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CA2315917C

Layered films for transparent substrates

Abstract

The invention concerns layered films for coating transparent substrates, in particular glass substrates, comprising at least one composite oxide metal film obtained by reactive cathodic spraying and containing Zn oxide and Sn oxide. Relatively to the total amount of metal, said composite metal oxide film preferably contains 0.5 to 6.5 wt. % of one or several among the elements Al, Ga, In, B, Y, La, Ge, Si, P, As, Sb, Bi, Ce, Ti, Zr, Nb, and Ta. In a layer of films containing a silver film as functional film, the composite metal oxide film can be used as top and/or bottom low reflecting coating, as diffusion barrier coating, as undercoat for a low reflecting coating and/or as top covering coat.

CA2315917C, drawing sheet 1
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  1. 1
    CA 02315917 2011-10-04 -13REVENDICATIONS 1. Empilement de couches pour substrats transparents, avec au moins une couche composite d'oxydes métalliques contenant un oxyde mixte de zinc et d'étain, produite par pulvérisation cathodique réactive à partir d’une cible d’alliage métallique contenant Zn et Sn, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques contient au moins un des éléments Al, Ga, In, B, Y, La, Ge, Si, P, As, Sb, Bi, Ce, Ti, Zr, Nb et Ta, la quantité des éléments Al, Ga, In, B, Y, La, Ge, Si, P, As, Sb, Bi, Ce, Ti, Zr, Nb et/ou Ta dans la couche composite d'oxydes métalliques par rapport à la quantité totale de métal étant de 0,5 à 6,5% en poids et la couche composite d'oxydes métalliques ayant une épaisseur sélectionnée parmi une épaisseur de 2 à 6 nm et une épaisseur de 7 à 50 nm, à l'exception :d'un verre flotté d'une épaisseur de 6 mm muni du système de couches suivant : verre - 25 nm de SnO 2 - 8 nm de ZnO - 4 nm de Zn - 13,5 nm d'Ag - 3 nm de AlZnMg - 40 nm de SnO 2 - 4 nm de Zn x Sn y Al z O n ;une cible pulvérisée pour faire une couche sacrificielle en AlZnMg étant à base d'un alliage comprenant 94% en poids d’AI, 6% en poids de Zn et 1% en poids de Mg;une couche obtenue ayant une composition très proche de celle de la cible;et pour faire une couche mixte d'oxyde de zinc, une cible comprenant 68% de Zn, 30% de Sn et 2% d'AI en poids étant utilisée.
  2. 2
    Empilement de couches selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques contient l'élément Al.
  3. 3
    Empilement de couches selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques contient l'élément Sb.
  4. 4
    Empilement de couches selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques contient de 35 à 70% en poids de Zn et de 29 à 64,5% en poids de Sn, dans chaque cas par rapport à la quantité totale de métal. CA 02315917 2011-10-04 - 145. Empilement de couches selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques contient de 66 à 69% en poids de Zn, de 29 à 32% de Sn et de 1 à 4% en poids de Al ou Sb.
  5. 5
    6. Empilement de couches selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques a une épaisseur de 2 à 6 nm.
  6. 6
    7. Empilement de couches selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques est l'une de :i) une couche anti-réflexion inférieure et ii) une couche anti-réflexion supérieure, de l’empilement de couches ayant au moins une couche fonctionnelle faite d'un métal.
  7. 7
    8. Empilement de couches selon la revendication 7, ledit métal de la couche fonctionnelle étant de l'argent.
  8. 8
    9. Empilement de couches selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques est une couche de barrière à diffusion dans l’empilement multicouche.
  9. 9
    10. Empilement de couches selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques est une souscouche de l'une de :i) la couche anti-réflexion supérieure et ii) la couche antiréflexion inférieure.
  10. 10
    11. Empilement de couches selon la revendication 10, caractérisé par la séquence de couches substrat - SnO 2 - Me - Ag - Me - SnO 2 - Zn x SnyAl z O n> Me étant l'un de:i) un métal bloqueur et ii) un alliage métallique bloqueur.
  11. 11
    12. Empilement de couches selon la revendication 10, caractérisé par la séquence de couches substrat - SnO 2 - Me - Ag - Me - Zn x Sn y AlzOr, - SnO 2 , Me étant l'un de :i) un métal bloqueur et ii) un alliage métallique bloqueur. CA 02315917 2011-10-04 -1513. Empilement de couches selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, dans lequel Me est l'un de : Ti, Ta, Zret CrNi.
  12. 12
    14. Empilement de couches selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la séquence de couches est l'une des suivantes :i) SnO 2 /ZnO/Ag/SnO2/ZnSnO:AI ou Sb;ii) SnO2/ZnO/Ag/SnO2/SiO 2 /SnO 2 /SnZnO:AI ou Sb;i) SnO 2 /ZnO/Ag/couche bloquante/SnO 2 /ZnSnO:AI ou Sb;et ii) SnO 2 /ZnO/Ag/couche bloquante/SnO 2 /SiO 2 /SnO 2 /SnZnO:AI ou Sb.
  13. 13
    15. Empilement de couches selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche fonctionnelle parmi :i) une couche fonctionnelle en métal Ag, NiCr ou acier, et ii) une couche fonctionnelle en nitrure ZrN ou TiN.
  14. 14
    16. Empilement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il a une fonction parmi :anti-solaire, bas-émissif, anti-reflet et électrique.
  15. 15
    17. Empilement selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques présente une structure de spinelle.
  16. 16
    18. Empilement selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, ladite couche composite d'oxydes métalliques étant produite par pulvérisation cathodique réactive à partir d'un alliage métallique contenant Zn et Sn.
  17. 17
    19. Substrat transparent en verre ou en matériau polymère organique souple ou rigide revêtu sur au moins une de ses faces d'un empilement de couches selon l'une quelconque des revendications 1 à 18. CA 02315917 2011-10-04 - 1620. Vitrage monolithique, feuilleté ou multiple incorporant le substrat selon la revendication 19.
  18. 18
    21. Procédé de fabrication de l'empilement selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'on dépose la couche composite d'oxydes métalliques par pulvérisation cathodique à partir d'une cible métallique contenant Zn, Sn et au moins un des éléments suivants :Al, Ga, In, B, Y, La, Ge, Si, P, As, Sb, Bi, Ce, Ti, Zr, Nb et Ta.
  19. 19
    22. Utilisation d'un substrat porteur d'un empilement de couches pour un écran de visualisation, avec au moins une couche composite d'oxydes métalliques contenant un oxyde mixte de zinc et d'étain, caractérisée en ce que la couche composite d'oxydes métalliques contient au moins un des éléments Al, Ga, In, B, Y, La, Ge, Si, P, As, Sb, Bi, Ce, Ti, Zr, Nb et Ta, la quantité des éléments Al, Ga, In, B, Y, La, Ge, Si, P, As, Sb, Bi, Ce, Ti, Zr, Nb et/ou Ta dans la couche composite d'oxydes métalliques par rapport à la quantité totale de métal étant de 0,5 à 6,5% en poids et en ce que la couche composite d'oxydes métalliques a une épaisseur parmi :i) une épaisseur de 2 à 6 nm et ii) une épaisseur de 7 à 50 nm.
  20. 20
    23. Utilisation selon la revendication 22, caractérisée en ce que la couche composite d'oxydes métalliques contient l'un des éléments Al et Sb.
  21. 21
    24. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 22 et 23, caractérisée en ce que la couche composite d'oxydes métalliques contient de 35 à 70 % en poids de Zn et de 29 à 64,5 % en poids de Sn, dans chaque cas par rapport à la quantité totale de métal.
  22. 22
    25. Utilisation selon la revendication 24, caractérisée en ce que la couche composite d’oxydes métalliques contient de 66 à 69 % en poids de Zn, de 29 à 32 % de Sn et de 1 à 4% en poids de l'un de :Al et Sb. CA 02315917 2011-10-04 -1726. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 22 à 25, caractérisée en ce que la couche composite d'oxydes métalliques est une souscouche parmi : i) une couche anti-réflexion supérieure et ii) une couche antiréflexion inférieure.
  23. 23
    27. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 22 à 26, caractérisée en ce que la séquence de couches est l'une des suivantes :i) SnO 2 /ZnO/Ag/couche bloquante/SnO 2 /ZnSnO:AI ou Sb;ii) SnO 2 /ZnO/Ag/couche bloquante/SnO 2 /SiO 2 /SnO 2 /SnZnO:AI ou Sb;iii) SnO 2 /ZnO/Ag/SnO 2 /ZnSnO:AI ou Sb;et iv) SnO 2 /ZnO/Ag/SnO 2 /SiO 2 /SnO 2 /SnZnO:Al ou Sb.
  24. 24
    28. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 22 à 27, caractérisée en ce que l'empilement comprend au moins une couche fonctionnelle parmi :i) une couche en métal Ag, NiCr ou acier et ii) une couche fonctionnelle en nitrure ZrN ou TiN.
  25. 25
    29. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 22 à 28, caractérisée en ce que la couche composite d'oxydes métalliques présente une structure de spinelle.
  26. 26
    30. Écran de visualisation utilisant un substrat porteur d'un empilement de couches, avec au moins une couche composite d'oxydes métalliques contenant un oxyde mixte de zinc et d'étain et produite par pulvérisation cathodique réactive à partir d’une cible d’alliage métallique contenant Zn et Sn, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques contient au moins un des éléments Al, Ga, In, B, Y, La, Ge, Si, P, As, Sb, Bi, Ce, Ti, Zr, Nb et Ta, la quantité des éléments Al, Ga, In, B, Y, La, Ge, Si, P, As, Sb, Bi, Ce, Ti, Zr, Nb et/ou Ta dans la couche composite d'oxydes métalliques par rapport à la quantité totale de métal étant de 0,5 à 6,5% en poids et en ce que la couche composite d'oxydes métalliques a une épaisseur parmi une de :i) une épaisseur de 2 à 6 nm et ii) une épaisseur de 7 à 50 nm. CA 02315917 2011-10-04 -1831. Écran de visualisation selon la revendication 30, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques contient l'un des éléments Al et Sb.
  27. 27
    32. Écran de visualisation selon l'une quelconque des revendications 30 et 31, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques contient de 35 à 70% en poids de Zn et de 29 à 64,5% en poids de Sn, dans chaque cas par rapport à la quantité totale de métal.
  28. 28
    33. Écran de visualisation selon la revendication 32, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques contient de 66 à 69 % en poids de Zn, de 29 à 32 % de Sn et de 1 à 4% en poids de l'un de Al et Sb.
  29. 29
    34. Écran de visualisation selon l'une quelconque des revendications 30 à 33, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques est une sous-couche d'au moins une de :i) une couche anti-réflexion supérieure et ii) une couche anti-réflexion inférieure.
  30. 30
    35. Écran de visualisation selon l'une quelconque des revendications 30 à 34, caractérisé en ce que la séquence de couches est l'une des suivantes :i) SnO2/ZnO/Ag/couche bloquante/SnO 2 /ZnSnO:AI ou Sb;ii) ou SnO 2 /ZnO/Ag/couche bloquante/Sn0 2 /Si0 2 /Sn0 2 /SnZnO:AI ou Sb;iii) SnO 2 /ZnO/Ag/SnO 2 /ZnSnO:AI ou Sb;et iv) SnO 2 /ZnO/Ag/SnO 2 /SiO 2 /SnO 2 /SnZnO:AI ou Sb.
  31. 31
    36. Écran de visualisation selon l'une quelconque des revendications 30 à 35, caractérisé en ce que l'empilement comprend au moins une couche fonctionnelle parmi :i) une couche en métal Ag, NiCr ou acier et ii) une couche en nitrure ZrN ou TiN. CA 02315917 2011-10-04 - 1937. Écran de visualisation selon l'une quelconque des revendications 30 à 36, caractérisé en ce que la couche composite d'oxydes métalliques présente une structure de spinelle.
  32. 32
    38. Écran selon l'une quelconque des revendications 30 à 37, pour des substrats en verre.
  33. 33
    39. Écran selon l'une quelconque des revendications 30 à 38, la couche composite d'oxydes métalliques étant produite par pulvérisation cathodique réactive à partir d'une cible d'alliage métallique contenant Zn et Sn.
  34. 34
    40. Utilisation d'un substrat porteur d'un empilement de couches pour un écran de visualisation selon la revendication 22, la couche composite d'oxydes métalliques étant produite par pulvérisation cathodique réactive à partir d'une cible d'alliage métallique contenant Zn et Sn.
Independent claims34