MXPA00000290A - Peliculas antirreflejantes - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un artículo de vidrio antirreflejante que incluye un substrato de vidrio, un primer recubrimiento deóxido de metal y un segundo recubrimiento deóxido de metal. El primer recubrimiento deóxido de metal se aplica sobre el substrato. Elíndice de refracción del primer recubrimiento deóxido de metal estádentro de un rango de 1.8 a 2.6. El espesor del primer recubrimiento es superior a 1/(4*n), donde 1 es igual a la longitud de onda de diseño en el espectro visible y n es igual alíndice de refracción del primer recubrimiento deóxido de metal. El segundo recubrimiento deóxido de metal se aplica sobre el primer recubrimiento. El segundo recubrimiento deóxido de metal tiene uníndice de refracción de alrededor de 1.45 hasta alrededor de 1.6 y un espesor menor a 1/4(n).

Description

PELÍCULAS ANTIRREFLE ANTES ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con una película de capas múltiples adecuada para ser utilizada como un recubrimiento antirreflej ante en un substrato de vidrio. Más particularmente, esta invención se relaciona con una película de capas múltiples apiladas con una primera capa de óxido de metal, u óxido de metal compuesto que tiene un alto índice de refracción, combinado con una segunda capa de óxido de metal que tiene un bajo índice de refracción. El espesor de la primera capa es mayor que los recubrimientos ant irreflej antes convencionales con longitud de onda de 1/4. El espesor de la segunda capa es menor que el espesor de los recubrimientos convencionales de longitud de onda de 1/4. La película de capas múltiples se aplica por lo general pirolíticamente sobre un substrato de vidrio en un proceso de producción de vidrio flotante. Los recubrimientos en vidrio son utilizados comúnmente para proveer una atenuación de energía específica y propiedades de transmisión de luz. Adicionalmente, los recubrimientos están diseñados para reducir las reflexiones de interferencias entre las capas individuales de recubrimiento y el vidrio cuando se aplica una pluralidad de recubrimientos sobre un substrato de vidrio. Los artículos recubiertos son utilizados con frecuencia de forma singular, o en combinación con otros artículos recubiertos, para formar un vidriado. Los atributos del substrato de vidrio recubierto resultante dependen de los recubrimientos específicos aplicados al substrato de vidrio. Las composiciones y los espesores del recubrimiento imparten una absorción de energía y propiedades de transmisión de luz dentro del artículo recubierto, al mismo tiempo que también afectan las propiedades espectrales. Los atributos deseados pueden ser obtenidos a través de ajustar las composiciones y los espesores de la capa o las capas de recubrimiento. Sin embargo los ajustes para mejorar una propiedad específica pueden impactar adversamente otras propiedades de transmisión u otras propiedades espectrales del artículo de vidrio recubierto. Con frecuencia, es difícil obtener las propiedades espectrales cuando se trata de combinar la absorción específica de energía y las propiedades de transmisión de luz en un artículo de vidrio recubierto. Los recubrimientos antirreflej antes en vidrio se utilizan para reducir la reflexión en la superficie de los componentes ópticos y para reducir la reflectancia de una interfaz entre los medios ópticos con diferentes índices de refracción. La reducción de reflexión visible se logra a través del principio de interferencia óptica. Cuando la luz afecta sobre las interfaces de aire-película, película-película y película-vidrio, se refleja una porción del rayo en cada una de las interfaces. A través de una elección correcta de los materiales de película delgados y de los espesores, los rayos individuales de luz reflejados pueden interferir destructivamente, reduciendo así la reflectancia visual observada. Las películas antirref ej antes convencionales de dos capas, generalmente siguen una fórmula de diseño estándar para optimizar la reducción de la luz visible a partir de las interfaces del substrato de vidrio recubierto. Los parámetros de diseño estándar sugieren el uso de un recubrimiento de dos capas con índices altos y bajos, donde cada uno de los recubrimientos tienen un espesor determinado por l/(4*n), donde 1 es la longitud de onda de diseño en la región visible, y n es el índice de refracción del recubrimiento. Aunque los substratos de vidrio recubierto producidos de acuerdo con el diseño estándar tienen un efecto sobre las propiedades de reflexión del vidrio, las capas individuales requieren espesores que son, con frecuencia, difíciles de producir pirolíticamente en línea sobre una franja de vidrio en movimiento. Sería ventajoso reducir las propiedades de reflexión de un substrato de vidrio recubierto sobre películas antirreflej antes convencionales. Sería una ventaja adicional la de proveer una película antirreflej ante que pueda ser aplicada pirolíticamente sobre un substrato de vidrio. Una película pirolítica permite la descomposición de la película en línea, por ejemplo, en un proceso de producción de vidrio flotante. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, se provee una película de capas múltiples adecuada para utilizarse como un recubrimiento en vidrio. El recubrimiento se utiliza para producir artículos de vidrio antirreflej ante . Los recubrimientos de capas múltiples incluyen un primer recubrimiento de óxido de metal aplicado sobre un substrato de vidrio. El primer recubrimiento de la presente invención tienen un índice de refracción de 1.8 a 2.6 y un espesor mayor a l/(4*n), donde 1 es igual a la longitud de onda diseñada en un espectro visible y n es igual al índice de refracción del óxido de metal utilizado para el primer recubrimiento. El segundo recubrimiento de óxido de metal se aplica sobre el primer recubrimiento. El segundo recubrimiento tiene un índice de refracción de alrededor de 1.45 hasta alrededor de 1.6 y un espesor de menos de 1/4 (n) . Los recubrimientos son aplicados de preferencia pirolíticamente en línea sobre una franja de vidrio flotante. El espesor y las características ópticas de la pila de recubrimiento pueden ser ajustados para lograr un amplio rango de la reflectancia especificada y de los valores de transmisión. Sin embargo, en una forma de realización de preferencia, el artículo de vidrio recubierto tiene una transmisión de luz visible de más del 90% y una reflexión de menos del 6%. La transmisión de luz visible es de color neutral. La reflexión de la luz visible es preferentemente de color neutral. La presente invención provee una película antirreflej ante para utilizarse como un recubrimiento en un substrato de vidrio. La película de capas múltiples de la presente invención reduce la reflexión de la luz en comparación con los recubrimientos antirreflej antes convencionales.

Además, la película exhibe un color neutral deseable en la transmisión. Adicionalmente, la presente invención provee una película antirreflej ante que puede ser depositada pirolíticamente en un substrato de vidrio. El espesor de cada una de las capas, en la presente invención, es más adecuado para aplicaciones en línea sobre los recubrimientos antirreflej antes convencionales . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA FORMA DE REALIZACIÓN DE PREFERENCIA De acuerdo con la presente invención, se ha descubierto que una película antirreflej ante de capas múltiples que tiene espesores fuera de las ~ normas convencionales, ha mejorado las propiedades antirreflej antes y el color de un artículo de vidrio recubierto. La primera capa de la película de las capas múltiples es un óxido de metal con un índice de reflexión que tiene un espesor mayor a 1/ (4*n) , donde 1 es igual a la longitud de onda de diseño en el espectro visible y n es igual al índice de refracción del óxido de metal. Un segundo recubrimiento de un óxido de metal con un índice de refracción bajo se aplica sobre el primer recubrimiento. El segundo recubrimiento de óxido de metal tiene un espesor de menos de 1/4 (n) . La película exhibe un color neutral en la transmisión de luz visible. El artículo de vidrio recubierto es especialmente adecuado para utilizarse en artículos de vidrio antirreflej ante . Los substratos de vidrio adecuados para utilizarse en la preparación del artículo de vidrio recubierto, de acuerdo con la presente invención, pueden incluir cualquiera de las composiciones de vidrio claro convencional conocidas en la tecnología. El substrato de preferencia es una franja de vidrio flotante claro donde el recubrimiento de la presente invención, -^junto con otro recubrimiento opcional, se aplican en la zona calentada del proceso de vidrio flotante. Sin embargo, otros procesos convencionales para aplicar los recubrimientos en substratos de vidrio son adecuados para utilizarse con el presente recubrimiento inventivo. Adicionalmente, las composiciones de vidrio de color pueden ser utilizadas con el recubrimiento antirreflej ante de la presente invención, para lograr las propiedades específicas de atenuación espectral y de atenuación de energía. La primera capa de la presente invención es una película con un alto índice de refracción de un óxido de metal o un óxido de metal compuesto. El índice de refracción generalmente es de alrededor de 1.8 hasta alrededor de 2.6. Los óxidos de metal o los óxidos de metal compuesto de preferencia, incluyen óxido de estaño, óxido de titanio, u óxido de estaño compuesto con flúor. Sin embargo, también son adecuadas otras películas de óxido de metal que pueden ser aplicadas pirolíticamente y que tienen un índice de refracción dentro del rango especificado para utilizarse con la presente invención. Por ejemplo, otros metales pueden incluir a los óxidos de metal mezclados, oxi-nitruros , óxido de aluminio, u óxido de tantalio. La selección de un material con un alto índice de refracción es relativa al material con un bajo índice de refracción utilizado en el recubrimiento de capas múltiples. El espesor de la primera capa s~e determina por el óxido de metal específico. El espesor es superior a l/(4*n), donde 1 es igual a la longitud de onda del diseño en el espectro visible y n es igual al índice de refracción del óxido de metal. La segunda capa del recubrimiento antirreflej ante es un óxido de metal que tiene un índice de refracción de alrededor de __1.45 hasta alrededor de 1.6. Preferentemente, "el óxido de silicón se utiliza con la presente invención. Sin embargo, otros óxidos de metal que tienen bajos índices de refracción son adecuados para utilizarse con la presente invención. El espesor del segundo recubrimiento de las capas múltiples es menor a l/(4*n), donde n es el índice de refracción del óxido de metal. El espesor reducido sobre las películas antirreflej antes convencionales con una longitud de onda de 1/4 da como resultado una capa de óxido de silicón que es más fácil dé aplicar en un proceso de producción de vidrio flotante. De acuerdo con la presente invención, la longitud de onda de diseño, 1, es seleccionada generalmente en el centro de la región visible, o a 550 nm. Es así como, el espesor de cada una de las capas se determina de acuerdo con el óxido de metal específico. Por ejemplo, se aplica una primera capa de un óxido de estaño compuesto con flúor a una franja de vidrio flotante de 0.317 mm (0.125 pulgadas) . El espesor de la película es de alrededor de 1000 angstroms, que correspondería a l/(3*n) ó 550nm/ ( 3* 1.82 ) . El segundo óxido de metal es un óxido de silicón de alrededor de 840 angstroms de espesor. El espesor del óxido de silicón corresponde a 1/(4.5*n) o a 550nm/ ( 4.5*1.45 ) . La película resultante exhibe una transmisión de luz de 91.5% y una reflexión de 4.46%. El recubrimiento inventivo presente exhibe un color neutral en la transmisión. El artículo recubierto del ejemplo anterior tiene un color neutral en la transmisión, como se indica por los valores de color CIELAB, de a* -1.76 y b* 1.88. Adicionalmente, el artículo exhibe un color reflejado, indicado por los valores de CIELAB, de a* 3.5? y b* -9.31. El color de preferencia de la presente invención de a* es de alrededor de 4 hasta -6 y b* de alrededor de 4 hasta alrededor de -12. En comparación, los recubrimientos antirreflej antes convencionales de dos capas generalmente utilizan una pila donde cada una de las capas tiene una longitud de onda de 1/4 con una longitud de onda de diseño de 550nm. Las capas tiene índices de refracción altos y bajos alternadamente. Un ejemplo puede incluir una capa de óxido de estaño combinado de flúor con un espesor de alrededor de 705 angstroms en un substrato de vidrio de 0.317 mm (0.125 pulgadas) con una capa de óxido de silicón con un espesor de alrededor de 948 angstroms aplicada sobre la capa de óxido de estaño. Los artículos recubiertos resultantes exhiben una transmisión de luz visible de 92% y una reflexión de 4.6%. El artículo ha transmitido valores de color de a* -2.64 con un color reflejado de a* -6.5 y b* -13.1. Es así como, el recubrimiento de la presente invención da como resultado una reflexión mejorada y un color más neutral preferido en comparación con los recubrimientos antirreflej antes convencionales. Para obtener una disposición pirolítica, los óxi-dos de metal o los óxidos de metal compuestos de la presente invención se depositan sobre el substrato de vidrio a través del uso de precursores de disposición convencionales. Un ejemplo de un óxido de estaño compuesto con flúor incluye el uso de una fuente de flúor, vaporizada e inyectada en un precursor de un caudal de gas que contenga dicloruro de dimetilestaño, oxígeno y agua en un gas conductor de helio. El recubrimiento de la presente invención puede ser utilizado como un recubrimiento antirreflej ante para reducir la reflexión visible a través del principio de interferencia óptica. Es así co o, el presente recubrimiento inventivo puede reducir las reflexiones abajo del 6%, y preferentemente abajo del 5%. Adicionalmente, se puede aplicar una capa de barrera al vidrio antes de la aplicación de la primera capa de óxido de metal. Las capas de barrera se utilizan para evitar la migración de iones de metal álcali del substrato de vidrio dentro de la pelicula. La migración de iones de metal álcali reduce la calidad del artículo de vidrio recubierto y da como resultado una apariencia indeseada de neblina en el artículo. Generalmente se aplica una capa de barrera con un espesor de alrededor de 100-200 angstroms . Un material preferido para la capa de barrera es el óxido de silicón. El artículo de vidrio recubierto antirreflej ante es adecuado idealmente para utilizarse en diversas aplicaciones arquitectónicas y automotrices donde no se desea una alta reflexión. El siguiente ejemplo, constituye la mejor modalidad contemplada actualmente por los inventores para la práctica de la presente invención, éste se muestra únicamente con el proposita de ilustrar adicionalmente y de revelar la presente invención, y no debe ser interpretado como una limitación a la invención: Ejemplo Se utilizó un proceso de vidrio flotante para producir una franja de vidrio flotante con un espesor de 0.317 mm (U.125 pulgadas) . La franja de vidrio viajaba a una velocidad de línea de alrededor de 1.09 m (433 pulgadas) por minuto. Se utilizó un aparato convencional para el recubrimiento en un baño de flotación para aplicar un recubrimiento de 185 angstroms de óxido de silicón en la superficie de la franja del vidrio flotante. El recubrimiento se aplicó a través de dirigir 12 litros estándar por minuto (slm) de etileno, 6 slm de oxígeno y 2 slm de silano SiH en 535 slm de gas conductor de nitrógeno. Se aplicó un recubrimiento de 1025 angstroms de óxido de estaño compuesto con flúor sobre el recubrimiento de óxido de silicón. Se proveyeron aproximadamente, 4.086 kg . (9 libras) por hora de dicloruro de dimetilestaño, 270 slm de oxígeno, 6 slm de ácido hidrofluórico, y 150 ce por minuto de agua en 200 slm de un gas conductor de helio. Se aplicó un recubrimiento de 777 angstroms de óxido de silicón sobre la película de óxido de estaño compuesto con flúor. La capa exterior fue aplicada a través de dirigir una mezcla de gas precursor, en cada uno de los recubrimientos convencionales, conteniendo 42 slm de etileno, 21 slm de oxígeno, y 7 slm de silano SiH4 en 535 de un gas conductor de nitrógeno: La superficie trasera del artículo de vidrio recubierto resultante fue pulida con Ce02 para eliminar el estaño de la superficie trasera del baño de flotación. El artículo de vidrio recubierto exhibió un 92.3% de transmisión de luz visible con un color neutral de acuerdo con la norma de observación Illüminant grado C 2 de CIELAB que tiene un valor a* de -1.9 y un valor b* de 2.4. El articulo tuvo una reflexión de luz visible de 4.8 y un color neutral según se designó con un valor a* de 5.6 y con un valor b* de -12.0.

Claims (21)

1. REIVINDICACIONES 1. Un artículo de vidrio antirreflej ante, que comprende : (a) un substrato de vidrio, (b) un primer recubrimiento de óxido de metal aplicado sobre este substrato, el primer recubrimiento de óxido de metal tiene un índice de refracción de 1.8 a 2.6 y un espesor superior a l/(4*n) donde 1 es igual a la longitud de onda de diseño en un espectro visible y n es igual al índice de refracción del primer recubrimiento de óxido de metal; y (c) un segundo recubrimiento de óxido de metal aplicado sobre el primer recubrimiento, donde el segundo recubrimiento de óxido de metal tiene un índice de refracción de alrededor de .1.45.— hasta alrededor de 1.6 y un espesor menor a 1/4 (n) .
2. 2. Un artículo de vidrio antirreflej ante como se menciona en la Reivindicación 1, donde el primer recubrimiento de óxido de metal es un óxido de metal compuesto.
3. 3. Un artículo de vidrio antirreflej ante como se menciona en la Reivindicación 1, donde el primer recubrimiento es un óxido de estaño compuesto con flúor que tiene un índice de refracción de alrededor de 1.82, y donde el segundo recubrimiento es un óxido de silicón que tiene un índice de refracción de alrededor de 1.45.
4. 4. Un artículo de vidrio antirreflej ante como se menciona en la Reivindicación- 1, donde el artículo exhibe un color neutral en la transmisión y en la reflectancia como se define en el sistema CIELAB que tienen un valor a* desde alrededor de 4 hasta alrededor de -6 y un valor b* de alrededor de 4 hasta alrededor de -12.
5. 5. Un artículo de vidrio antirreflej ante como se menciona en la Reivindicación 1, donde además comprende una capa de barrera aplicada entre el substrato de vidrio y el primer recubrimiento de óxido de metal .
6. 6. Un artículo de vidrio antirxeflej ante como se menciona en la Reivindicación 5, donde la capa de barrera es Si02, que tiene un espesor de alrededor de 100 angstroms.
7. 7. Un artículo de vidrio antirreflej ante como se menciona en la Reivindicación 1, donde el substrato de vidrio es una franja de vidrio flotante y donde los recubrimientos son depositados pirolíticamente sobre la franja de vidrio flotante .
8. 8. Un artículo de vidrio antirreflejante como se menciona en la Reivindicación- 1, donde el artículo recubierto exhibe una reflectancia dé menos del 6%.
9. 9. Un artículo de vidrio aptirreflej ante como se menciona en la Reivindicación 1, donde el artículo recubierto exhibe una reflectancia de menos del 5%.
10. 10. Un artículo de vidrio antirreflejante como se menciona en la Reivindicación 3, donde el primer recubrimiento se aplica con un espesor de aproximadamente 1000 angstroms, y donde el segundo recubrimiento de óxido de metal se aplica con un espesor de 840 angstroms.
11. 11. Un artículo de vidrio antirreflejante como se menciona en la Reivindicación: 10, donde el artículo exhibe un color neutro en la transmisión definida en el sistema CIELAB que tiene un valor a* de alrededor de -1.76 y un valor b* de alrededor de 1.88.
12. 12. Un artículo de vidrio antirreflejante co o se menciona en la Reivindicación 10, donde el artículo exhibe un color reflejado como se define en el sistema CIELAB que tiene un valor a* de alrededor de 3.56 y un valor b* de alrededor de -9.31.
13. 13. Un artículo de vidrio antirreflej ante como se menciona en la Reivindicación 1, donde el artículo además incluye una superficie trasera pulida .
14. 14. Un artículo de vidrio antirreflejante, que comprende: (a) un substrato de vidrio, " - "~ (b) un primer recubrimiento de un oxinitruro aplicado sobre el substrato, en el cual el primer recubrimiento tiene un índice de refracción de 1.8-hasta 2.6 y un espesor superior a L/(4*n) donde 1 es oigual a la longitud de onda de diseño en el espectro visible y n es igual al índice de refracción del primer recubrimiento de oxi-nitruro; y (c) un segundo recubrimiento de óxido de metal aplicado sobre el primer recubrimiento, donde el segundo recubrimiento de óxido de metal tiene un índice de refracción de alrededor de 1.45 hasta alrededor de 1.6 y un espesor menor a 1/4 (n) .
15. 15. Un artículo de vidrio antirreflejante, que comprende: (a) un substrato de vidrio, (b) un primer recubrimiento de óxido de silicón aplicado sobre el substrato, (c) un segundo recubrimiento de óxido de estaño compuesto con flúor aplicado sobre el primer recubrimiento, donde el segundo recubrimiento de óxido de estaño compuesto con flúor tiene un índice de refracción de 1.8 hasta 2.6 y un espesor mayor a l/(4*n_), donde 1 es igual a la longitud de onda de diseño en el espectro visible y n es igual al índice de refracción del segundo recubrimiento de óxido de estaño compuesto con flúor; y (d) un tercer recubrimiento de óxido de silicón aplicado sobre el segundo recubrimiento, donde el tercer recubrimiento de óxido de silicón tiene un índice de refracción de alrededor de 1.45 hasta alrededor de 1.6 y un espesor- de menos de 1/4 (n) . _
16. 16. Un artículo de vidrio -"antirreflejante como se menciona en la Reivindicación 15, donde el artículo además incluye una superficie trasera pulida .
17. 17. Un artículo de vidrio antirreflejante como se menciona en la Reivindicación 15, donde el primer recubrimiento de óxido de silicón tiene un espesor de alrededor de 185 angstroms.
18. 18. Un artículo de vidrio antirreflejante como se menciona en la Reivindicación 15, donde el segundo recubrimiento de óxido de estaño compuesto con flúor, tiene un espesor de alrededor de 1025 angstroms .
19. 19. Un artículo de vidrio antirreflejante como se menciona en la Reivindicación 15, donde el tercer recubrimiento de óxido de silicón tiene un espesor de alrededor de 777 angstroms.
20. 20. Un artículo de vidrio antirreflejante como se menciona en la Reivindicación 15, donde el articulo exhibe un color neutral en la transmisión definido en el sistema CIELAB que tiene un valor a* de alrededor de -1.9 y un valor b* de alrededor de 2.4.
21. 21. Un artículo de vidrio antirreflejante como se menciona en la Reivindicación 15, donde el artículo exhibe un color neutral en la reflectancia definida en el sistema CIELAB que tiene un va.lor a* de alrededor de 5.6 y un valor b* de alrededor de 12..0.