ES2289331T3

Titania coatings by plasma cvd at atmospheric pressure

Abstract

Method for depositing photo-catalytic thin films of titanium oxide, or containing titanium oxide, onto a substrate, the method comprising the steps of: - use a light discharge plasma at atmospheric pressure as a major source of reaction to improve film properties and film growth rates, when the substrate is heated to a temperature below 250 ° C, where the plasma is generated from light discharge, between electrodes, by a low frequency source such as AF or RF where the frequency is less than 30 Khz and where the plasma power density is less than 5 Wcm-2, - introducing a CVD reactive titanium oxide precursor into a gas flowing through a coating region, where the CVD reactive titanium oxide precursor has been pre-evaporated in the gas flow introduced, - growing thin films, where a level of water and oxygen is carefully controlled to achieve target growth rates and control unwanted side reactions, the oxygen level being below 5% and the water vapor levels being controlled below 1%, - a post-treatment of the coating with an atmospheric light discharge plasma that modifies the photo-catalytic properties and structure of the movie.

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17 claims: 10 independent, 7 dependent

  1. 1
    ES 2 289 331 T3 REIVINDICACIONES 1. Método para depositar sobre un sustrato películas delgadas foto-catalíticas de óxido de titanio, o que contienen óxido de titanio, comprendiendo el método las etapas de:- usar un plasma de descarga luminosa a presión atmosférica como una fuente mayoritaria de reacción para mejorar propiedades de películas y velocidades de crecimiento de películas, cuando el sustrato se calienta a una temperatura por debajo de 250°C, en donde se genera el plasma de descarga luminosa, entre electrodos, por una fuente de frecuencia baja por ejemplo AF o RF en donde la frecuencia es inferior a 30 Khz y en donde la densidad de potencia del plasma es inferior a 5 Wcm -2 , - introducir un precursor CVD de óxido de titanio reactivo en un gas que fluye a través de una región de revestimiento, en donde el precursor CVD de óxido de titanio reactivo se ha pre-evaporado en el flujo de gas introducido, - crecer películas delgadas, en donde se controlan cuidadosamente un nivel de agua y oxígeno para conseguir velocidades objetivo de crecimiento y controlar reacciones secundarias no deseadas, estando el nivel de oxígeno por debajo de 5% y estando controlados por debajo de 1% los niveles de vapor de agua, - un post-tratamiento del revestimiento con un plasma de descarga luminosa atmosférico que modifica las propiedades foto-catalíticas y estructura de la película.
  2. 2
    Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el post-tratamiento de descarga luminosa modifica la estequiometría de la película permitiendo el control de las propiedades de película.
  3. 3
    Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde se introduce un flujo laminar en, y a través de la zona de revestimiento.
  4. 4
    Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde se usa un sistema de extracción para controlar el flujo de gas a través de la zona de revestimiento que soporta el flujo controlado.
  5. 5
    Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde se destina un sistema de control térmico a la zona de revestimiento para mantener la temperatura del sustrato al nivel deseado;dicho sistema de control térmico se puede conseguir por una serie de técnicas que incluyen enfriamiento basado en gas o agua o líquido refrigerante, o sus combinaciones.
  6. 6
    Método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el sistema de control térmico se destina a enfriar la zona de revestimiento para reducir reacciones secundarias no deseadas.
  7. 7
    Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al precursor CVD de óxido de titanio reactivo que se introduce en la zona de revestimiento es un alcóxido de titanio o tetracloruro de titanio.
  8. 8
    Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde se puede usar para desarrollar una capa o capas más gruesas de composición diferente disponiendo regiones de revestimientos secuenciales a lo largo de la dirección del movimiento del sustrato.
  9. 9
    Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde se puede usar en combinación con un método de revestimiento diferente.
  10. 10
    Método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde los electrodos metálicos se seleccionan de un material que reduce la generación de calor.
  11. 11
    Método de acuerdo con las reivindicaciones 9 ó 10, en donde los electrodos están fabricados de latón.
  12. 12
    Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la densidad de potencia del plasma está por debajo de 1 Wcm -2 y más preferentemente por debajo de 0,5 Wcm -2 .
  13. 13
    Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la película se deposita sobre sustratos preformados y/o endurecidos térmicamente.
  14. 14
    Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la película se deposita sobre una serie amplia de sustratos sensibles a la temperatura que incluyen sustratos preformados y materiales plásticos de sustrato.
  15. 15
    Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde se controlan cuidadosamente un nivel de agua y oxígeno para conseguir velocidades objetivo de crecimiento y controlar reacciones secunda7 ES 2 289 331 T3 rias no deseadas, estando el nivel de oxígeno por debajo de 1%, siendo controlados los niveles de vapor de agua por debajo de 1% y más preferentemente por debajo de 0,1%.
  16. 16
    Método de acuerdo con la reivindicación 15, en donde los sustratos se mueven y en donde dicho sustrato es una película o lámina continua, o una serie de sustratos suministrados semicontínuamente.
  17. 17
    Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde se usan una o más zonas afluentes de gas para permitir la introducción, y separación, de los sustratos mientras se mantiene la integridad de la composición de gas de la región de revestimiento.
Independent claims17