definida pelas reivindicações.

Claims (31)

1. Substrato transparente de vidro, munido de um empilhamento de camadas finas que comporta uma pluralidade de camadas funcionais, caracterizado pelo fato de que o dito empilhamento de camadas finas comporta pelo menos três camadas funcionais à base de prata, o empilhamento compreendendo pelo menos três motivos idênticos de camadas funcionais, cada camada funcional sendo associada em cada motivo funcional a pelo menos uma camada subjacente e/ou sobrejacente, cada camada funcional sendo localizada em cada motivo funcional entre pelo menos uma camada dielétrica inferior e uma camada dielétrica superior, de que o dito empilhamento apresenta uma resistência R < 1,5Ω por quadrado, de que cada motivo funcional tem a seguinte estrutura ZnO/Ag/...ZnO/SÍ3N4, e de que o dito substrato pode sofrer pelo menos uma operação de transformação que implica um tratamento térmico a uma temperatura de pelo menos 500°C.

2. Substrato transparente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele apresenta uma transmissão luminosa TL> 70%.

3. Substrato transparente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele apresenta uma transmissão luminosa TL> 40% e de que quando ele está associado com pelo menos um outro substrato para formar vidraça, esta vidraça apresenta uma seletividade > 2.

4. Substrato transparente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele apresenta uma transmissão luminosa TL> 40% e uma resistência R < 1,1Ω por quadrado.

5. Substrato transparente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que ele comporta pelo menos quatro camadas funcionais à base de prata.

6. Substrato transparente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a espessura total das camadas funcionais à base de prata é superior ou igual a 25 nm e está, de preferência, compreendida entre 35 e 50 nm quando o empilhamento compreende três camadas funcionais e entre 28 e 64 nm quando o empilhamento compreende pelo menos quatro camadas funcionais.

7. Substrato transparente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma camada funcional, e de preferência cada camada funcional, está situada entre pelo menos uma camada dielétrica inferior e uma camada dielétrica superior, as ditas camadas dielétricas sendo, de preferência, à base de ZnO, eventualmente dopada a alumínio.

8. Substrato transparente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma camada funcional, e de preferência cada camada funcional, comporta uma camada superior à base de Si3N4, A1N ou à base de uma mistura das duas.

9. Substrato transparente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que ele é diretamente revestido de uma camada à base de Si3N4, A1N ou à base de uma mistura das duas.

10. Substrato transparente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que em um motivo funcional pelo menos, e de preferência em cada motivo funcional, uma camada metálica absorvente superior, de preferência à base de Ti, está situada entre a camada funcional à base de prata e pelo menos uma camada dielétrica superior.

11. Substrato transparente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que em um motivo funcional pelo menos, e de preferência em cada motivo funcional, uma camada metálica absorvente inferior, de preferência à base de Ti, está situada entre pelo menos uma camada dielétrica inferior e a camada funcional à base de prata.

12. Substrato transparente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que pelo menos um motivo funcional, e de preferência cada motivo funcional, apresenta a seguinte estrutura: ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4.

13. Substrato transparente de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as espessuras das camadas constitutivas do dito motivo para o empilhamento tri-camadas são: ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4 e de preferência: ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4 5 a 15/10 a 17/...5 a 15/25 a 65 nm...e, preferencialmente, 5 a 15/10 a 17/0,2 a 3/5 a 15/25 a 65 nm

14. Substrato transparente de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as espessuras das camadas constitutivas do dito motivo para o empilhamento quadri-camadas são: ZnO/Ag/....ZnO/Si3N4 e, de preferência, ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4 5 a 15/7 a 15/...5 a 15/23 a 65 nm... e, preferencialmente, 5 a 15/7 a 15/0,2 a 3/5 a 15/23 a 65 nm.

15. Processo de fabricação de um substrato transparente em vidro, munido de um empilhamento de camadas finas comportando uma pluralidade de camadas funcionais, caracterizado pelo fato de que pelo menos três camadas funcionais à base de prata são depositadas sobre o dito substrato, pelo menos três motivos idênticos de camadas funcionais são depositados sobre o dito substrato, cada camada funcional sendo associada em cada motivo funcional a pelo menos uma camada subjacente e/ou sobre-jacente e para cada camada funcional em cada motivo pelo menos uma camada dielétrica inferior é depositada abaixo da referida camada funcional e uma camada dielétrica superior é depositada sobre a referida camada funcional, de que o empilhamento apresenta uma resistência R <1,5 Ω por quadrado, de que cada motivo funcional tem a seguinte estrutura: ZnO/Ag/.. .ZnO/Si3N4 e de que o dito substrato pode sofrer pelo menos uma operação de transformação que implica um tratamento térmico a uma temperatura de pelo menos 500°C.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que pelo menos quatro camadas funcionais à base de prata são depositadas sobre o dito substrato.

17. Processo de acordo com a reivindicação 15 ou a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a espessura total das camadas funcionais à base de prata depositadas é superior ou igual a 25 nm e é, de preferência, compreendida entre 35 e 50 nm quando empilhamento compreende três camadas funcionais e entre 28 e 64 nm quando o empilhamento compreende pelo menos quatro camadas funcionais.

18. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de que para pelo menos uma camada funcional, e de preferência cada camada funcional, pelo menos uma camada dielétrica inferior é depositada sob a dita camada funcional e uma camada dielétrica superior é depositada sobre a dita camada funcional, as ditas camadas dielétricas sendo, de preferência, à base de ZnO, eventualmente dopada a alumínio.

19. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo fato de que a camada superior à base de Si3N4, A1N ou à base de uma mistura das duas é depositada acima de pelo menos uma camada funcional, e de preferência acima de cada camada funcional.

20. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo fato de que o dito substrato é diretamente revestido de uma camada à base de Si3N4, A1N ou à base de uma mistura das duas.

21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 20, caracterizado pelo fato de que em um motivo funcional pelo menos, e de preferência em cada motivo funcional, uma camada metálica absorvente superior, de preferência à base de Ti, é depositada acima da camada funcional à base de prata e abaixo de pelo menos uma camada dielétrica superior.

22. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 21, caracterizado pelo fato de que em um motivo funcional pelo menos, e de preferência em cada motivo funcional, uma camada metálica absorvente inferior, de preferência à base de Ti, é depositada em cima da camada dielétrica inferior e abaixo da camada funcional à base de prata.

23. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 22, caracterizado pelo fato de que pelo menos um motivo funcional, e de preferência cada motivo funcional depositado, apresenta a seguinte estrutura: ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4.

24. Processo de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que as espessuras das camadas depositadas constitutivas do dito motivo para o empilhamento tri-camadas são: ZnO/Ag/...ZnO/Si3N4 e de preferência: ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4 5 a 15/10 a 17/...5 a 15/25 a 65 nm... e, preferencialmente, 5 a 15/10 a 17/0,2 a 3/5 a 15/25 a 65 nm

25. Processo de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que as espessuras das camadas constitutivas do dito motivo para o empilhamento quadri-camadas são: ZnO/Ag/....ZnO/Si3N4 e de preferência: ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4 5 a 15/7 a 15/...5 a 15/23 a 65 nm e, preferencialmente, 5 a 15/7 a 15/0,2 a 3/5 a 15/23 a 65 nm

26. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 25, caracterizado pelo fato de que os motivos funcionais são depositados passando-se várias vezes o dito substrato em um dispositivo único de fabricação.

27. Processo de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que quando o dito empilhamento comporta quatro camadas funcionais à base de prata, os motivos são depositados em pares, passando-se duas vezes o dito substrato em um dispositivo único de fabricação.

28. Processo de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que as espessuras das camadas depositadas são sensivelmente idênticas durante cada uma das duas passagens.

29. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 28, caracterizado pelo fato de que quando o substrato sofre uma operação de transformação que implica um tratamento térmico a uma temperatura de pelo menos 500°C, sua resistência R é diminuída de pelo menos 10%, até de pelo menos 15%.

30. Vidraça de controle térmico e/ou de blindagem eletromagnética e/ou aquecedora caracterizada pelo fato de que incorpora pelo menos um substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14.

31. Utilização de um substrato de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo fato de que é para realizar, de modo alternativo ou cumulativo, o controle térmico e/ou a blindagem eletromagnética e/ou a vidraça aquecedora.