CA2129488C

CA2129488C - Substrats transparents munis d'un empilement de couches minces, application aux vitrages d'isolation thermique et/ou de protection solaire

Info

Publication number: CA2129488C
Application number: CA002129488A
Authority: CA
Inventors: Olivier Guiselin; Jean-Pierre Brochot; Pascal Petit
Original assignee: Saint Gobain Vitrage SA
Current assignee: Saint Gobain Vitrage SA
Priority date: 1993-08-12
Filing date: 1994-08-04
Publication date: 2004-11-23
Anticipated expiration: 2014-08-04
Also published as: US6673427B2; PL178985B1; CZ195094A3; CA2129488A1; NO942976D0; NO942976L; SG52638A1; US6042934A; US6287675B1; DK0638528T3; HU9402337D0; FI943720A; JPH07165442A; DE69404006T2; PL304618A1; EP0638528A1; JP4108771B2; JP2006176404A; FI943720A0; TW334396B

Abstract

L'invention a pour objet un substrat transparent (1), notamment en verre, à multi-couches minces sur lequel sont déposés successivement .cndot. un premier revêtement en matériau diélectrique (2), .cndot. une première couche (3) à propriétés de réflexion dans l'infra-rouge , notamment à base de métal, .cndot. un second revêtement en matériau diélectrique (5), .cndot. une seconde couche (6) à propriétés de réflexion dans l'infra-rouge, notamment à base de métal, .cndot. un troisième revêtement en matériau diélectrique (8), caractérisé en ce que l'épaisseur de la première couche à propriétés de réflexion dans l'infra-rouge (3) correspond à environ 50 à 80 %, notamment 55 à 75 %, et de préférence 60 à 70 %, de celle de la seconde couche à propriétés de réflexion dans l'infra-rouge (6).

Description

. ~ 2129488 SUBSTRATS TRANSPARENTS MUNIS D'UN EMPILEMENT DE COUCHES
MINCES, APPLICATION AUX VITRAGES D'ISOLATION THERMIQUE
ET/OU DE PROTECTION SOLAIRE.
L'invention concerne les substrats transparents, notamment en io verre, qui sont revéfus d'un empilement de couches minces comprenant au moins une couche métallique pouvant agir sur le rayonnement solaire et/ou sur le rayonnement infra-rouge de grande longueur d'onde.
L'invention concerne également l'utilisation de tels substrats pour fabriquer des vitrages d'isolation thermique et/ou de protection solaire.
is Ces vitrages sont destinés aussi bien â équiper les bâtiments que les véhicules, en vue notamment de diminuer l'effort de climatisation et/ou de réduire une surchauffe excessive entrainée par l'importance toujours croissante des surfaces vitrées dans les habitacles.
Un type d'empilement de couches connu pour conférer aux Zo substrats de telles propriétés est constitué d'au moins une couche métallique, comme une couche d'argent, qui se trouve disposée entre deux couches en matériau diélectrique type oxyde métallique. Cet empilement est généralement obtenu par une succession de dépôts effectués par une technique utilisant le vide comme la pulvérisation Zs cathodique assistée par champ magnétique.
II est ainsi connu de la demande de brevet WO 90/02653 un vitrage feuilleté destiné a l'automobile et dont le substrat de verre le plus "extérieur' par rapport à l'habitacle du véhicule est muni d'un empilement de cinq couches sur sa face interne en contact avec so l'intercalaire en matériau thermoplastique. Cet empilement consiste en deux couches d'argent intercalées avec trois couches d'oxyde de zinc, la couche d'argent la plus proche du substrat extérieur porteur de l'empilement étant d'une épaisseur légèrement supérieure à celle de la seconde couche d'argent.
3s Les vitrages feuilletés selon cette demande sont utilisés en tant que pare-brise, ce qui explique pourquoi ils présentent des valeurs de transmission lumineuse T~ très élevées, de l'ordre de 75 ~, afin de respecter _ les normes de sécurité en vigueur et de ce fait vraisemblablement une valeur de facteur solaire F.S assez élevée

-2-également. (On rappelle que le facteur solaire d'un vitrage est le rap-port entre l'énergie totale entrant dans le local à travers ce vitrage et l'énergie solaire incidente).
Le but de l'invention est de mettre au point un substrat transparent s porteur d'un empilement de couches minces à deux couches réfléchissant les rayonnements dans (infra-rouge, tout particulièrement métalliques, de manière à ce qu'il présente une haute sélectivité, c'est-à-dire un rapport T~IFS le plus grand possible pour une valeur de Ti donnée, tout en garantissant audit substrat un aspect visuel en réflexion ~o esthétiquement satisfaisant.
L'invention a pour objet un substrat transparent, notamment en verre, à multi-couches minces, sur lequel sont déposés successivement un premier revêtement en matériau diélectrique, une première couche à propriétés de réflexion dans l'ïnfra-rouge notamment à base de métal, ~s un second revêtement en matériau diélectrique, une seconde couche à propriétés dans (infra-rouge notamment à base de métal, et enfin un troisième revêtement en matériau diélectrique. Selon l'invention, l'épaisseur de la première couche à propriétés de réflexion dans (infra-rouge, c'est-à-dire celle la plus proche du substrat porteur, 2o correspond à environ 50 à 80 %, notamment 55 à 75 %, et de préférence 60 à 70 % de l'épaisseur de la seconde couche à propriétés de réflexion dans (infra-rouge. Un exemple avantageux correspond à une épaisseur de première couche correspondant à environ 65 % de la seconde.
Cette forte dissymétrie dans fépaïsseur des couches à propriétés 2s de réflexion dans (infra-rouge permet de moduler avantageusement les valeurs de T~ et de manière à obtenir des vitrages présentant une bonne sélectivité, c'est-à-dire en fait un bon compromis entre le souci de transparence et celui de protéger au mieux des rayonnements thermiques du soleil.
so Par ailleurs, le choix d'une telle dissymétrie entraîne une autre conséquence avantageuse. Non seulement il permet d'obtenir des vitrages dont (aspect visuel, notamment en réflexion, est agréable, c'est-à-dire présentant une coloration neutre, "lavée de blanc", mais en outre cet aspect visuel se trouve quasiment inchangé quel que soit ss l'ongle d'incidence avec lequel le vitrage est observé. Cela signifie qu'un spectateur extérieur, au vu d'une façade d'un bâtiment . entièrement équipée de tels vitrages, n'a pas l'impression visuelle d'une modification de teinte selon (endroit de la façade où son regard se

-3-pose. Ce caractère d'homogénéité d'aspect est très intéressant, car très recherché actuellement des architectes dans le bâtiment.
En outre, (aspect visuel du vitrage, aussi bien en réflexion qu'en transmission, peut être également affiné et contrôlé par une sélection s adéquate des matérioux et des épaisseurs relatives des trois revêtements de matériau diélectrique.
Ainsi, selon une variante non limitative de l'invention, on choisit selon l'invention (épaisseur optique du premier revêtement approximativement égale à celle du troisième. On choisit alors io avantageusement l'épaisseur optique du second revêtement supérieure ou égale à 110% de la somme des épaisseurs optiques des deux autres revêtements, et de préférence correspondant à environ 110-120 % de ladite somme.
Une autre variante concernant les épaisseurs relatives des is revêtements de matériau diélectrique, tout aussi avantageuse, consiste à choisir une épaisseur optique du premier revêtement qui soit supérieure à l'épaisseur optique du troisième revêtement. L'épaisseur optique du premier revêtement peut ainsi correspondre à au moins 110 de (épaisseur optique du troisième, notamment à au moins 110 à 140 20 %, notamment 115 à 135 %, et de préférence à environ 125 % de l'épaisseur optique de ce dernier. Dans ce cas de figure, notamment, il est recommandé de sélectionner l'épaisseur optique du second revêtement en matériau diélectrique approximativement égale à la somme des épaisseurs optiques des deux autres.
2s Dans un cas comme dans l'autre, de telles proportions relatives entre les épaisseurs optiques des revêtements permettent d'obtenir des couleurs en rëflexion, et même également en transmission, qui sont appréciées sur le plan esthétique, et notamment le bleu ou le vert.
La seconde variante présente cependant un avantage so supplémentaire par rapport à la première, dans la mesure où elle optimise la "non-sensibilité" de (ensemble de l'empilement aux variations d'épaisseur des différentes couches qui le composent. Cela signifie que de légères variations d'épaisseur de Tune des couches de (empilement ne se traduisent pas par des défauts d'aspect flagrants d'un vitrage à
ss foutre ou à la surface d'un même vitrage. C'est un point qui est très important sur le plan industriel, où fon fabrique des vitrages de grande taille et/ou en grande série avec (objectif de garder aspects et per-formances les plus uniformes possibles d'une série de vitrages à (autre et, surtout, d'une zone à feutre d'un même vitrage.

-4-En termes de choix de matériau pour cet empilement de couches minces, il est recommandé de surmonter chacune des couches à
propriétés de réflexion dans l'infra-rouge, tout particulièrement en métal, d'une fine couche "barrière", et ceci surtout quand les revêtements s diélectriques qui les surmontent sont déposés par pulvérisation cathodique réactive en présence d'oxygène. Ces couches barrières protègent ainsi les couches métalliques du contact avec l'oxygène en s'oxydant elles-mêmes partiellement lors du dépôt du revêtement diélectrique supérieur. Elles sont de préférence à base d'alliage au ~o nickel-chrome, de titane, ou de tantale, et d'une épaisseur de 1 à 3 nanomètres.
Concernant les couches à propriétés dans (infra-rouge, de bons résultats sont obtenus avec des couches d'argent.
Les revêtements en matériau diélectrique sont notamment à base ~s d'oxyde de tantale, d'oxyde de zinc, d'oxyde d'étain, d'oxyde de niobium, d'oxyde de titane ou du mélange de certains de ces oxydes. II
se peut également qu'au moins fvn des revêtements soit en fait consti tué de deux couches d'oxyde superposées, l'une en oxyde d'étain, (au tre en un oxyde permettant d'améliorer le mouillage des couches à
2o propriétés de réflexion dans (infra-rouge, comme l'oxyde de tantale ou l'oxyde de niobium conformément à (enseignement de la demande de brevet français déposée le 11 février 1993 et ayant le numéro de dépôt 93/01546 et à celui de la demande de brevet européen déposée le 10 Février 1994 et ayant comme numéro de dépôt 94 400 289.8, ou encore Zs comme l'oxyde de titane.
Chacun des différents oxydes listés ci-dessus présente des avantages. En effet, (oxyde d'étain et l'oxyde de zinc présentent de grandes vitesses de dépôt lorsqu'ils sont déposés par pulvérisation cathodique réactive, ce qui est industriellement très intéressant. Par so contre, l'oxyde de tantale ou (oxyde de niobium permettent d'obtenir une durabilité accrue de (empilement face aux aggressions méca-niques ou chimiques et, en outre, favorisent un meilleur mouillage des couches d'argent lorsqu'ils sont sous jacents à celles-ci. Des oxydes mixtes peuvent offrir un compromis vitesse de dépôt/durabilité et la su-as perposition de deux couches d'oxyde permet de concilier coût des matières premières et meilleure mouillabilité des couches d'argent.
II est également à noter un avantage supplémentaire lié à
l'utilisation de (oxyde de tantale : un vitrage muni d'un empilement avec un tel matériau diélectrique peut ëtre bleu à la fois en réflexion et en

-5-transmission, ce qui est appréciable sur le plan esthétique, et également étonnant puisqu'il est usuel d'obtenir au contraire, en transmission, la couleur complémentaire de celle obtenue en réflexion, quand les couches minces en cause sont peu ou pas absorbantes.
s Le mode de réalisation préféré de l'empilement selon l'invention consiste à choisir une épaisseur de 7 à 9 nanomètres pour la première couche de métal, et une épaisseur de 11 à 13 nanomètres pour la seconde. De même, l'on choisit de préférence l'épaisseur optique du premier et du troisième revêtement en matériau diélectrique comprise ~o entre 60 et 90 nanomètres, leur épaisseur géométrique étant notamment comprise entre 30 et 45 nanomètres. L'épaisseur optique du second revêtement est choisie quant à elle comprise entre 140 et 170 na-nomètres, son épaisseur géométrique étant notamment comprise entre 70 et 80 nanomètres. On rappelle à ce propos que l'épaisseur optique ~s est définie, de manière connue, par le produit de (épaisseur géométri-que, réelle, de la couche et de (indice de réfraction du matériau qui la constitue. Selon le type d'oxyde envisagé, l'indice varie notamment entre 1,9 à 2,1 pour l'oxyde d'étain ou de tantale à environ 2,3 pour les oxydes du type oxyde de niobium.
Zo Le substrat revêtu de (empilement selon (invention peut être avantageusement incorporé dans un vitrage multiple, et notamment en tant que fun des verres d'un double-vitrage isolant. Dans ce dernier cas, le double-vitrage présente notamment une valeur de transmission lumineuse entre 60 et 70 % et un facteur solaire FS de 0,32 à 0,42, 2s caractéristiques qui le rendent tout à fait approprïé pour une utilisation dans le bâtiment. Par ailleurs, il présente de préférence en réflexion un aspect visuel quasiment inchangé quel que soit (angle d'incidence de vision, les valeurs de a*, b* dans le système de colorimétrie (L, a*, b*, c*) restant inchangées, inférieures à 3 et négatives.
3o II peut tout aussi bien faire partie d'un vitrage feuilleté, avec notamment une transmission lumineuse de l'ordre de 70 %.
Les détails et caractéristiques avantageuses de (invention ressortent des exemples suivants non limitatifs, illustrés à l'aide de la figure 1.
3s On précise dès à présent que, dans tous ces exemples, les dép8ts successifs des couches de l'empilement s'effectuent par pulvérisation cathodique assistée par champ magnétique, mais que toute outre technique de dépôt peut ètre envisagée à partir du moment où elle f- 21294~~
permet un ban contrôle et une bonne maitrise des épaisseurs des couches a déposer.
Les substrats sur lesquels sont déposés les empilements sont des substrats de verre silico-sodo-calcique de 4 millimètres d'épaisseur sauf s pour les derniers exemples 7 à 10 où les substrats sont de 6 millimètres. En double-vitrages, ils sont assemblés à un autre substrat identique au premier mais nu, par (intermédiaire d'une lame de gaz de 10 millimètres, sauf pour les derniers exemples 7 à 10 où la lame de gaz fait 12 millimëtres.
to La figure 1 représente (empilement selon (invention et ne respecte pas les proportions quant aux épaisseurs des couches afin que sa lecture en soit facilitée. On y voit le substrat 1 pré-défini, surmonté d'une première couche d'oxyde d'étain ou de tantale 2, d'une première couche d'argent 3, d'une couche barrière en alliage Ni-Cr ou en titane ts (partiellement oxydés) 4, d'une seconde couche d'oxyde d'étain ou de tantale 5, d'une seconde couche d'argent 6, d'une autre couche barrière 7 identique à la précédente et finalement d'une dernière couche 8 de fun des mêmes oxydes.
L'installation de dépôt comprend au moins une chambre de 2o pulvérisation munie de cathodes équipées de cibles en matériaux appropriés sous lesquels le substrat 1 passe successivement. Ces conditions de dépôt par chacune des couches sont les suivantes * les couches 3, 6 à base d'argent sont déposées à l'aide d'une cible en argent, sous une pression de 0,8 Pa dans une atmosphère d'argon, 2s * les couches 2, 5, 8 lorsqu'elles sont à base de Sn02 sont déposées par pulvérisation réactive à l'aide d'une cible d'étain, sous une pression de 0,8 Pa et dans une atmosphère argon/oxygène dont 36 % volumique d'oxygène, * les couches 2, 5, 8 lorsqu'elles sont à base de Ta20s ou de Nb20s sont 3o déposées par pulvérisation réactive à (aide respectivement d'une cible de tantale ou d'une cible de niobium, sous une pression de 0,8 Pa et dans une atmosphère argon/oxygène dont environ 10 % volumique d'oxygène, * les couches 4, 7 à base de Ni-Cr (ou de titane) sont déposées à l'aide 3s d'une cible en alliage nickel-chrome (ou de titane), toujours sous la même pression et dans une atmosphère d'argon.
Les densités de puissance et les vitesses de défilement du substrat 1 sont ajustées de manière connue pour obtenir les épaisseurs de couches voulues.

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Dans tous les exemples qui suivent, à l'exception du dernier, c'est l'oxyde de tantale qui esfi choisi comme matériau diélectrique pour les couches 2, 5, 8.

s Les exemples 1, 2 et 5 sont les exemples comparatifs, dans la mesure où dans ces trois cas, les couches d'argent 3, 6 sont soit d'épaisseurs quasiment égaies (exemple 1 ) soit d'épaisseurs différentes, mais dont lo dissymétrie est inversée par rapport à celle préconisée selon l'invention (exemples 2 et 5).
io Les exemples 3 et 4 suivent les enseignements de l'invention.
Le tableau 1 ci-dessous précise pour, chacun des exemples, la nature et les épaisseurs (en nanomètres) des couches de l'empilement en question. Les couches barrières 4, 7 sont notées Ni-Cr, sachant qu'elles sont en fait partiellement oxydées une fois toutes les couches ~s déposées.
TA~LFAII 1 Ex.1 Ex.2 Ex.3 Ex.4 Ex.5 Verre - - - - -TazOs 36.5 34.5 32 32 32 Ni-Cr 2 2 2 3 2 TazOs 77.5 94.5 77.5 72.5 77.5 A 6 11 8 12 12.5 $

Ni-Cr 2 2 2 2 2 TazOs 33.5 35 33.5 32 33.5 Le tableau 2 ci-dessous indique pour chacun des exemples précédents les valeurs de transmission lumineuse T~ en pourcentage, de facteur solaire FS calculé selon la norme DIN 67507 (Annexe A 233) en 2o pourcentage, les valeurs de longueur d'onde dominante lambda-dom-t en nanomètres et lo pureté de coloration qui y est associée pt, en pourcentage. De même y sont indiquées les valeurs de réflexion lumineuse R~ pourcentage, de longueur d'onde dominante en réflexion lambda-dom-r et de pureté en réflexion p.r. en pourcentage, les 2s mesures de colorimétrie ont été effectuées à incidence normale. Toutes ces mesures se rapportent au substrat monté en double-vitrage, en référence à (illuminant Due.

212~~8~
_8_ Ex.1 Ex.2 Ex.3 Ex.4 Ex.S

T~ 69 66 70 61 62 Lambda-dom-t493 489 498 490 478 .t. 2 5 2 4 b R~ 12 19 10 10 21 Lambda-dom-r561 641 486 487 574 .r. 3 9 3 6 35 Par ailleurs, ont été rassemblées dans le tableau 3 ci-dessous les valeurs de longueur d'onde dominante en réflexion lambda-dom-r, de pureté en réflexion p.r. pour certains des exemples précédents (les s substrats étant toujours montés en double-vitrage), mais cette fois mesurées avec un angle d'incidence par rapport à la normale au plan du substrat de respectivement 60 et 70°.
Ex. 1 Ex. 2 Ex. 3 Ex. ~
Lambda-dom-r /60°) 470 569 480 571 p.r. (60°) 5.4 3 4.68 8 R~ 60° 19 28 20 27 Lambda-dom-r (70°) 462 490 481 -498 p.r. (70°) 4.3 4 3.0 0.8 R~ 70° 32 39 34 36 D'autres mesures de colorimétrie à angles d'incidence 0° et 60°
~o ont été effectuées, cette fois dons le système (L*, a*, b*/, ceci pour les exemples 2 et 3 ainsi que pour (exemple 5 qui est en tout point ïdentique à l'exemple 3 mis à part le fait que les couches d'argent 3 et 6 ont été
inversées, et qui se trouve donc en dehors des conditions préconisées par (invention.
~s Le tableau 4 ci-dessous regroupe les valeurs de a* et b*, ainsi que c* appelée saturation et égale à la racine carrée de la somme des carrés de a* et b*.

Ex. 2 - Ex. 3 Ex. 5 a* (0°) 12.2 - 0.9 - 2.2 b* (0°) 3.1 - 3.1 22 c* 0° 12.6 3.2 22.1 a* (60°) - 1 - 0.9 -1.7 b* (60°) 2 - 3 6 c* 60° 2.2 3.13 6.2 De toutes ces données peuvent être tirées les conclusions suivantes.
A angle d'incidence normal, c'est en conférant des épaisseurs s différentes aux deux couches d'argent, et seulement de manière à ce que la couche d'argent la plus proche du substrat soit significativement la plus mince, que l'on peut obtenir des vitrages qui soient bleus en ré
flexion.
II est à noter que les vitrages selon l'invention, tout particulièrement ~o quand le diélectrique choisi est de (oxyde de tantale, sont bleus également en transmission.
Seuls les exemples 3 et 4 présentent en effet des valeurs de lambda-dom-r de l'ordre de 486 manomètres et de lambda-dom-t de 490 manomètres, ceci d'après le tableau 2.
~s Au contraire, les vitrages des exemples 1 et 5, présentent en rëflexion une teinte dans les jaunes tandis que celui de (exemple 2 est dans les rouges-pourpres.
En outre la pureté de coloration en réflexion p.r. de (exemple 2, proche de 10 % est nettement supérieure à celle des exemptes 3 et 4 2o selon l'invention. (Cette valeur de p.r est encore bien plus élevëe pour (exemple 5).
Par ailleurs, les vitrages des exemples 3 et 4 selon (invention présentent une bonne sélectivité d'au moins 1,6 ou 1,7 avec un facteur solaire qui reste inférieur ou égal à 42 %.
Zs Donc (obtention d'une colorimétrie favorable selon (invention ne s'obtient pas au détriment des performances de protection anti-solaire des vitrages en question.
Les tableaux 3 et 4 permettent d'évaluer le caractère d'homogénéité de l'aspect en réflexion des vitrages selon certains des so exemples précédents. Du tableau 3, on constate que le vitrage selon (exemple 3 conforme à (invention conserve une couleur bleue en 212~~~38 - io-réflexion, avec une valeur de lambda-dom-r qui reste quasiment constante vers 486 à 0° à 481 à 70°, la pureté en réflexion restant également très modérée.
Au contraire, le vitrage selon (exemple 1, où les couches d'argent s ont approximativement la même épaisseur, passe d'une couleur en réflexion jaune à incidence normale à une couleur bleue puis violette à
60 puis 70°.
Du tableau 4, on peut confirmer que seul l'exemple 3 selon (invention permet de garder un aspect coloré en réflexion identique ~o quel que soit fangfe d'incidence, puisque les valeurs de a* et b* restent quasiment inchangées, de même que la saturation c*.
Ce n'est pas le cas des vitrages des exemples 2 et 5, où les valeurs de a* et b* changent totalement selon (angle d'incidence. Ainsi, la valeur de a* passe, pour le vitrage de (exemple 2, d'une valeur positive ~s très élevée de 12,2 à 0°, à une valeur négative et très faible de -1 à 60°.
Seuls les exemples selon l'invention concilient donc sélectivité et homogénéité d'aspect.
EXEMPLES b ET 7 Ces deux exemples utilisent cette fois comme matériau 2o diélectrique non plus de l'oxyde de tantale mais de (oxyde d'étain et en utilisant pour faire les couches bamères soit du titane (exemple b), soit du Ni-Cr (exemple 7).
Le tableau 5 ci-dessous indique les valeurs d'épaisseur (en nanomètres) mises en jeu pour chacune des couches de l'empilement :, Ex. 6 Ex. 7 Verre 1 ,-Sn02 2 34 32 A 3 8 g Ti ou Ni-Cr 4 1 1.5 Sn02 5 77 74.5 A 6 12 11.6 Ti ou Ni-Cr 7 1 1.5 Sn02 8 35 33 Les substrats ainsi revëtus ont été montés en double-vitrages comme expliqué plus haut. des mesures photométriques sur les double-vitrages ont été rassemblées dans le tableau 6 ci-dessous (mesures à incidence normale) _»_ Ex. 6 Ex. 7 T~ 66 65 10.4 9.4 Lambda-dom-r 511 484 .r. 2 2 a* - - 0.5 b* _ - 1.1 Ces vitrages, comme ceux des exemples 3 et 4, ne présentent pas de modification significative de leur aspect visuel en réflexion quel que soit l'angle de mesure. Ils présentent en réflexion une couleur se situant s plutôt dans les verts pour l'exemple 6 et plutôt dans les bleus pour l'exemple 7, couleurs qui restent cependant très neutres, vu les très fai-bles valeurs de pureté qui y sont associées.
Les vitrages feuilletés qui incorporent les substrats recouverts de (empilement selon (invention conservent la colorimétrie favorable ~o observée dans le cas des substrats monolithiques ou montés en double-vitrages.
Ainsi, le substrat recouvert de l'empilement selon (exemple 3 précédent a été assemblé à un autre substrat du même type mais dépourvu de couche à (aide d'un film standard de polyvinylbutyral de is 0,3 millimètre d'épaisseur.
Le tableau 7 ci-dessous regroupe pour ce vitrage feuilleté les valeurs déjà explicitées de T~ p.t, lambda.dom.t, a* et b* concernant l'aspect en transmission, ainsi que les valeurs correspondantes R~, p.r, lambda-dom-r, a* et b* concernant (aspect en réflexion du côté du zo substrat muni de l'empilement de couches : (mêmes unités que précëdemment).

212~4~8 p.t. 1.2 lambda-dom-t 502 a* - 3.27 b* 0.52 p.r, g lambda-dom-r 483 a* - 2.2 b* ~ - 4.4 De ce tableau 7, on peut constater qu'incorporer les substrats recouverts selon l'invention dans une structure de vitrage feuilleté
n'altère pas leur colorimétrie esthétique : le vitrage feuilleté ainsi obtenu s reste dans les bleus ou verts aussi bien en transmission qu'en réflexion.
Les exemples précédents 3, 4 et 6 conformes à l'invention se rapportent à la "première variante" de l'invention évoquée plus haut, c'est-à-dire respectent un choix d'épaisseurs relatives entre les trois couches d'oxyde 2, 5 et 8 bien spécifique et approximativement le io suivant : (épaisseur de la couche 2 est approximativement égale à celle de la couche 8, et (épaisseur de la couche 5 "du milieu" est un peu supérieure à (a somme des épaisseurs des deux autres 2 et 8 (dans ces exemples, on peut parler indifféremment d'épaisseur géométrique ou d'épaisseur optique, puisque les trois couches sont constituées d'un ~s même oxyde).
La "seconde variante" selon l'invention va maintenant être illustrée à l'aide des exemples suivants, et tout particulièrement à (aide de (exemple 8. Dans cette variante, les rapports d'épaisseur entre les couches d'oxyde 2, 5 et 8 sont un peu modifiés, (épaisseur optique de la 2o couche 2 étant sensiblement (de 25 % notamment) supérieure à celle de la couche 8. L'épaisseur optique de la couche 5 (ou la somme des épaisseurs optiques des différentes sous-couches qui la composent) est ici plutôt approximativement égale à la somme des épaisseurs optiques des deux autres couches 2 et 8.
2s EXEMPLE 8 Le substrat selon cet exemple 8 est recouvert d'un empilement proche de celui décrit pour l'exemple 7 : les couches 2, 5 et 8 sont également en oxyde d'étain, mais d'épaisseurs différentes.

212'~~:88 Le tableau 8 ci-dessous indique les valeurs d'épaisseurs (en manomètres) de toutes les couches de l'empilement en question.

Ex. 8 Verre 1 Sn02 2 41 Ni-Cr 4 1.5 Sn02 5 74.5 Ni-Cr 7 1.5 Sn02 8 33 le substrat est monté en double-vitrage. Les mesures s photométriques réalisées sur le double-vitrage ont été rassemblées dans le tableau 9 ci-dessous (mesure à incidence normale) T~ 65 R~ 9.1 lambda-dom-r 486 p.r.
a* - 0.7 b* - 0.5 En comparant ces résultats à ceux obtenus notamment avec l'exemple 7, on constate que l'on obtient des valeurs de T~ et F.S
io identiques. Concernant (aspect en réflexion, il se situe également dans les bleus, avec une couleur encore plus neutre, puisque la pureté est d'environ 1 % et que les valeurs de a* et b* sont toutes les deux nettement inférieures à 1. Un autre avantage du type d'empilement selon l'exemple 7 est qu'il autorise plus facilement de légères variations ~s d'épaisseur des couches de (empilement, d'un point à l'autre du substrat, sans induire de modifications perceptibles de son ospect visuel.
Ainsi, si l'on fait des mesures de a* et b* en réflexion en différents points du substrat selon (exemple 8 monté en double-vitrage, on constate que les différences de valeur restent globalement inférieures à
20 1, c'est-à-dire des différences non perceptibles par foeil humain, même si les couches présentent des variations d'épaisseurs locales de +/- 4 %

chacune. C'est très important sur le plan industriel, car cela permet d'obtenir plus aisément des vitrages à la fois homogènes, c'est-à-dire ne présentant pas de modifications d'aspect locales, et reproductibles, c'est-à-dire d'aspect identique d'un vitrage à l'autre ou d'une série de s vitrages à une autre. Ceia signifie que, pour une ligne de fabrication donnée, qui a sa propre limite en terme de performances, et notamment en termes de régularités de couches obtenues, un tel empilement se révèlera moins "sensible" que d'autres aux variations d'épaisseur de couches qu'impose la ligne, et sera donc, globalement, to de meilleure qualité optique.
A l'inverse, si ton impose une qualité optique donnée, on peut, avec ce type d'empilement, utiliser une ligne de fabrication dans des conditions moins draconniennes ou utiliser une ligne un peu moins performante.
~s On peut par ailleurs noter qu'il est également avantageux sur le plan industriel que la couche 5 sait d'une épaisseur à peu près égale à
la somme des épaisseurs des couches 2 et 8. En effet, il suffit alors d'utiliser deux cibles, ici d'étain, dont on peut régler les puissances délivrées "une fois pour toutes" dans leurs chambres de dépôt 2o respectives : La couche 2 est alors obtenue par passage du substrat sous l'une des cibles avec des réglages permettant le dépôt d'une épaisseur adéquate pré-définie. De même, la couche 8 est obtenue par passage du substrat sous la seconde cible avec des réglages permettant d'obte-nir le dépôt d'une épaisseur adéquate là encore pré-définie. Quant à la 2s couche 5, elle est obtenue par passages consécutifs du substrat sous chacune des cibles, de manière à ce que sur le substrat se superposent une épaisseur de couche correspondant à celle de la couche 2 (ou 8) puis une épaisseur de couche correspondant à celle de la couche 8 (ou 2), soit en fait la somme des épaisseurs de ces deux couches, sans faire 3o appel à une troisième cible.

Ces exemples ont pour but d'optimiser la mouillabilité, et donc les performances, d'au moins une des couches d'argent. Ils suivent l'enseignement de la demande de brevet européenne de numéro de 3s dépôt 94 400 289.8 précitée - Dans le cas des exemples 9 et 10, les couches 2 et 8 sont comme précédemment en oxyde d'étain, mais la couche 5 est subdivisée en deux couches superposées, la première 5 en oxyde d'étain, la seconde notée 5 bis en oxyde de tantale (pour (exemple 9) ou en oxyde de 212~~~~8 -,5.
niobium (pour l'exemple 10). Une mince sous-couche métallique peut étre prévue optionnellement sous !a couche d'argent 6, en NiCr ou en Sn.
- Dans le cas des exemples 11 et 12, la couche 2 est en outre, elle s aussi, subdivisée en deux couches superposées, la première 2 en oxyde d'étain, la seconde notée 2 bis en oxyde de tantale (pour (exemple 11 ) ou en oxyde de niobium (pour l'exemple 12). Une mince sous-couche métallique optionnelle peut être également prévue sous le couche d'argent 3.
~o Donc, dans le cas des exemples 9 et 10, on optimise la mouillabilité de la seconde couche d'argent 6, tandis que dans le cas des exemples 11 et 12, la mouillabilité des deux couches d'argent 3, 6 se trouve optimisée.
Le tableau 10 ci-dessous rappelle les épaisseurs, toujours en ~s nanomètres, des couches en présence Ex. 9 et 10 Ex. 11 et 12 verre 1 - -Sn02 2 41 30 - 31 Ta20s ou Nb20s 2 bis 0 10 Ni-Cr 4 1.5 1.5 Sn02 5 b4 64 Ta20s ou Nb20s 5 bis 10 10 Ni-Cr 7 1.5 1.5 Sn02 8 33 33 On a constaté une légère amélioration des performances anti-solaires de l'ensemble des empilements. En outre, utiliser des oxydes connus pour leur durété, comme l'oxyde de tantale ou de niobium, 2o contribue a optimiser la durabilité de (empilement global, tout particulièrement sa durabilité mécanique. Cette augmentation de la résistance mécanique est notamment particulièrement prononcée pour les exemples 11 et 12.
En conclusion, les vitrages selon (invention présentent à la fois une 2s bonne sélectivité de l'ordre de 1,70, un aspect visuel homogène et agréable à foeil (notamment une couleur bleue ou verte en réflexion, et éventuellement également en transmission), ainsi qu'une palette de -~ 212~4~8 valeurs de transmission lumineuse qui les rend très aptes à être utilisés en tant que vitrages de protection solaire dans le bâtiment, notamment sous forme de double-vitrages, l'empilement de couches minces se trouvant de préférence en face 2. (les faces sont conventionnellement s numérotées à partir de l'extérieur vers l'intérieur de (habitacle ou du local en question.
Les substrats recouverts des couches suivant (enseignement de (invention peuvent également être utilisés avec profit pour fabriquer des vitrages feuilletés.

Claims

1. Un vitrage multiple, comprenant un substrat transparent (1) à multi-couches minces sur lequel sont déposés successivement:
un premier revêtement en matériau diélectrique (2), une première couche (3) à propriétés de réflexion dans l'infra-rouge, un second revêtement en matériau diélectrique (5), une seconde couche (6) à propriétés de réflexion dans l'infra-rouge un troisième revêtement en matériau diélectrique (8), caractérisé en ce qu'une une épaisseur de la première couche (3) correspond à environ 50 à 75 d'une épaisseur de la seconde couche (6), de manière à ce qu'un aspect optique dudit vitrage en réflexion extérieure reste généralement identique quel que soit un angle d'incidence, avec des valeurs a* et b* dans un système de colorimétrie (L, a*, b*, c*) restant généralement inchangées, inférieures à 3 et de signe négatif.

2. Le vitrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la première couche (3) correspond à environ 65% de l'épaisseur de la seconde couche (6).

3. Le vitrage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une épaisseur optique du second revêtement en matériau diélectrique (5) est au moins égale à 110 % d'une somme d'une épaisseur optique du premier revêtement (2) et d'une épaisseur optique du troisième revêtement (8).

4. Le vitrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'épaisseur optique du second revêtement (5) correspond à environ 110-120% de la somme de l'épaisseur optique du premier revêtement (2) et de l'épaisseur optique du troisième revêtement (8).

5. Le vitrage selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les épaisseurs optiques du premier revêtement (2) et du troisième revêtement (8) sont sensiblement égales.

6. Le vitrage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une épaisseur optique du premier revêtement (2) est supérieure à une épaisseur optique du troisième revêtement (8).

7. Le vitrage selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'épaisseur optique du premier revêtement (2) correspond à au moins 110% de l'épaisseur optique du troisième revêtement (8).

8. Le vitrage selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'épaisseur optique du premier revêtement (2) correspond à au moins 125% de l'épaisseur optique du troisième revêtement (8).

9. Le vitrage selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'une épaisseur optique du second revêtement (5) est approximativement égale à
une somme des épaisseurs optiques des premier et troisième revêtements (2, 8).

10. Le vitrage selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chacune des couches à propriétés de réflexion dans l'infra-rouge (3, 6) est surmontée d'une fine couche métallique (4, 7) "barrière" partiellement oxydée.

11. Le vitrage selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite fine couche métallique comprend un alliage sélectionné dans le groupe comprenant un alliage nickel chrome et un aliage titane.

12. Le vitrage selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que ladite fine couche métallique a une épaisseur de 1 à 3 nanomètres.

13. Le vitrage selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les couches (3, 6) à propriétés de réflexion dans l'infra-rouge sont à
base d'argent.

14. Le vitrage selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'au moins un des trois revêtements en matériau diélectrique (2, 5, 8) est à
base d'un matériau sélectionné dans le groupe comprenant un oxyde de tantale, un oxyde d'étain, un oxyde de zinc, un oxyde de niobium, un oxyde de titane et un mélange desdits oxydes.

15. Le vitrage selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que au moins un des trois revêtements (2, 5, 8) est constitué d'une première couche d'oxyde d'étain surmontée d'une seconde couche sélectionnée dans le groupe comprenant une couche d'oxyde de tantale, une couche d'oxyde de niobium et une couche d'oxyde de titane.

16. Le vitrage l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la première couche à propriétés de réflexion dans l'infra-rouge (3) a une épaisseur comprise entre 7 et 9 manomètres.

17. Le vitrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la seconde couche à propriétés de réflexion dans l'infra-rouge (6) a une épaisseur comprise entre 11 et 13 manomètres.

18. Le vitrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le premier (2) et le troisième (8) revêtement en matériau diélectrique ont chacun une épaisseur optique comprise entre 60 et 90 manomètres et en ce que le second revêtement en matériau diélectrique (5) a une épaisseur optique comprise entre 140 et 170 manomètres.

19. Le vitrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il présente une transmission lumineuse (T L) comprise entre 60 et 70% et un facteur solaire (F S) compris entre 0.32 et 0.42.

20. Le vitrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il présente une couleur en réflexion extérieure dans les bleus.

21. Le vitrage selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il présente une couleur dans les bleus également en transmission.