KR100700800B1 - 일사 조정성 피복물 및 피복된 제품 - Google Patents
일사 조정성 피복물 및 피복된 제품 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100700800B1 KR100700800B1 KR1020017005809A KR20017005809A KR100700800B1 KR 100700800 B1 KR100700800 B1 KR 100700800B1 KR 1020017005809 A KR1020017005809 A KR 1020017005809A KR 20017005809 A KR20017005809 A KR 20017005809A KR 100700800 B1 KR100700800 B1 KR 100700800B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- refractive index
- layer
- glass
- coating
- coating layer
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 228
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 230
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 176
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 171
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 80
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 78
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 77
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 77
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 75
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 28
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 28
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 18
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 15
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 claims description 12
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 claims description 12
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 7
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 claims description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims 3
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 20
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 abstract description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 33
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 27
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- CJYDNDLQIIGSTH-UHFFFAOYSA-N 1-(3,5,7-trinitro-1,3,5,7-tetrazocan-1-yl)ethanone Chemical compound CC(=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 CJYDNDLQIIGSTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- YMLFYGFCXGNERH-UHFFFAOYSA-K butyltin trichloride Chemical compound CCCC[Sn](Cl)(Cl)Cl YMLFYGFCXGNERH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000005329 float glass Substances 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006124 Pilkington process Methods 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 1
- LJCFOYOSGPHIOO-UHFFFAOYSA-N antimony pentoxide Chemical compound O=[Sb](=O)O[Sb](=O)=O LJCFOYOSGPHIOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- DAMJCWMGELCIMI-UHFFFAOYSA-N benzyl n-(2-oxopyrrolidin-3-yl)carbamate Chemical compound C=1C=CC=CC=1COC(=O)NC1CCNC1=O DAMJCWMGELCIMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010230 functional analysis Methods 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000985 reflectance spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000009418 renovation Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/283—Interference filters designed for the ultraviolet
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
- C03C17/3417—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
본 발명은 박막의 간섭 및 흡수 효과를 조합시켜 적어도 자외선(UV)을 차단하기 위해 주로 무기성 피복물로부터 유래하는 고굴절률 및 저굴절률을 갖는 피복물들의 교번 층들(alternating layers)을 포함하는, 투명 물질 또는 유리 기판상의 다층 피복 합성물에 관한 것이다. 상기 다층 피복된 제품은 어느 정도 가시적으로 투명한, 투명 유리, 엷은색 유리(tinted glass), 일사 조정성 유리(solar control glass) 또는 착색 유리(colored glass) 기판을 갖는다. 상기 기판 위에는 또한 어느 정도 가시적으로 투명하며 고굴절률 및 저굴절률로 구성된 군에서 선택된 굴절률을 갖는, 주로 무기성 피복물인 제 1 금속-함유 피복물 층이 위치한다. 이 제 1 피복물 층 위에는 상당히 가시적으로 투명하며 상기 제 1 피복물의 굴절률과 반대의 굴절률을 갖는, 주로 무기성 피복물인 제 2 금속-함유 피복물 층이 위치한다. 이 제 2 금속-함유 피복물 층 위에는 어느 정도 가시적으로 투명하며 상기 제 1 피복물 층의 굴절률 범위내의 굴절률을 갖는, 주로 무기성 피복물인 제 3 금속-함유 피복물 층이 위치한다. 추가의 피복물 층들을 이들 제 1 내지 제 3 피복물 층들 위에 또는 아래에 또는 이들 사이에 배치시켜 다양한 광 반사 및/또는 광 흡수 특성을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 피복된 제품의 자외선 반사율 및/또는 근적외선 반사율을 개선시키고/시키거나 가시광선 투과율을 향상시키기 위한, 투명 제품의 일사 조정성 피복물(solar control coatings)에 관한 것이다.
본 출원은 본원에 참고로 인용되고 1998년 11월 9일자로 출원된 "일사 조정성 피복물 및 피복된 제품(Solar Control Coatings and Coated Articles)"이란 명칭의 미국 특허원 제 60/107,677 호의 이점을 청구한다.
상업적인 건물 및/또는 주택의 건축 및 개조, 및 동력차 및 항공기의 제조와 같은 산업에서 사용되는, 유리, 특정 플라스틱 및 유리와 플라스틱의 적층물과 같은 투명 제품들에는 이들 특정 산업들의 특성상 일사 조정 성능이 요구된다. 예를 들어, 자동차 산업에서 디자이너들은 기능적이면서 동시에 외관상 호감이 가는 투명 물질들을 윈도우(window) 및 방풍유리로서 자동차 디자인에 포함시킨다. 태양 에너지에 노출됨에 따라 자동차내 객실에 축적되는 열은 냉난방장치로 관리할 수 있다. 열이 다량으로 축적됨에 따라 상기 냉난방장치에 대한 수요가 늘어남은 물론이다. 따라서, 윈도우를 통한 열의 축적을 감소시키는 것이 디자이너들의 관심거리였다. 또한, 자동차내 객실에서 실내 디자인이 더욱 정교해지는 추세에 따라, 이러한 실내 장식품들에 대한 자외선(UV)과 적외선(IR) 태양 에너지의 영향에 관심이 쏠리고 있다. 고려되는 또다른 인자는 방풍유리와 같은 특정 용도의 투명 물질들에 대한 정부의 규제 기준중 가시광선 투과율 기준을 만족시키는 것이다. 더 낮은 적외선 투과율 및 더 낮은 총 태양 에너지 투과율을 제공하는 투명 물질들이 자동차 실내에서 열의 축적을 감소시키는데 바람직할 수 있지만, 또한 방풍유리 투명 물질의 색과도 어느 정도 조화를 이루어야 한다. 이러한 특성들을 갖는 유리는 자동차 분야 뿐만 아니라 건축 용도에서도 매우 바람직할 것이다. 또한 이러한 유리를 제조하기 쉬운 플로트(float) 유리 제조 방법에 따라 부합하게 제조할 수 있다면 더욱 바람직할 것이다.
예를 들어, 일부 자동차 시장에서는 유리 투명 물질들이 10% 미만의 자외선 투과율 및 50% 미만의 총 태양 에너지 투과율(TSET)을 가져야 한다. 이러한 시장 기준을 만족시키기 위한 시도로서 유리 조성물에 이산화티탄(TiO2) 및 이산화세륨(CeO2)을 첨가하여 자외선을 차단하는 피복되지 않은 기판이 제조되어 왔다. 그러나, 상기 첨가제들로 인해 기판의 가격이 상당히 상승되었으며, 또한 이러한 제품은 단지 녹색 유리로서만 구입할 수 있었다. 이에, CeO2를 사용하지 않으면서도 목표로 하는 조건들을 달성하기 위해 자외선 및 근적외선(NIR) 흡수 첨가제들이 포함된 유기성 피복물을 개발할 수 있으나, 이러한 유기성 피복물들은 피복되지 않은 유리 기판들에서 일반적으로 수득되는 바와 같은 내구성이 부족하다.
본 발명의 목적은 특정한 자동차 시장에서 통용될 수 있도록 자외선 투과율이 특히 10% 미만으로 감소되고 동시에 NIR 투과율도 감소된 피복된 투명 물질들 또는 유리를 제공하고, 가능하다면, 이러한 일사 조정성 유리 투명 물질들을 경제적으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1에서 곡선 A는 투명 유리상의 2.55의 굴절률을 갖는 티타니아 피복물에 대한 이론적인 광 반사율(%) 대 광 스펙트럼(spectrum)의 파장(nm)을 도시한 곡선으로서, 가시광선 스펙트럼에 대한 반사율을 나타내며, 이때 광원은 공기 매질중에서 백색이었고, 기판은 380nm의 기준 파장에서 투명 유리이며, 반사각은 0.0°이었고, 가장 적합한 검출기를 사용하였다. 곡선 B는 플로트 유리상의, 고굴절률(H)을 갖는 티타니아와 저굴절률(L)을 갖는 실리카의 3층 SHLH(이때, S는 기판을 나타낸다) 피복물에 대한 반사율 대 파장을 도시한 곡선이다.
도 2에서 곡선 A는 솔라그린(solargreen, 등록상표) 유리로서 구입가능한 녹색 유리상의 SHLH 피복물 스택(stack)에 대한 이론적인 반사율 대 파장을 도시한 곡선이고, 곡선 B는 SHLHLL 피복물 스택에 대한 이론적인 반사율 대 파장을 도시한 곡선이다. 광원, 매질, 검출기 및 반사각은 도 1에서와 동일하다.
도 3은 330nm의 목적 파장을 갖는 투명 유리 기판상의 SLHL 피복물 스택에 대한 이론적인 투과율 대 파장을 도시한 그래프이다. 곡선 A는 TiO2 피복물 층에서의 흡수를 고려한 경우의 곡선이고, 곡선 B는 TiO2 피복물 층에서의 흡수를 고려하지 않은 경우의 곡선이며, SiO2 피복물 층에서의 흡수는 무시하였다. 다른 조건들은 도 1에서와 유사하다.
도 4는 각각 S3H3L3H3 피복물 스택(곡선 A)과 S3H3L3H3LL 피복물 스택(곡선 B)에 대한 이론적인 반사율 대 파장을 도시한 그래프이다. 곡선 B의 피복물 스택에서 마지막 SiO2 피복물 층은 가시광선 영역에서 1/4 파동 층이고, NIR 영역에서 1/8 파동 층이다. 목적 파장이 350nm인 점을 제외한 다른 조건들은 도 1에서와 유사하다.
도 5는 도 4에서 곡선 A로 나타낸 S3H3L3H3 피복물 스택(곡선 A)과 내부 실리카 피복물 층의 3개 층중 중간층의 일부가 불소-도핑된 산화주석(F:SnO2)으로 대체된 피복물 스택(곡선 B)에 대한 이론적인 반사율 대 파장을 도시한 그래프이다. 다른 조건들은 도 4에서와 동일하다.
도 6은 도 4에서 곡선 B로 나타낸 S3H3L3H3LL 피복물 스택(곡선 A)과 내부 실리카 피복물 층의 3개 층중 중간층의 일부가 불소-도핑된 산화주석으로 대체된 피복물 스택(곡선 B)에 대한 이론적인 반사율 대 파장을 도시한 그래프이다. 다른 조건들은 도 4에서와 동일하다.
도 7은 이론적인 반사율 대 파장을 도시한 그래프로서, 곡선 A는 TiO2가 고굴절률 피복물 층이고 불소-도핑된 산화주석이 저굴절률 피복물 층인 SHLH 스택으로부터 유래한 NIR 반사율 피크(peak)를 나타낸다. 곡선 B는 SHLH 피복물 스택 아래에 투명 전도성 산화물(TCO) 피복물 층이 추가된 SMHMH 피복물 스택에 대한 반사율 대 파장을 도시한 곡선이다. 목적 파장이 1000nm라는 점을 제외한 다른 조건들은 도 1에서와 동일하다.
도 8은 도 7의 곡선 A와 동일한, 색 억제층이 없는 피복물 스택의 이론적인 반사율 대 파장 곡선(곡선 A)을 SM/2HLH의 스택 구조를 갖는 피복물 스택의 이론적인 반사율 대 파장 곡선(곡선 B)과 비교한 그래프이다. 다른 조건들은 도 7에서와 동일하다.
도 9는 도 7의 곡선 A와 동일한, 색 억제층이 없는 피복물 스택의 이론적인 반사율 대 파장 곡선(곡선 A)을 색 억제층으로서 점증적 굴절률을 갖는 피복물 층(graded coating layer, G)을 갖는 SGHLH 피복물 스택의 이론적인 반사율 대 파장 곡선(곡선 B)과 비교한 그래프이다. 다른 조건들은 도 7에서와 동일하다.
도 10은 도 7의 곡선 A를 SGLHLH 피복물 스택의 이론적인 반사율 대 파장 곡선(곡선 B)과 비교한 그래프이다. 다른 조건들은 도 7에서와 동일하다.
도 11은 도 7의 곡선 A를 SMHMHL 피복물 스택의 이론적인 반사율 대 파장 곡선(곡선 B)과 비교한 그래프이다. 다른 조건들은 도 7에서와 동일하다.
도 12는 도 7의 곡선 A를 SHLMLMH 피복물 스택의 이론적인 반사율 대 파장 곡선(곡선 B)과 비교한 그래프이다. 다른 조건들은 도 7에서와 동일하다.
도 13은 도 7의 곡선 A를 SHLMH 피복물 스택의 이론적인 반사율 대 파장 곡선(곡선 B)과 비교한 그래프이다. 다른 조건들은 도 7에서와 동일하다.
도 14는 몇몇 안티몬-도핑된 산화주석 피복물들에 대한 태양광선 흡수율 대 파장을 도시한 그래프로서, 안티몬의 양이 증가될수록 전기전도성이 떨어지고, 피복물이 상당량의 태양 복사에너지를 흡수하기 시작한다는 사실을 알 수 있다.
도 15는 도 7에서 곡선 A로 나타낸 스택의 이론적인 광 투과율(%) 대 파장 곡선(곡선 A)을 안티몬-도핑된 산화주석의 단일 피복물 층으로 구성된 피복물 층 스택의 이론적인 투과율 대 파장 곡선(곡선 B)과 비교한 그래프이다. 다른 조건들은 도 7에서와 동일하다.
도 16은 도 7에서 곡선 A로 나타낸 스택 대 G, 안티몬-도핑된 산화주석 및 불소-도핑된 산화주석의 피복물 스택(투과율 대 파장 곡선 B)으로부터 수득된 이론적인 광 투과율 곡선을 도시한다. 다른 조건들은 도 15에서와 동일하다.
도 17은 도 16에서 곡선 B로 나타낸 피복물 스택과 유사한 피복물 스택에서 더 두꺼운 안티몬-도핑된 산화주석 층을 갖는 스택(곡선 A)과 TiO2의 외부 피복물 층을 갖는 스택(곡선 B)의 이론적인 광 투과율 곡선들을 도시한다. 다른 조건들은 도 15에서와 동일하다.
도 18은 도 17에서 곡선 A로 나타낸 피복물 스택(곡선 A)과 불소-도핑된 산화주석 층이 제거되어 점증적 굴절률 층, 안티몬-도핑된 산화주석 층 및 TiO2 층으로만 구성된 피복물 스택(곡선 B)의 이론적인 광 투과율 곡선들을 도시한다. 다른 조건들은 도 15에서와 동일하다.
도 19는 도 15에서 곡선 B로 나타낸 피복물 스택과 유사한 투명 유리 기판상의 안티몬-도핑된 산화주석 단일층을 갖는 피복물(곡선 A)과 이산화티탄의 오버 코트를 갖고 두께가 1800Å으로 감소된 안티몬-도핑된 산화주석 층을 갖는 피복물 스택(곡선 B)의 이론적인 광 투과율 곡선들을 도시한다. 다른 조건들은 도 15에서와 동일하다.
도 20은 2가지 곡선들에 대한 이론적인 광 투과율을 도시한다. 곡선 A는 H가 TiO2이고 L이 실리카인 SHLHLH 구조의 5층 피복물에 대한 투과율을 나타낸다. 곡선 B는 L이 불소-도핑된 산화주석인 동일한 구조의 피복물 스택에 대한 투과율을 나타낸다. 다른 조건들은 도 15에서와 동일하다.
본 발명에서, 투명 물질 또는 유리 기판들상의 다층 피복 합성물은, 박막 간섭 및 흡수 효과들을 조합하여 적어도 자외선을 차단하기 위해, 각각 고굴절률 및 저굴절률을 갖는 주로 무기성 피복물로 구성된 교번 층들(alternating layers)을 포함한다. 자외선 투과량은 피복물 층들의 층수와 기판 특성들의 함수이다. 예를 들어, 자외선 투과량은 일사 조정성 유리상에 3개의 층수와 같은 적은 수의 층들을 피복시킴으로써 감소시킬 수 있다. 이는 자외선을 차단하기 위한, 티타니아와 실리카의 교번 층들을 사용하여 이루어질 수 있다. 이 경우, 층들의 두께는 티타니아의 경우 약 300Å이고 실리카의 경우 약 550Å이다.
선택적으로 또는 추가로 상기 다층 피복 합성물은 NIR을 차단하기 위해 약 1041 내지 1725Å 두께의 티타니아 및 실리카 층들을 가질 수 있다. 피복된 유리의 TSET는 다층 피복 합성물에서 층들의 두께를 적절히 선택함으로써 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 녹색의 일사 조정성 유리상의 4층 피복물은 TSET를 37% 미만으로 낮추고, 동시에 국제 표준 기구(International Standards Organization, ISO)의 낮은 자외선 목표 기준을 만족시킬 수 있다. UV와 NIR 광투과율을 모두 감소시키는 이러한 유형의 피복물은 양호한 일사 조정 특성이 없는 다른 기판들에 대해 매우 적합하다. 또한, 본 발명은 투명 물질 또는 유리 기판상에 4층으로 다층화된 피복 합성물을 포함할 수 있다. 약 4.0mm 두께의 일사 조정성 녹색 유리상의 티타니아/실리카/티타니아/실리카의 4층 피복물은 ISO의 기준인 10% 미만의 자외선 투과율을 가지며, 동시에 70%보다 더 높은 가시광선 투과율을 유지한다. 이러한 피복물은 또한 가시광선 반사율을 약 8.0%로 낮추고, 총 태양 에너지 투과율(TSET)을 약 45% 미만으로 낮출 것이다. 또한, 상기 4층으로 피복된 투명 물질은 ISO의 기준인 10% 미만의 UV 투과율을 나타내면서, 70%보다 더 높은 가시광선 투과율을 유지하고, 총 태양 에너지 투과율을 약 36%로 감소시킬 수 있다. 상기 다층화된 피복물은 또한 가시광선 반사율을 8% 미만으로 낮출 수 있다. 방풍유리로서 사용되는 경우, 일사 조정성 유리상의 상기 4층으로 다층화된 피복물은 약 65°의 방풍유리 설치 각으로 설치될 수 있다. 이 경우, 가시광선 반사율은 약 13%로 감소될 것이다.
투명 물질 또는 유리 기판상의 또다른 적합한 다층화된 피복 합성물은 불소-도핑된 또는 안티몬-도핑된 산화주석과 같은 추가의 물질들을 포함하는 피복물을 가질 수 있다. 이들 물질들을 포함하는 피복물은 전기전도성 또는 태양광선 흡수율과 같은 다른 특성들을 나타낼 수 있다. 적절한 방식으로 제조된 안티몬-도핑된 산화주석은 녹색광을 흡수할 수 있어서 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)로부터 구입가능한 솔렉스(Solex, 등록상표) 또는 솔라그린 유리와 같은 녹색 유리의 투과된 색을 녹색에서 회색으로 변화시킬 수 있다. 안티몬-도핑된 산화주석을 포함하는 피복물로 피복된 기판을 템퍼링(tempering) 또는 어닐링(annealing) 처리와 같이 열처리함으로써 발생할 수 있는 광학 특성들의 변화는 안티몬-도핑된 산화주석 피복물의 증착 조건들 및 특정한 조성에 의해 제어될 수 있다.
피복된 투명 물질 또는 유리의 또다른 선택적인 특징들은 추가 물질들 또는 피복물을 포함시킴으로써 수득된다. 예를 들어, 기판상의 상기 다층화된 피복 합성물은 애너테이스(anatase) 상에 티타니아를 증착시킴으로써 자기 청정 특성들 또는 용이한 세정 특성들을 나타낼 수 있다. 자기 청정 특성들은 심지어 실리카 표면층을 통해 발휘될 수 있다. 또한 일사 조정성 피복물의 투과된 색은, 티타니아 또는 고굴절률 피복물 층의 전부 또는 일부를 전이금속 산화물로 대체시킴으로써 바꿀 수 있다. 상기 3개의 피복물 층을 갖는 합성물에서 반사방지 효과 및 선택적 인 심미적 요소들을 위해 4번째 피복물 층을 추가할 수 있다. 또한, 반사된 색을 바람직한 범위내에서 유지하기 위해, 이러한 다층 피복물의 두께를 조절할 수 있다.
투명 기판을 통한 광 투과율은 무기성 피복물을 사용하여 바꿀 수 있다. 이들 무기성 피복물은 광을 흡수할 수 있고, 박막의 물리적 특성을 통해 광을 흡수하거나 반사함으로써 광을 차단할 수 있다. 일반적으로 박막은 1 마이크론 이하의 막 두께를 의미한다.
자동차 및 건축 분야에서는 광의 파장에 따라 상이한 광 투과율이 요구된다. 예를 들어, 자동차의 경우 운전자가 차체 밖을 볼 수 있도록 비교적 높은 가시광선 투과율을 가지면서 동시에 가시광선 스펙트럼 이외의 태양 복사에너지는 차단하는 것이 중요하다. 이러한 기판은 이상적으로는 모든 가시광선을 동일하게 투과시키지만 태양광선 스펙트럼의 UV 및 NIR 부분의 광은 완전히 차단하는 밴드 통과 필터(band pass filter)로서 작용할 것이다. 동승자는 이러한 유리를 갖는 차량에서 더욱 편안함을 느낄 것이고, 승용차는 더 작은 냉난방장치를 사용할 수 있으므로 더욱 양호한 연료 효율성을 가질 것이다.
일반적으로 유리의 심미적 요소, 일사 조정성 및 제조상의 제약 사이에서 타협점이 찾아진다. 일사 조정성 유리는 태양광선 스펙트럼의 일부를 투과시키지 않고 반사하거나 흡수하는 유리, 예를 들어 자외선 스펙트럼 및/또는 적외선 스펙트럼 및/또는 가시광선 스펙트럼의 일부 부분을 반사하고/하거나 흡수함으로써 태양광선 스펙트럼의 특정 부분의 투과율이 낮은 유리이다. 예를 들어, 엷은 빛깔을 띠는 제품들은 마무리처리된 제품에서 철의 총량이 일반적으로 대략 0.5 내지 대략 2 중량% 범위내에 있을 수 있는 일사 조정성 유리이다. 일반적으로 상기 마무리처리된 유리에서 철의 상기 총량중 20 중량% 이상, 바람직하게는 30 내지 45 중량%가 제일철로 구성되어 있다. 일반적으로 유리의 색 및 투과율 특성에 대해 직접적이고 중요한 효과를 미치는 요소는 산화제일철(FeO) 또는 산화제이철(Fe2O3)과 같이 유리중에 존재하는 철의 균형이다. 또한, 일사 조정성 유리는 직접적인 태양열 투과율(DSHT)을 감소시키고/시키거나 자외선 복사에너지 투과율을 감소시키면서 어느 정도 원하는 가시광선 투과율을 허용하는 유리를 포함한다. 상기 일사 조정성 유리를 사생활 보호용 유리로 사용할 수도 있지만, 일사 조정성 유리는 햇빛이 뜨거운 날에 과도한 가열과 관련된 문제점들을 줄이면서 원하는 양의 가시광선을 통과시킬 수 있다. 또한, 이들 유리는 차량 실내의 사적인 셋팅(setting)을 유지할 수도 있다. 본 발명에서 기판으로 사용되는 유리는 어느 정도 가시광선 투과율을 갖는 것이거나 유리를 통해 맞은편의 물체를 식별할 수 있도록 적어도 어느 정도 투명성을 갖는 유리이다. 이러한 투명성은 사생활 보호용 유리에서는 낮다. 심미적 관심 뿐만 아니라 일사 조정성에 대한 가중치에 따라 3가지 유형의 일사 조정성 유리가 인기를 얻어 왔다. 이들은 녹색의 솔라그린 유리 및 청색의 솔렉스트라(Solextra, 등록상표) 유리이다. 솔라그린 유리 기판은 71%의 LTA 수준, 42.9%의 TSET 및 1.65의 일사 조정율을 갖는, 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 구입가능한 일사 조정성 유리이다. 상기 유리 기판의 주요 파장은 512nm이고, 그의 색은 CIELAB 색 시스템에 기술된 바와 같이 L*=88.3, a*=-8.7, b*=3.5 및 C*=9.4이다. 또한, 상기 기판의 색조 각(hue angle)은 158°이다. 특정 기판의 색이 "녹색"으로 특징화됨에도 불구하고, 이러한 유리가 그의 (a*, b*) 좌표로부터 자명한 바와 같이 약간 황색을 띠는 색조를 포함한다는 사실을 주지하여야 한다. 제조상의 제약 및 가시광선 투과율에 대한 연방정부의 규제들로 인해 여러가지 심미적 외관을 갖는 일사 조정성 유리(TSET=50%)를 상업화하는데 어려움이 있었다. 일반적으로 일사 조정성 유리는 50% 미만의 총 태양 에너지 투과율을 갖는다(TSET<50%). 상기 유리들의 예들은 솔라그린 유리 및 솔렉스트라 유리와 같이 상업적으로 구입가능하며, 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 5,830,812 호, 제 5,023,210 호 및 제 4,873,206 호에 기술되어 있다.
솔라그린 및 솔렉스트라 유리는 자외선과 같은 태양광선 스펙트럼의 특정 부분을 목표로 하기보다는 총 태양 에너지 투과율(TSET)을 감소시키는데 중점을 두고 제조된 것이다. 최근에, 일본의 자동차 시장에서부터 자동차용 투명 제품들의 조건이 솔라그린 유리에 필적할 만한 TSET 수준을 유지하면서 10% 미만의 자외선 투과율을 갖는 유리의 조건으로 바뀌기 시작했다. 이러한 유리의 상업적인 제품은 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 구입가능한 솔라블록(Solarblock, 등록상표) 유리로서 공지되어 있다. 낮은 자외선 투과율은 값비싼 첨가제인 CeO2를 다량으로 사용함으로써 수득된다. 본 발명에 따른 피복물을 사용하면, 목표하는 자 외선 투과율을 수득할 수 있고, 다른 특징들을 추가할 수 있으며, 동시에 본질적으로 CeO2를 사용하지 않을 수 있으므로 피복되지 않은 기판과 비교하여도 유리한 비용으로 제조할 수 있다.
어느 정도의 투명성을 갖는 본 발명의 다양한 박막 피복물들은 기판의 자외선 투과율을 감소시키면서 반사방지성, 더 낮은 TSET, 및/또는 자기 청정 특성 및 여러가지 반사되거나 투과된 색과 같은 추가의 특성들을 선택적으로 부여할 것이다. 다양한 피복물들을 조합하여 몇몇 특성들을 함께 제공함으로써, 가격 측면에서 뿐만 아니라 성능 측면에서도 유리할 수 있는 피복된 유리 제품을 제조할 수 있다. 이하에 기술되는 박막 구조물들은 몇가지, 바람직하게는 1가지 내지 4가지 물질들로 제조된 1층 내지 5층을 갖는다. 구성물질들로서 상이한 특성들을 갖는 물질들이 선택된다. 박막의 물리적 특성들을 이용하기 위해, 여러 굴절률(RI)을 갖는 물질들이 사용된다. 또한, 상기 물질들은 물리적으로 그리고 화학적으로 내구성을 가져야 하고, 가능하다면, 태양광선 스펙트럼의 상이한 부분의 광을 흡수하는 것과 같이 다른 특성들을 제공하여야 한다.
굴절률과 관련하여, 일반적으로 고굴절률이란 단지 저굴절률보다 더 높은 굴절률을 의미하며, 저굴절률의 경우에는 그 반대가 적용된다. 바람직하게는 고굴절률은 1.9보다 크고, 저굴절률은 1.6보다 작으며, 중간 굴절률은 1.6 내지 1.9이다. 이들 범위 사이의 구분은 뚜렷하지 않으며 인접 범위의 말단에 위치한 RI는 이웃 영역들 사이에서 상당 부분 겹칠 수 있다.
고굴절률 피복물 층과 저굴절률 피복물 층에 적합한 물질들의 비제한적인 예로는 다양한 금속 산화물, 질화물 및 이들의 합금과 혼합물을 들 수 있다. 고굴절률 물질들로는 산화아연(굴절률=1.90), 이산화티탄(TiO2)(굴절률=2.3 내지 2.7), CeO2(굴절률=1.95), 산화안티몬(Sb2O5)(굴절률=1.71), SnO2, ITO(indium tin oxide)(굴절률=1.95), Y2O3(굴절률=1.87), La2O3(굴절률=1.95), 산화지르코늄(ZrO2)(굴절률=2.05), 산화주석 및 산화인듐을 들 수 있다. 또한 이들의 합금 및 혼합물들을 사용할 수 있다. 도핑된 산화물은 자유 전자들이 존재함으로 인해 근적외선 영역에서 매우 낮은 굴절률을 갖는다. 불소- 및/또는 인듐-도핑된 산화주석은 안티몬-도핑된 산화주석보다 더 높은 굴절률을 갖는다. 낮은 굴절률을 갖는 피복물 층들로 사용되는 물질로서 비제한적인 예로는 이산화규소(SiO2)(약 1.45), Al2O3(약 1.65), B2O3(약 1.60), 실리콘 중합체, 산화마그네슘 및 빙정석을 들 수 있다.
이하에 개시하는 바람직한 피복물들은 4가지 상이한 피복물들로 구성된다. 제 1 층은 티타니아 또는 TiO2일 수 있다. 이 물질은 매우 높은 굴절률을 갖고, 자외선을 흡수하며, 화학적으로 불활성이고 내구성이 있으며, 애너테이스 형태에 증착되는 경우 광촉매적이다. 제 2 물질은 실리카 또는 SiO2이다. 이 물질도 또한 화학적으로 불활성이고 내구성이 있으나, 매우 낮은 굴절률을 갖는다.
이하에 개시하는 대부분의 구조물들은 단지 상기 2가지 물질로만 구성될 수 있지만, 독특한 특성들을 갖는 2개의 추가 물질들을 사용할 수 있다. 우선 불소-도핑된 산화주석을 들 수 있다. 이 물질은 전기전도성이 있으며, 태양광선 스펙트럼의 자외선 및 가시광선 부분에서 높은 굴절률을 가지나, 스펙트럼의 NIR 부분에서는 낮은 굴절률을 갖는다. 이러한 고유한 특성으로 인해 이들은 다양한 코팅물에 사용될 수 있다. 제 4 물질은 안티몬-도핑된 산화주석이다. 이 물질은 전체 태양광선 스펙트럼에 걸쳐 광을 흡수하며, 더욱 중요하게는 증착 공정을 변형시킴으로써 상이한 파장에서의 이들의 상대적인 흡수율을 제어할 수 있다. 즉, 이러한 피복물이 비교적 다량으로 가시광선 또는 UV 또는 NIR을 흡수하도록 만들 수 있다. 이러한 물질의 매우 고유한 특성은 녹색광을 매우 높은 수준으로 흡수할 수 있다는 점이다. 녹색 유리상에 상기 피복물을 피복시킴으로써, 녹색 유리를 회색 유리로 변화시킬 수 있으며, 따라서 흐릿한 회색의 심미성을 갖는 고성능 일사 조정성 유리를 제조할 수 있다.
전체적으로 내구성이 큰 산화물 피복물만을 사용하면, 이러한 구조물은 템퍼링된 자동차 부품들에 적합할 것이다.
그밖의 다른 물질들을 상기 기본적으로 설정된 물질들과 함께 사용할 수 있으며, 필요에 따라 고려될 것이다. 그러나, 상기 4가지 물질들을 사용하여 실질적으로 상이한 광학 특성들을 갖는 다수의 상이한 피복물들을 제조할 수 있다. 당해 분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있는 바와 같이, 온라인(on-line) 플로트 유리 공정을 사용하여 상기 물질들을 증착시키는 순서와 이들의 두께를 선택함으로써, 상기 제품들을 모두 간단한 방식으로 제조할 수 있다.
상기 기본적인 피복물들은 모두 일반적으로 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 4,610,771 호에 기재된 바와 같이 방풍유리상의 전기전도성 피복물과 유사한 방식으로 피복될 수 있다. 상기 온라인 제조 공정은 공지된 바와 유사한 장치들을 사용하여 일사 조정성 유리 기판 위에 상기 신규한 피복물들을 제조할 수 있다. 상기 피복물 층들중 임의의 피복물 층을 증착시키는 경우, 당해 분야에 공지되어 있는 임의의 다른 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 고주파에서 진공하에 스푸터링(sputtering)시키는 방법을 사용할 수 있다. 또한, 다른 기술들, 예를 들어 특히 실리카를 함유한 적절한 전구체로부터 화학적 증착(CVD) 플라즈마를 사용하거나 또는 대기압하에 기체상 열분해 방법을 사용한 음극 스푸터링 방법 등을 사용할 수 있다.
이하에서는 광학 모델로서 특정한 피복물 구성, 및 기능 분석을 자세히 기술한다. 본 발명을 제한하는 것은 아니지만, 더욱 많은 기능들이 피복물에 축적됨에 따라 다양한 구조물에 대한 이론적인 배경설명이 도입된다.
UV 차단성 피복물은 본원에 개시된 일사 조정성 피복물의 가장 간단한 형태이며, 그의 물리적 특성들은 다수의 다른 디자인들에서 공통적으로 나타난다.
피복되거나 피복되지 않은 임의의 기판과 광의 상호작용은 하기 수학식 1을 따라야 한다:
광 흡수율(A)+광 반사율(R)+광 투과율(T)의 합계는 100%가 되어야 한다. 더욱 다량의 광이 피복물에 의해서 반사되면, 더욱 적은 양의 광이 흡수되고/되거나 투과될 것이다. 자외선 반사성 피복물의 기능은 피복된 유리 제품에서 10% 미만의 UV 목표 투과율을 만족시키기 위해 필요한 만큼의 UV를 반사하는 것이다. 일부 UV는 피복물 및 유리 기판에 의해서 흡수될 것이나, 대부분의 투과율 손실은 층을 이루는 물질들과 이들의 두께를 적절히 선택함으로써 달성된 고굴절률 특성으로부터 기인한다. 기판의 UV 흡수 특성에 따라 많거나 적은 층들이 필요할 수 있다. 구체적인 예는 이하에 기술될 것이다.
기판상의 고굴절률 단일층에 의해서 달성된 최대 반사율은 용이하게 계산되며, 이러한 유형의 층은 1/4 파동 층으로 공지되어 있다. 1/4 파동 층의 두께는 하기 수학식 2에 따라 계산된다:
상기 식에서,
h는 층의 두께이고;
λ는 최대 반사율이 나타나는 파장(목적 파장)이며;
n1은 목적 파장에서의 피복물의 굴절률이다.
피복물의 물질 또는 물질들로부터 기인한 굴절률이 크거나 높다면, 이러한 층은 "H"로 지칭되고, 굴절률이 낮다면, "L"로 지칭되며, 굴절률이 중간이거나 H와 L 사이에 있다면 "M"으로 지칭된다. 피복물 스택은 이러한 용어로 용이하게 약칭될 수 있다. 예를 들어, 유리와 비슷한 중간 굴절률을 갖는 물질의 1/4 파동 층, 다음에 고굴절률을 갖는 물질의 1/2 파동 층(2개의 1/4 파동 층), 및 상부의 저굴절률을 갖는 물질의 1/4 파동 층으로 이루어진 반사방지 피복물은 기판을 S로 나타낸 경우 SMHHL로 약칭될 것이다. 각 층은 태양광선 스펙트럼의 원하는 부분에서 최대 반사율을 나타내기 위한 파장에서는 모두 1/4 파동 층임을 주지하여야 한다.
반사 강도는 하기 수학식 3을 사용하여 계산된다:
상기 식에서,
R은 반사율이고;
ns는 기판의 굴절률이고;
n0은 입사 매질의 굴절률이며;
n1은 피복물의 굴절률이다.
입사 매질은 기판이 존재하는 환경, 즉 공기 또는 다르게는 적층 구조물이다. 380nm의 파장에서 1.51의 굴절률을 갖는 투명 기판상의 2.55의 굴절률을 갖는 티타니아 피복물의 경우, 티타니아 층의 1/4 파동 두께는 372Å이고, 반사율은 26.5%일 것이다. 이 반사율은 단지 피복된 표면으로부터만 유래된 것이다. 피복물에서의 흡수율은 이후의 몇가지 예에서 무시되었지만, 포함되는 경우에는 흡수율도 고려될 것이다.
상기 피복물의 가시광선 스펙트럼에 대한 반사율은 도 1에서 곡선 A로 나타낸다. 도 1의 곡선 A로부터 최대 반사율이 380nm의 목적 파장에서 나타나며 이 최대 반사율은 태양광선 스펙트럼의 다른 모든 파장에서 감소됨을 알 수 있다.
정상적인 입사시 기판의 제 1 표면으로부터의 광 반사율은 하기 수학식 4로 나타낸다:
상기 식에서,
n0 및 ns는 각각 입사 매질 및 기판의 굴절률이다.
기판에 1/4 파동 층을 피복시키면, 하기 수학식 5에서 계산되는 등가 굴절률, n1e를 갖는 피복된 기판이 생성된다:
이어서 새로운 등가 굴절률을 상기 수학식 4의 기판 굴절률에 대입하여 피복된 기판의 새로운 반사율을 계산할 수 있다. 그 결과 새로 수득된 수학식은 하기 수학식 6과 같다:
수학식 6은 상기 수학식 4와 등가이다.
SH(LH)m으로 표기되는 기판과 피복물 스택의 등가 굴절률은 하기 수학식 7을 사용하여 계산할 수 있다:
상기 식에서, m은 피복물 스택에서 HL 또는 LH 쌍의 수이다.
이어서 임의의 층수에 따른 반사율은 상기 수학식 6 및 7을 사용하여 계산할 수 있다.
플로트 유리상의 티타니아(H) 및 실리카(L)로 이루어진 SHLH 3층 피복물은 다음과 같은 등가 굴절률과 반사율을 가질 것이다:
상기 피복물에서의 반사율 대 파장의 곡선을 하기 도 1에서 곡선 B로 도시하였다.
하기 표 1은 투명 유리, 및 솔렉스 및 솔라그린 유리와 같은 일사 조정성 유리상의, 1층, 3층 및 5층 피복물을 포함하는 몇몇 실례 및 추정예들의 성능을 요약 한 것이다:
| 예 | 기판 | 기판의 피복물 스택 | 가시광선 반사율 | 가시광선 투과율 | ISO 기준에 따른 자외선 투과율 | 총 태양 에너지 투과율 |
| 실례 A | 투명1 | SH | 28.99 | 69.14 | 43.41 | 69.66 |
| 추정예 1 | 투명1 | SHLH | 27.51 | 70.51 | 20.24 | 69.49 |
| 추정예 2 | 투명1 | SHLHLH | 15.59 | 82.2 | 8.39 | 68.71 |
| 실례 B | 투명1 | 없음 | 7.9 | 89.71 | 64.59 | 82.74 |
| 실례 C | 솔렉스 유리1 | SH | 28.47 | 62.08 | 20.14 | 45.53 |
| 추정예 3 | 솔렉스 유리1 | SHLH | 27.11 | 62.94 | 9.03 | 44.86 |
| 추정예 4 | 솔렉스 유리1 | SHLHLH | 15.04 | 73.78 | 3.47 | 44.3 |
| 실례 D | 솔렉스 유리1 | 없음 | 7.37 | 80.5 | 30.73 | 55.32 |
| 실례 E | 솔라그린 유리2 | SH | 28.16 | 56.33 | 12.17 | 35.44 |
| 추정예 5 | 솔라그린 유리2 | SHLH | 26.78 | 57.08 | 5.42 | 34.83 |
| 추정예 6 | 솔라그린 유리2 | SHLHLH | 14.6 | 67.11 | 2.06 | 34.52 |
| 실례 F | 솔라그린 유리2 | 없음 | 6.84 | 73.16 | 19.37 | 43.54 |
| S=기판. H=TiO2, 380nm에서 1/4 파동 층. L=SiO2, 380nm에서 1/4 파동 층. 1 기판 두께는 4mm이다. 2 기판 두께는 3.6mm이다. | ||||||
실리카 및 다른 물질들의 광학 상수 대 파장은 피복물 조성의 구성요소, 증착 방법 및 피복물 두께를 고려하여 당해 분야에 공지된 방식으로 수득할 수 있다. 하기 도면들의 반사율 곡선은 소프트웨어 스펙트라 인코포레이티드(Software Spectra Inc.)로부터 구입가능한, 박막 계산법의 상업적인 응용 소프트웨어인 TFCalc를 사용하여 생성하였다.
반사방지 층의 존재하의 자외선 반사율
전술한 간단한 SHLH 구조물의 특징은 비교적 높은 가시광선 반사율을 갖는다는 점이다. 이러한 높은 반사율로 인해, 상기 피복물은 65 내지 70% 범위에 가까운 가시광선 투과율을 갖는 피복되지 않은 일사 조정성 유리에 적용시 그 사용이 제한될 수 있다. 상기 높은 가시광선 반사율을 갖는 피복물은, 예를 들어 방풍유리용 솔라그린 유리에 적용시 가시광선 투과율을 70% 미만으로 감소시킬 것이다.
이러한 적용상의 제약은 SHLH 스택의 상부에 1/2 파동 층을 피복시킴으로서 완화시킬 수 있다. 상기 목적 파장에서 1/2 파동 층은 광학적으로 비가시적이기 때문에 부재 파장이다. 따라서, 목적 파장에서 SHLHLL의 기판 및 피복물 스택은 SHLH 스택과 동일하게 작용하며, UV 차단 성능도 동일하다. UV의 목적 파장에서 1/2 파동 층인 상부 실리카 LL 층은 가시광선 스펙트럼에서는 1/4 파동 층이다. 이어서 이 층은 가시광선 스펙트럼의 반사율을 감소시키는 층으로서 작용한다. 이와 같이 원하는 UV 반사율 및 가시광선 투과율 조건에 따라 목적 파장 및/또는 층 두께를 최적화시킬 수 있다. SHLH 및 SHLHLL 피복물의 반사율 대 파장 곡선들은 도 2에 도시되어 있다. 이들 피복물은 330nm의 목적 파장을 갖는다. 이 목적 파장에서 ISO의 UV 기준치는 최소화되지만, 3.6mm의 솔라그린 유리의 경우 가시광선 투과율은 70% 보다 더 높은 수준으로 유지된다. 곡선 B는 SHLHLL 스택에 대한 곡선이고, 곡선 A는 SHLH 스택에 대한 곡선이다.
LH의 추가 쌍을 상부 H 층과 LL 층 사이에 추가하여 피복물 스택의 UV 차단 특성을 더욱 개선시킬 수 있다. 다양한 목적 파장에서 솔라그린 유리상의 상기 스택이 나타내는 가시광선 반사율을 하기 표 2에 개시하였다. 하기 표 2에서 자명하게 알 수 있는 바와 같이, 적절한 목적 파장을 선택함으로써 생성된 피복물의 특성을 더욱 뚜렷하게 나타낼 수 있다. 전술한 바와 같이, 이들 추정예들은 TFCalc 소프트웨어로부터 도출되었다.
| 기판 | 기판의 두께 | 피복물 스택 | 목적 파장 | 가시광선 반사율 | 가시광선 투과율 | ISO 기준에 따른 UV 투과율 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 220nm | 4.04 | 75.41 | 18.54 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 230nm | 3.79 | 75.58 | 18.35 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 240nm | 3.86 | 75.5 | 17.95 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 250nm | 4.2 | 75.21 | 17.26 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 260nm | 4.73 | 74.78 | 16.23 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 270nm | 5.37 | 74.26 | 14.93 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 280nm | 6.06 | 73.71 | 13.51 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 290nm | 6.72 | 73.19 | 12.12 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 300nm | 7.31 | 72.73 | 10.87 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 310nm | 7.82 | 72.33 | 9.81 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 320nm | 8.26 | 72 | 8.96 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 330nm | 8.67 | 71.7 | 8.33 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 340nm | 9.12 | 71.35 | 7.87 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 350nm | 9.71 | 70.88 | 7.58 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 360nm | 10.55 | 70.21 | 7.43 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 370nm | 11.73 | 69.25 | 7.42 |
| 솔라그린 | 3.6mm | SHLHLL | 380nm | 13.35 | 67.93 | 7.54 |
| 솔라그린 | 3.6mm | 피복물 없음 | 6.84 | 73.16 | 19.37 |
상기 표 2에서 마지막 예는 실례이며, 다른 예들은 추정예이다.
도 2에서, 양 피복물의 반사율이 목적 파장(330nm)에서 동일하며, 스펙트럼의 나머지 다른 부분에서는 반사율 곡선이 실질적으로 변형됨을 알 수 있다. 실리카의 1/2 파동은 반사방지(AR) 층으로 작용하기 때문에, 가시광선 투과율을 유지하거나 증가시킴으로써, 이러한 UV 차단성 피복물을 더욱 다양한 기판에 사용할 수 있게 한다. 피복된 기판을 통한 가시광선 투과율이 증가되는 경우, 이러한 기판은 더욱 다량의 태양 복사에너지를 흡수하면서 동시에 그의 가시광선 투과율 조건을 유지하도록 개질될 수 있다. 일사 조정성 유리의 유리 조성을 개질시켜 TSET를 약 40%로 낮출 수 있으며, 평균적으로 기능하는 AR 피복물을 사용하여 가시광선 투과율을 증가시킬 수 있다.
상기 개시한 예들은 유리의 광학 특성에 대한 피복물의 간섭 효과를 용이하게 입증하기 위해 흡수 계수를 무시하고 피복물의 광학 상수를 사용하여 예시되었다. 그러나, 실제로 피복물들은 일부 광을 흡수하기 때문에 흡수 계수가 0이 아니다. 상기 예들중 일부 예는 피복물의 투과율 범위에 대해 광 흡수율이 미치는 영향을 입증하기 위해 상이한 광학 상수를 갖는 피복물을 사용하여 반복될 것이다. 실행시, 적절한 물질들과 디자인 구조를 선택함으로써 피복된 유리에서 요구되는 원하는 특성들을 모두 최상으로 충족시킬 수 있을 것이다.
도 3은 TiO2 층에서 흡수를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우의 SLHL 스택의 투과율 곡선을 도시한 그래프이다. SiO2 층의 흡수는 무시하였다. 곡선 B는 흡수를 고려하지 않은 경우를 나타내고, 곡선 A는 흡수를 고려한 경우를 나타낸다.
UV 및 NIR 차단
전술한 방법과 다른 수단을 사용하여 피복된 기판에 일사 조정성을 추가하거나 TSET를 감소시킬 수 있다. 이 섹션(section)은 피복된 기판의 TSET를 낮추면서 동시에 UV 투과율을 낮추기 위한 몇몇 방법을 기술한다.
A. HLH
상기 표 2의 예들은 목적 파장에서의 성능을 변화시키지 않고도 1/2 파동 층을 추가할 수 있는 방법을 보여주었다. 즉, 350nm의 목적 파장을 갖는 초기 SHLH 스택에서 각 층에 대해 1/2 파동 층을 추가하면, S3H3L3H(HHHLLLHHH) 스택이 수득된다. 이 S3H3L3H 피복물은 350nm의 목적 파장에서 초기 SHLH 피복물과 동일하게 작용하며, 1050nm 근처에서 SHLH 스택으로 된다. 상기 피복물의 굴절률은 더 긴 파장에서 더 낮아지기 때문에 최대 반사율은 정확하게 1050nm에서 나타나지 않는다. 따라서, 최대 반사율 피크는 광 스펙트럼의 근적외선(NIR) 부분에서 더 짧은 파장으로 이동된다. 이러한 방식으로, 2가지 목적 파장에서 반사하는 피복물이 수득된다. 상기 예는 TiO2에서의 흡수를 고려하고 SiO2에서의 흡수를 고려하지 않았으며, 피복물은 4.0mm의 투명 유리상에 존재한다. 이 곡선은 도 4에서 곡선 A로서 도시된다.
B. HLHL/2
가시광선 스펙트럼에 대한 반사 강도는 가시광선 스펙트럼의 1/4 파동 층을 적용함으로써 변화시킬 수 있다. 이 층은 1050nm의 NIR에서 1/8 파동 층이고 350nm의 UV에서 1.5 파동 층일 것이다. 더 낮은 가시광선 반사율은 더 높은 가시광선 투과율로 나타남에 따라, NIR에서의 반사 강도는 다소 감소될 것이다. 상기 피복물에 대한 곡선은 도 4에서 곡선 B로서 나타낸다. 투명 유리상의 피복물에서 반사율은 약 17%에서 약 6%로 떨어진다. 곡선 B는 SiO2 상부 층을 갖는 경우의 곡 선이며, 곡선 A는 이를 가지지 않은 경우의 곡선이다.
C. 추가 특성들
전술한 2가지 실시태양은 태양광선 스펙트럼의 UV 및 NIR 부분에서 광을 반사하는 3층 피복물에 관한 것이었다. 반사되는 광의 강도가 교번하는 고굴절률 층과 저굴절률 층의 층수의 함수임은 이전에 이미 개시하였다. 더욱 많은 층이 존재하면 반사율이 더 커짐을 의미한다. 그러나, 더욱 많은 층들이 상기 이중 반사 피복물에 추가되면, 총 두께가 문제가 된다. 이 경우, 플로트 유리 제조라인의 환경에서 피복물을 제조하기 위한 제조비가 증가되며 더욱 많은 피복장치가 필요하게 된다.
스택의 총 두께를 증가시키거나 NIR 반사 강도를 낮추지 않으면서 UV 반사 강도를 증가시킬 수 있다. 이는 내부 실리카 층의 3개 층중 중간층의 일부를 불소-도핑된 산화주석으로 대체시킴으로써 달성된다. 달리 말하자면, 중간층을 몇몇 층들의 조합층으로 만드는 것이다. 불소-도핑된 SnO2는 대부분의 투명 전도성 산화물과 같이 UV 및 가시광선 스펙트럼에서는 고굴절률을 가지고 NIR에서는 저굴절률을 가지는 독특한 특성을 갖는다. 즉, 불소-도핑된 산화주석을 포함하는 피복물은 UV에서 S3HLHL3H이지만, NIR에서는 SHLH이다. 이러한 피복물은 UV 및 가시광선에서는 효과적으로 5층 피복물로 되지만, NIR에서는 3층 피복물로 줄어든다. 이러한 피복물과 S3H3L3H의 반사율은 각각 도 5에 도시되어 있으며, 가시적인 1/4 파동 실리카 층을 갖는 불소-도핑된 산화주석 피복물과 S3H3L3HLL의 반사율은 각각 도 6에 도시되어 있다. 이들 도면에서 곡선 "B"는 불소-도핑된 산화주석 층을 추가한 경우이고, 곡선 "A"는 추가하지 않은 경우이다.
투명 전도성 산화물(TCO)
투명 전도성 산화물은 자유 전자 및 그들의 결정 격자내 운동성으로 인해 NIR 영역에서 저굴절률을 갖는다고 여겨지기 때문에, 이들을 상기 나타낸 바와 같은 고굴절률 물질과 함께 HLH 스택에 사용하여 NIR에서의 광 반사율을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 투명 전도성 산화물은 UV/NIR 조합 차단성 디자인에 대해 전술한 예들 이외의 더욱 다양한 용도를 갖는다. 도 7의 곡선 A는 TiO2가 고굴절률 층이고 불소-도핑된 산화주석이 저굴절률 층인 SHLH 스택으로부터 유래한 NIR 반사율 피크를 나타낸다.
도 7의 곡선 A에서 알 수 있는 바와 같이, 피복물 스택은 1 마이크론의 목적 파장에서 약 58%를 반사할 것이다. 가시광선 영역에서의 굴절률도 또한 달라지며, 그 결과 간섭 피크들 및 반사된 색조를 초래한다. 이러한 특질은 부적당한 것으로 여겨지며, 반사율 피크를 유지하면서 반사된 색조를 최소화시키기 위한 수단으로서 2가지 방법, 즉 스택의 상부 또는 하부에 피복물을 추가하는 방법을 사용할 수 있다. NIR 반사율 피크를 크게 낮추지 않으면서 가시광선 반사율 특성을 변화시킬 층들을 추가하는 것이 중요하다. 가능한 한 방법은 가시광선 영역에서는 광학적으로 활성이나 NIR 영역에서는 광학적으로 불활성인 피복물을 추가하는 것이다. 투명 전도성 산화물(TCO)은 이러한 목적에 적합하다. 전술한 바와 같이, TiO2에 비해 TCO의 굴절률은 NIR에서는 낮고 가시광선 스펙트럼에서는 중간 정도이다. 상기 SHLH 스택 아래에 추가하는 경우, 가시광선 스펙트럼에서는 기판, 중간 굴절률, 고굴절률, 중간 굴절률 및 고굴절률의 구조를 갖는 스택이 수득되고, NIR 스펙트럼에서는 SL/3HLH 스택이 수득된다. 상기 피복물의 층들이 가시광선 영역에서 1/4 파동 광학 두께를 가지지 않기 때문에 SMHMH란 표기는 사용하지 않는다. 도 7에서 상기 스택을 곡선 A의 스택과 비교하여 곡선 B로서 나타낸 바와 같이, L/3 층은 광학적으로 불활성이다. 곡선 A는 일반 선이고, 곡선 B는 L/3 층이 포함된 스택을 나타내는 굵은 선이다. NIR 반사율 피크는 비교적 변화가 없지만 가시광선 반사율 피크는 크게 감소됨을 알 수 있다. 이 스택은 약 57%의 TSET 및 약 76%의 가시광선 투과율을 갖는다. 이러한 피복물은 또한 투명 전도성 산화물에 의한 장파장 광의 반사로 인해 낮은 복사율을 가질 것이다. 반사율 피크는 층들에 LH 쌍을 추가함으로써 전술한 바와 같이 증가시킬 수 있다.
반사된 색을 둔화시키기 위한 또다른 수단은 가시광선 및 NIR 스펙트럼 둘다에서 중간 굴절률을 갖는 피복물을 추가하는 것이다. 기판과 제 1 고굴절률 층 사이에 중간 굴절률을 갖는 층을 추가하면, 반사율을 증가시키는데 필요한 HLH의 적절한 순서가 파괴되기 때문에 이러한 층에 의해 NIR 반사율이 약화될 것으로 예상될 수 있다. 놀랍게도, 반사율 피크의 강도는 약화되지 않으며, 피크는 단순히 파장에서 약간 이동되었다. 이 피크는 스택에서 다른 층들을 조정함으로써 다시 제자리로 이동시킬 수 있다. 이러한 결과는 NIR 반사 성능을 손상시키지 않으면서도 스택의 색을 조정할 수 있도록 한다. 도 8은 도 7의 곡선 A와 동일한, 색 억제층이 없는 피복물 스택(곡선 A)을 SM/2HLH 구조를 갖는 스택(곡선 B)과 비교한 결과를 나타낸다. 이로부터, 가시광선 반사율 피크들이 약화되며, NIR 반사율 피크가 약간 이동됨을 알 수 있다.
색을 약화시키는 또다른 방법은 피복물 스택 바로 아래에 점증적 굴절률 층을 추가하는 것이다. 이 층은 일반적으로 이러한 막 층을 통해 막 두께를 증가시키면서 굴절률을 증가시킨다(또는 감소시킨다). 이러한 유형의 색 억제층은 단일 피복물의 색을 억제하는 것과 관련하여 잘 공지되어 있다(본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 5,356,718 호 및 제 5,599,387 호를 참조한다). 이러한 유형의 색 억제층은 피복물 스택의 색을 억제하는데 사용하기 위해 조사된 바가 없으며, 더욱 중요하게는 상기 스택으로부터의 NIR 반사율에 대한 그의 영향이 전혀 조사된 바가 없다. 점증적 굴절률을 갖는 피복물 층은 HLH 스택에서 색을 억제할 뿐만 아니라 몇몇 경우에서는 성능을 향상시킬 수 있다. 본 발명에 사용되는 점증적 굴절률 층은 10층 피복물로서 제작되고 본원에서 G로 지칭되며, 이때 각각의 층은 10nm의 두께를 가지며, 이들의 굴절률은 유리 계면의 1.55에서 상부 점증적 굴절률 층의 2.0으로 다양하다. 반사율 곡선을 도 7에서 SHLH 스택에 대한 곡선 A와 다시 비교하여 도 9에 도시하였다. 본원의 스택은 이제 SGHLH이다. 점증적 굴절률 층을 갖는 곡선 B에서 NIR 반사율 피크는 단지 약간 감소되고 파장에서 약간 이동되며, 가시광선 반사율은 실질적으로 감소된다.
점증적 굴절률 층이 유리보다 더 큰 계면을 생성하기 때문에 NIR 반사율 피크는 더욱 증가될 수 있으며, 점증적 굴절률 층과 제 1 고굴절률 층 중간에 또다른 불소-도핑된 산화주석 층을 추가하면, 추가된 층이 광학적으로 활성이므로 반사율 피크가 증가될 것이다. 이러한 스택은 SGLHLH이다. 색은 여전히 약하지만 성능은 개선된다. 이 스택은 더욱 낮은 복사율이 요구되는 경우에 매우 적합할 것이다. 도 7의 곡선 A와 비교한 반사율 스펙트럼은 하기 도 10에 도시되어 있다.
불소-도핑된 산화주석 피복물도 일부 NIR을 흡수하며, 따라서 일사 조정 용도에 매우 적합하다. 이들은 반사와 흡수 둘다를 통해서 NIR 투과율의 감소에 기여한다.
또한, 예기치 않게도, 1/4 파동 광학 두께보다 훨씬 작은 고굴절률/저굴절률 층들의 한 쌍을 사용하여 반사된 색을 약화시킬 수 있다. 이들도 역시 NIR 반사율에 거의 영향을 미치지 않는다.
스택 위에 한 층을 추가하면, 전술한 바와 같이 반사율이 감소될 것이며, 이러한 방법도 또한 본원에 적합할 수 있다. 피복물 스택의 위와 아래에 한 층씩 추가함으로써, 반사된 색 및 반사 강도를 모두 약화시킬 수 있다. 이러한 스택은 중간 굴절률, 높은 굴절률, 중간 굴절률, 높은 굴절률 및 낮은 굴절률(MHMHL)을 가질 것이다. 생성된 피복물 스택의 반사율은 도 7의 곡선 A와 비교하여 도 11에서 도시하였다. 가시광선 강도는 실질적으로 약화되며 색은 흐릿한 회색이다. 반사율 피크의 강도가 약간 이동하지만, 이는 HLH 층들의 두께를 조정함으로써 보정될 수 있다.
SiO2와 TCO의 조합체를 NIR/UV 이중 차단성 피복물에 대해서 전술한 바와 같은 저굴절률 층으로서 사용할 수 있다. 기판, TiO2, SiO2, 불소-도핑된 산화주석, SiO2, 불소-도핑된 산화주석 및 TiO2를 가지며, 이때 SiO2와 불소-도핑된 산화주석이 NIR에서 1/4 파장의 조합된 광학 두께를 갖는 스택(SHLMLMH)의 반사율 대 파장 곡선(곡선 B)을 도 7의 곡선 A와 비교하여 도 12에 도시하였다. 도 12로부터 알 수 있는 바와 같이, 이러한 1/4 파동 층을 갖는 다층 저굴절률 층을 사용한 결과 반사율 피크가 개선되었다. 또한 가시광선 반사율 피크들이 다소 약화되었음을 주지한다.
가시광선 반사율 범위와 관련하여, 가시광선 반사율 범위를 약화시킬 수 있는 상기 다층 저굴절률 층을 반사된 색을 약화시키면서 NIR 반사율 피크를 유지하기 위해 사용할 수 있다. 일례로서, 기판, TiO2, SiO2, F:SnO2 및 TiO
2를 갖는 스택(SHLMH)은 도 13에 도시된 바와 같이 반사된 색의 약화나 개선된 반사율 피크를 나타내지 않을 것이다. 역시 도 7의 반사율 곡선 A가 비교용으로 포함되었다. 가시광선 스펙트럼에서 광학적으로 활성이고 NIR 스펙트럼에서 저굴절률을 가지도록 조합된 층들을 포함시켜 디자이너가 원하는 임의의 바람직한 가시적 광학 효과를 달성할 수 있으며, 이는 단순히 색 억제 효과만으로 국한되지 않는다.
안티몬을 산화주석에 도핑 수준으로 추가하면 전기전도성이 부여될 것이다. 안티몬 양이 증가됨에 따라, 전기전도성은 떨어지며, 피복물은 태양 복사에너지를 상당히 흡수하기 시작한다. 도 14는 몇몇 안티몬-도핑된 산화주석 피복물의 태양 에너지 흡수율을 도시한 것이다. 이들 피복물을 제조하는 화학적 증착(CVD) 공정 변수들은 하기 표 3에 개시되어 있다. 다른 공지된 증착 공정들, 예를 들어 열분해 피복 기술들 및 스푸터링 피복 기술들(예를 들어, 마그네트론 스푸터링된 진공 증착 기술(MSVD))을 사용할 수 있다. 분무용 피복물은 5 중량% 혼합물로서 제조되었다.
| 샘플 번호 | 유리 온도 (℉) | MBTC 농도 (몰%) | 물 농도 (몰%) | 기체 유속 (SLM) | 기체의 배기율 (%) | 유리 두께 (mm) | 라인 속도 (인치/분) |
| 1 | 1000 | 0.5 | 0.5 | 55 | 115 | 4 | 50 |
| 2 | 1200 | 0.5 | 0.5 | 55 | 115 | 4 | 50 |
| 4 | 1200 | 0.5 | 0.0 | 55 | 115 | 4 | 50 |
| 6 | 1200 | 0.1 | 0.5 | 55 | 115 | 4 | 50 |
| 8 | 1200 | 0.1 | 0.0 | 55 | 115 | 4 | 50 |
| 9 | 1000 | 0.5 | 1.0 | 55 | 115 | 4 | 50 |
| 10 | 1000 | 1.0 | 0.5 | 55 | 115 | 4 | 50 |
| 11 | 1000 | 1.0 | 1.0 | 55 | 115 | 4 | 50 |
| SLM은 표준 ℓ/분이다. | |||||||
상기 혼합물은 모노부틸주석트리클로라이드(MBTC)중의 안티몬 트리클로라이드로 구성되며, 이 혼합물을 약 1150℉로 가열된 투명 유리 기판상에 손으로 분무하였다. 안티몬을 MBTC에 대해 20 중량%로 일정하게 CVD 실험 1 내지 11에 공급하였다. 피복장치는 업스트림 배출 슬롯(upstream exhaust slot) 및 다운스트림(downstream) 배출 슬롯과 함께 중앙 유입 슬롯을 가졌다. 피복 대역의 폭은 4인치였고, 배출구 사이의 접촉 길이는 5인치였다. 공기를 캐리어(carrier) 기체로서 사용하였다.
표 3에서, 피복물 4 및 8은 가시광선보다 더욱 다량의 NIR을 흡수함으로써, 가시광선 고투과율이 필요한 경우에 일사 조정성 피복물로서 적합하다. 피복물 2 및 6은 약 550nm에서 최대 흡수율을 갖는다. 이들 피복물은 솔렉스 유리 및 솔라그린 유리의 녹색을 약화시키는데 매우 적합하다. 피복물 10은 NIR보다 더욱 다량의 가시광선을 흡수하며, 피복물 1은 태양광선 스펙트럼에 걸쳐서 비교적 일정한 양의 광을 흡수하며, 피복물 9 및 11은 뚜렷하게 UV를 흡수한다.
어닐링되고 템퍼링된 상태에서 유약이 발라질 피복물들에 있어서 중요한 점은 색채견뢰도 또는 피복된 유리가 가열되는 경우에도 색이 변하지 않는 성질을 갖는 것이다. 외관 및 성능은 바람직하게는 가열처리 전후에 동일하여야 한다. 이를 위해 연구된 안티몬-도핑된 산화주석 피복물은 가열시 증착 변수들에 따라 영향을 받거나 받지 않을 수 있다. 다양한 샘플들의 특성 및 가열처리를 한 경우에 이러한 특정 성질이 어떻게 변하는지를 하기 표 4에 개시하였다. 샘플 번호 뒤에 H라고 표기되어 있는 샘플은 가열처리 후의 샘플을 나타낸다.
상기 표 4a 내지 4c에서 H로 표기된 샘플은 대략 4분간 1200℉에 노출시킨 후, 실온으로 냉각시켰다. 가열처리 전의 샘플 8의 광학 상수들을 하기 표 5에 나타내었다. 이들 광학 상수들은 이하의 다른 예에 사용된다.
전술한 NIR 반사장치는 윈도우를 통한 태양광선의 투과율을 조절하는데 도움을 준다. 태양광선의 차단량은 두꺼운 총 두께를 갖는 다층들의 함수이다. 다층들은 유리를 통한 태양광선의 투과율을 더욱 감소시키기 위해 필요하다. 가시광선에 비해 NIR 태양광선을 선택적으로 또는 더욱 선호하여 흡수하는 피복물을 사용하면, 양호한 일사 조정성 피복물 스택을 제조하는데 도움이 될 것이다. 상기 개시된 광학 특성들을 갖는 800Å의 안티몬-도핑된 산화주석 단일층은 약 69%의 가시광선 투과율 및 58%의 TSET를 가질 것이다. 상기 단일층의 투과율 곡선을 상기 도 7에서 곡선 A로 나타낸 스택의 투과율 곡선과 비교하여 도 15에 도시하였다. 이 피복물은 가시광선에서는 높은 투과율을 나타내지 않지만 TSET는 비슷하다. 가시광선 투과율 대 TSET의 비가 높을 필요가 없거나 또는 눈부심을 방지하기 위해 윈도우를 통한 광 투과율이 낮을 필요가 있는 경우에는 상기 스택에 안티몬 층을 추가하는 것이 좋은 방법이다. 안티몬-도핑된 산화주석 층을 불소-도핑된 산화주석 또는 다른 TCO와 조합하여 낮은 복사율 및 감소된 투과율을 모두 수득할 수 있다. 도 16은 점증적 굴절률 층, 안티몬-도핑된 산화주석 층 및 불소-도핑된 산화주석 층으로 구성된 피복물로부터의 이론적인 광 투과율을 도시한다. TSET는 51%로 떨어지고, 가시광선 투과율은 약 69%로 유지된다. 이러한 디자인의 피복물에서 TSET 및 가시광선 투과율은 안티몬-도핑된 산화주석 층의 두께를 바꾸거나 피복물중의 안티몬 농도를 변화시킴으로써 변화시킬 수 있다.
정부는 윈도우의 성능을 규제하고 있다. 미국 남부 지방에서 새로이 달성하여야 하는 성능은 윈도우가 약 0.45의 차광 계수(shading coefficient)를 갖도록 하는 것이다. 이는 TSET가 약 37%가 되도록 함으로써 달성시킬 수 있다. 도 16에서 기술된 피복물은 안티몬-도핑된 산화주석 층의 두께를 증가시킴으로써 상기 목적을 달성하도록 변형될 수 있다. 이러한 피복물의 광 투과율 곡선은 도 17에서 곡선 A로 도시되어 있다.
이러한 피복물은 약 52%의 가시광선 투과율 및 약 37%의 TSET를 갖는다. 상층으로 사용된 불소-도핑된 산화주석 피복물은 약 0.35 미만의 복사율을 제공할 것이다. 점증적 굴절률 층의 두께는 800Å이고, 안티몬-도핑된 산화주석 층의 두께는 1800Å이며, 불소-도핑된 산화주석 층의 두께는 1800Å이다.
상기 피복물의 TSET는 상기 개시한 점증적 굴절률 층, 안티몬-도핑된 산화주석 층 및 불소-도핑된 산화주석 층으로 구성된 피복물 스택의 상층에 TiO2와 같은 1/4 파동 고굴절률 층을 추가함으로써 더욱 감소시킬 수 있다. 이 경우, TSET는 32.5%로 떨어지지만, 가시광선 투과율은 단지 51%로만 감소된다. TiO2 층을 갖는 상기 스택 및 TiO2 층을 갖지 않는 상기 스택의 투과율 곡선은 각각 곡선 B 및 A로서 도 17에 도시되어 있다.
낮은 복사율이 피복물에 필요하지 않다면, 불소-도핑된 산화주석 또는 다른 적절한 투명 전도성 산화물을 제거하여 점증적 굴절률 층, 안티몬-도핑된 산화주석 층 및 TiO2 층만을 남길 수 있다. 이러한 피복물의 투과율 곡선은 불소-도핑된 산화주석 층을 갖는 피복물과 비교하여 도 18에 도시되어 있다.
투명 유리상에 2100Å 두께를 갖는 안티몬-도핑된 산화주석 피복물은 49%의 가시광선 투과율 및 약 37%의 TSET를 가질 것이다. 안티몬-도핑된 산화주석 층의 두께는 1000nm에서 1/4 파동 광학 두께를 갖는 TiO2 층을 추가함으로서 1800Å으로 감소될 수 있다. TSET는 동일하게 유지되지만, 가시광선 투과율은 54%로 증가되었다. 이들 2가지 곡선은 도 19에 도시되어 있다. 굵은 곡선이 TiO2 층을 갖는 안티몬-도핑된 산화주석 층의 투과율 대 파장 곡선이다.
점증적 굴절률을 갖는 색 억제층, 안티몬-도핑된 산화주석 층 및 불소-도핑된 산화주석 층에 대한 TiO2 층 또는 고굴절률 층의 위치에 대해서 연구하였다. 점증적 굴절률 층은 모든 경우에 있어서 유리상에 첫 번째로 위치한다. 스택 구조는 다음과 같이 약칭된다: S-기판, G-800Å 두께의 점증적 굴절률을 갖는 색 억제층, Sn-1600Å 두께의 불소-도핑된 산화주석 층, Ti-1100Å 두께의 TiO2 층, 및 Sb-1800Å 두께의 안티몬-도핑된 산화주석 층. 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다. TiO2 또는 고굴절률 층을 추가하면 모든 경우에 있어서 TSET가 개선된다.
| 실시예 번호 | 스택 | 가시광선 투과율 | TSET |
| 1 | SGSbSnTi | 50.6 | 32.4 |
| 2 | SGSbTiSn | 50.9 | 35.9 |
| 3 | SGTiSbSn | 52.2 | 35.1 |
| 4 | SGTiSnSb | 51.8 | 35.3 |
| 5 | SGSnTiSb | 51.5 | 36.0 |
| 6 | SGSnSbTi | 50.3 | 32.4 |
| 7 | SGSnSb | 51.4 | 36.8 |
| 8 | SGSbSn | 51.8 | 36.9 |
피복물의 최소 두께와 함께 낮은 TSET를 수득하는데 흡수층이 필요하다는 점을 나타내기 위해서 2가지 상이한 5층 피복물을 성형하였다. 도 20에서 곡선 A는 고굴절률 층으로서 TiO2 층을 갖고 저굴절률 층으로서 실리카를 갖는 SHLHLH 구조의 5층 피복물이다. 곡선 B는 저굴절률 층으로서 F:SnO2를 갖는 것을 제외하고는 동일한 구조를 갖는 피복물이다. SiO2를 함유하는 디자인의 피복물은 대략 6747Å, 바람직하게는 6747Å의 총 두께를 갖고, 대략 60%, 바람직하게는 60%의 TSET를 가지며, 대략 85%, 바람직하게는 85%의 가시광선 투과율을 갖는다. 불소-도핑된 산화주석 층을 갖는 디자인의 피복물은 대략 6461Å, 바람직하게는 6461Å의 총 두께를 갖고, 대략 50%, 바람직하게는 50%의 TSET를 가지며, 대략 71.1%, 바람직하게는 71.1%의 가시광선 투과율을 갖는다. 분명히, 추가의 층을 더하면 NIR 투과율은 감소될 것이나, 이러한 방법은 다수의 두꺼운 층들로 인해 제조비 측면에서 바람직하지 못하다. 심지어 불소-도핑된 산화주석 층 및 TiO2 층의 추가 쌍을 추가하여 피복물 두께가 2700Å 더 늘어난다하더라도, TSET는 단지 5%만큼만 감소될 뿐이며, 그중 가시광선 투과율이 3.5%나 제거된다. 본원에 기술된 바와 같이 신규한 안티몬-도핑된 산화주석 층이 피복물 두께를 최소화시키면서 원하는 TSET를 달성하는데 바람직하다는 사실은 매우 분명하다.
착색제
2가지 특정 예를 이하에 자세히 조사할 것이다. 그 첫번째는 솔렉스 유리 또는 솔라그린 유리의 녹색을 차폐시키고 이들 유리가 회색을 띠게 하는 피복물이다. 이 경우, 안티몬-도핑된 산화주석을 함유하는 피복물의 얇은 층이 유리 또는 피복된 유리에 적용된다. 피복물의 두께가 증가될수록 투과된 색은 녹색에서 회색으로 바뀔 것이며, 피복물의 두께가 충분히 증가되면 투과된 색은 마젠타색(magenta)으로 변할 것이다. 피복물을 가열처리하는 경우, 투과된 색과 반사된 색은 상당히 바뀔 것이다.
방풍유리에 요구되는 일사 조정성 및 반사방지성
방풍유리가 설치된 각이 증가될수록 가시광선 반사율도 증가된다. 가시광선 반사방지(AR) 피복물은 약 65°의 설치 각으로 설치된 솔라그린 유리의 경우 가시광선 반사율을 18%에서 12 내지 13%로 감소시킬 것이다. 이러한 통상적인 AR 피복물은 임의의 추가적인 일사 조정성을 부여하지는 않지만 AR 특성에 기인하여 가시광선 투과율을 증가시키므로, 기판을 더욱 어둡게 하고 TSET를 더욱 낮추기 위해 사용할 수 있다. 반사방지성을 부여하기 위한 또다른 시도는 TSET를 더욱 낮추면서 통상적인 상기 AR 피복물과 유사한 AR 성능을 부여할 수 있다. 이러한 또다른 시도는 더 낮은 TSET를 수득하기 위해 기판 조성을 변화시킬 필요가 없다. 이러한 시도는 전술한 실리카의 1/4 파동 상층을 갖는 UV/NIR 이중 차단성 피복물을 사용하는 것이다(NIR의 경우 SHLHL/2이다). 설치 각이 증가될수록 피복물의 광학 두께는 감소된다. 이러한 영향을 상쇄시키기 위해 상기 층들의 물리적 두께를 증가시킬 수 있다. 반사율은 13%로 감소되고, TSET는 약 37%로 계산된다.
상기 일사 조정성 피복물을 사용하는 방법은 방풍유리의 TSET를 더욱 감소시킬 수 있는 독특한 방법이다. AR 피복물이 필요하지 않다면, 태양광선 반사성 피복물 층들을 방풍유리의 라이트(lite) 사이에 위치시킬 수 있다. 생각할 수 있는 바로는, 각각의 라이트상에 하나씩 배치된, 상이한 파장을 반사하는 2개의 피복물을 사용하여 모든 경우에 있어서 TSET를 37% 미만으로 감소시키면서 목표로 하는 가시광선 투과율을 유지할 수 있다. 또한 AR 피복물을 미국 특허에 기술된 바와 같은 선게이트(Sungate, 등록상표) 방풍유리의 내부 라이트에 피복시킬 수 있다. NIR 반사 특성을 갖는 피복물을 사용하면, 상기 제품의 특성을 더욱 개선시킬 뿐만 아니라 반사방지 특성도 부여할 수 있다.
자기 청정 특성
티타니아를 애너테이스 상에 증착시키고 UV를 쪼이면, 티타니아는 자기 청정 특성을 나타낸다. 티타니아를 상기 디자인의 피복물에 고굴절률 층으로서 사용할 수 있다. 이러한 티타니아는 상기 디자인의 피복물에 자기 청정 특성 및 개선된 일사 조정성을 부여할 것이다. 상기 자기 청정성 피복물은 본원에 참고로 인용되고 1998년 9월 24일자로 공개된 특허협력조약(PCT) 공개공보 제 WO 98/41480 호에 개시된 바와 같이 사용할 수 있다.
착색된 피복물에서의 NIR
전이금속 산화물을 사용하여 자동차용 유리의 반사된 색과 투과된 색을 변화시킬 수 있다. 전이금속 산화물을 포함하는 피복물은 넓은 색조 범위를 갖지만, 이로 피복된 유리의 TSET를 개선시킬 수 있다. 이는 전술한 디자인의 피복물과 전이금속 산화물을 조합함으로써 달성되며, 일사 조정 특성과 넓은 색조 범위를 모두 수득할 수 있다.
고굴절률을 갖는 전이금속 산화물을 상기 디자인의 피복물들에서 고굴절률 층으로서 사용할 수 있다. 고굴절률 층을 전부 전이금속 산화물 층으로만 사용하였을 때 색이 너무 진하다면, 전이금속 산화물을 단지 1층의 고굴절률 층으로만 사 용하거나, 또는 심지어는 고굴절률 층의 일부로만 사용할 수 있다. 또 다르게는, 착색된 전이금속 산화물을 비착색된 산화물과 조합하여 피복물의 색을 흐리게 할 수 있다. 상기 기법들중 하나를 사용함으로써, 다양한 색을 갖는 일사 조정성 피복물을 수득할 수 있다. 심지어 다양한 고굴절률 층에 여러가지 착색된 물질을 사용함으로써, 디자이너들은 피복된 유리의 색을 조절하기 위한 더욱 많은 수단들을 가질 수 있다.
Claims (50)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 투명 유리, 엷은색 유리(tinted glass), 일사 조정성 유리(solar control glass) 또는 착색 유리(colored galss)인 투명 기판;제1 티타니아 피복물 층;상기 제1 티타니아 피복물 층 위의 실리카 피복물 층; 및상기 실리카 층 위의 제2 티타니아 피복물 층을 포함하는 형태이고, 제1 티타니아, 실리카 및 제2 티타니아 피복물 층이 자외선, 가시광선 및 근적외선 스펙트럼에서 소정의 굴절률을 갖는 기준 피복 유리를 제공하는 다층 피복된 유리로서,상기 실리카 층이 실리카의 두 개의 외부 부분 및 실리카의 두 개의 외부 부분 사이에 투명 전도성 산화물 피복물 층의 내부 부분을 포함하여 제1 및 제2 티타니아 층들 사이에 층을 제공함으로써, 개선된 다층 피복된 유리가, 자외선 및 가시광선 스펙트럼에서 S3HLHL3H(이때, S는 기판을 나타내고 H는 고굴절률을 갖는 피복물 층을 나타내며 L은 저굴절률을 갖는 피복물 층을 나타낸다)이며 자외선 및 가시광선 스펙트럼에서의 굴절률이 상기 자외선 및 가시광선 스펙트럼에서의 소정의 굴절률보다 높고, 근적외선 스펙트럼에서 SHLH이며 근적외선에서 상기 소정의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 피복된 유리.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 6 항에 있어서,상기 투명 전도성 산화물 층이 불소-도핑된 산화주석인 다층 피복된 유리.
- 삭제
- 삭제
- 투명 유리, 엷은색 유리, 일사 조정성 유리 또는 착색 유리인 투명 기판;가시적으로 투명하고 고굴절률을 갖는 제1 금속-함유 무기성 피복물 층;가시적으로 투명하고 저굴절률을 갖는 제2 금속-함유 무기성 피복물 층; 및가시적으로 투명하고 고굴절률을 갖는 제3 금속-함유 무기성 피복물 층을 갖는 형태이고, 기판과 제1, 제2 및 제3 무기성 피복물 층이 자외선 및 가시광선 스펙트럼에서 소정의 반사율을 갖는 기준 피복 유리로 정의되는 피복 유리를 제공하는 다층 피복된 유리로서,개선된 다층 피복된 유리가 상기 제3 금속-함유 무기성 피복물 층의 상부에 광학적으로 비가시적인 1층 이상의 저굴절률을 갖는 1/2 파동 피복물 층을 포함하여, 자외선 및 가시광선 스펙트럼에서 기준 피복 유리의 소정의 반사율을 선택적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 다층 피복된 유리.
- 제 15 항에 있어서,자외선의 목적 파장에서 적어도 하나의 1/2 파동 피복물 층이 실리카이고, 가시광선 스펙트럼에서 1/4 파동 층이어서, 자외선 투과를 감소시키고 가시광선 투과를 증가시키기 위한 층 두께를 제공함으로써, 가시광선 스펙트럼 반사율을 감소시키고 자외선 스펙트럼 반사율을 증가시키도록 작용하는 다층 피복된 유리.
- 삭제
- 투명 유리, 엷은색 유리, 일사 조정성 유리 또는 착색 유리인 투명 기판;가시적으로 투명하고 고굴절률을 갖는 제1 금속-함유 무기성 피복물 층;가시적으로 투명하고 저굴절률을 갖는 제2 금속-함유 무기성 피복물 층; 및가시적으로 투명하고 고굴절률을 갖는 제3 금속-함유 무기성 피복물 층을 갖는 형태이고, 제1, 제2 및 제3 피복물 층 각각이 1/4 파장이어서 350nm의 목적 파장에서 소정의 스펙트럼 특성을 갖는 기준 피복물로 정의되는 피복물을 제공하는 다층 피복된 유리로서,개선된 다층 피복된 유리가 각 층에 추가적인 1/2 파동 피복물 층을 포함하여 제1층이 3/4 파장의 고굴절률을 갖고 제2층이 3/4 파장의 저굴절률을 갖고 제3층이 3/4 파장의 고굴절률을 가짐으로써 다층 피복물이 (1) 350nm의 목적 파장에서 기준 피복물과 동일하게 행동하고 (2) 최대 반사율이 나타나는 1050nm 근처에서는 고-저-고의 굴절률을 갖는 다층 피복물로서 작용하여, 다층 코팅물의 굴절률이 긴 파장에서 작고 피크가 스펙트럼의 근적외선 부분에서 짧은 파장으로 이동하여, 다층 피복물이 2개의 목적 파장을 반사시키는 것을 특징으로 하는 다층 피복된 유리.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 6 항에 있어서,피복 유리가 템퍼링(tempering)된 다층 피복된 유리.
- 엷은색 유리, 일사 조정성 유리 또는 착색 유리인 투명 기판;가시적으로 투명하고 고굴절귤과 저굴절률로 구성된 군에서 선택된 굴절률을 갖는 제1 금속-함유 무기성 피복물 층;가시적으로 투명하며 상기 제1 피복물 층이 고굴절률을 갖는 경우 저굴절률을 갖고 제1 피복물 층이 저굴절률을 갖는 경우 고굴절률을 갖는 제2 금속-함유 무기성 피복물 층;가시적으로 투명하며 상기 제1 피복물 층이 고굴절률을 갖는 경우 고굴절률을 갖고 제1 피복물 층이 저굴절률을 갖는 경우 저굴절률을 갖는 제3 금속-함유 무기성 피복물 층(상기 저굴절률을 갖는 무기성 층은 실리카); 및안티몬-도핑된 산화주석 층을 포함하며, 안티몬-도핑된 산화주석 층에서의 안티몬의 양에 기초하여, 다층 피복된 유리가 가시 광선 흡광도보다 큰 근적외선 흡광도 및 근적외선과 가시광선의 동등한 흡광도 중의 하나를 갖고, 안티몬-도핑된 산화주석 층이 실리카 안티몬 층으로서 정의되는 실리카 층의 일부로서 작용하여 이중 근적외선 및 자외선 차단성 피복물 층 스택을 갖는 피복물 스택을 제공하는 것을 특징으로 하는 다층 피복된 유리.
- 제 27 항에 있어서,실리카 안티몬 층이 근적외선에서 1/4 파장의 조합된 광학 두께를 갖는 다층 피복된 유리.
- 삭제
- 제 18 항에 있어서,추가적인 층이 안티몬-도핑된 산화주석 및 불소-도핑된 산화주석의 점증적 굴절률 층을 포함하는 다층 피복된 유리.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 녹색 일사 조정성 투명 유리 기판;상기 기판 위의 제1 티타니아 층;상기 제1 티타니아 층 위의 제1 실리카 층;상기 제1 실리카 층 위의 제2 티타니아 층; 및상기 제2 티타니아 층 위의 제2 실리카 층을 포함하고,피복 유리가 10% 미만의 자외선 투과율, 50% 미만의 총 태양 에너지 투과율 및 70%보다 큰 가시광선 투과율을 나타내는 다층 피복된 유리.
- 제 34 항에 있어서,상기 피복된 유리가 동력차의 방풍 유리이고, 방풍유리를 소정의 설치 각으로 동력차의 개구부에 설치하여 방풍유리가 소정의 반사율을 갖고, 층들의 굴절률 값의 각각이 2로 나누어져서 상기 각도가 증가할수록 상기 피복물 층의 광학 두께가 감소하고 피복물의 물리적인 두께가 증가하여 설치 각의 증가로 인한 피복물의 광학적 두께의 감소를 상쇄시키는 다층 피복된 유리.
- 제 35 항에 있어서,상기 방풍 유리가 2개의 기판을 포함하고 투명 기판이 상기 기판들 중 하나이며, 각 기판의 주요 면이 서로 접하도록 하여 라미네이팅된 방풍유리를 제공하고, 선택된 피복물 층이 기판 중 하나의 주요 면에 위치하고 나머지 피복물 층이 다른 기판의 주요면에 위치하는 다층 피복된 유리.
- 제 36 항에 있어서,기판이 산화세륨을 포함하지 않는 다층 피복된 유리.
- 엷은색 유리, 일사 조정성 유리 또는 착색 유리인 투명 기판;가시적으로 투명하고 고굴절귤과 저굴절률로 구성된 군에서 선택된 굴절률을 갖는 제1 금속-함유 무기성 피복물 층;가시적으로 투명하며 상기 제1 피복물 층이 고굴절률을 갖는 경우 저굴절률을 갖고 제1 피복물 층이 저굴절률을 갖는 경우 고굴절률을 갖는 제2 금속-함유 무기성 피복물 층;가시적으로 투명하며 상기 제1 피복물 층이 고굴절률을 갖는 경우 고굴절률을 갖고 제1 피복물 층이 저굴절률을 갖는 경우 저굴절률을 갖는 제3 금속-함유 무기성 피복물 층; 및안티몬-도핑된 산화주석 층을 포함하며, 안티몬-도핑된 산화주석 층에서의 안티몬의 양에 기초하여, 다층 피복된 유리가 근적외선 흡광도보다 큰 가시 광선 흡광도 및 근적외선과 가시광선의 동등한 흡광도 중의 하나를 갖는 다층 피복된 유리.
- 제 38 항에 있어서,고굴절률을 갖는 피복물 층이 1.75보다 높은 굴절률을 가지고 1.75보다 큰 굴절률을 갖는 전이 금속 산화물을 포함하며, 1.75보다 큰 굴절률을 갖는 전이 금속 산화물 층을 적어도 하나 이상의 고굴절률 층 또는 고굴절률 층의 일부로서 사용하고,1.75보다 큰 굴절률을 갖는 전이 금속 산화물을 고굴절률 피복물 층에 사용하여 피복 유리의 색의 강도를 증가시키고 1.75보다 큰 굴절률을 갖는 전이 금속 산화물을 고굴절률 피복물 층에 고굴절률 층의 일부로서 사용하여 피복 유리의 색을 약화시켜서 다양한 색과 일사 조정성을 모두 갖는 색조 유리를 수득할 수 있는 다층 피복 유리.
- 제 38 항에 있어서,제1 및 제3 피복물 층이 1.9보다 큰 굴절률을 갖고 제2 피복물 층이 1.6보다 작은 굴절률을 갖는 다층 피복된 유리.
- 제 38 항에 있어서,제1 및 제3 피복물 층이 티타니아이고 제2 피복물 층이 실리카인 다층 피복된 유리.
- 엷은색 유리, 일사 조정성 유리 또는 착색 유리인 투명 기판;가시적으로 투명한 제1 티타니아 피복물 층실리카 피복물 층 및 실리카 피복물 층의 일부로서 투명 전도성 산화물 피복물을 포함하여 다수의 피복물 층의 조합을 포함하는 조합 피복물 층을 제공함으로써 투명 전도성 산화물이 자외선 및 가시광선 스펙트럼에서 고굴절률을 제공하지만 근적외선에서는 저굴절률을 제공하는 가시적으로 투명한 조합 피복물 층;가시적으로 투명한 제2 티타니아 피복물 층; 및안티몬-도핑된 산화주석 층을 포함하며,안티몬-도핑된 산화주석 층에서의 안티몬의 양에 기초하여, 다층 피복 유리가, 가시광선 흡광도보다 큰 근적외선 흡광도, 근적외선과 가시광선의 동등한 흡광도 및 근적외선 흡광도보다 큰 가시광선 흡광도 중의 하나를 갖고, 상기 안티몬의 양이 안티몬-도핑된 산화주석의 전기전도성을 저하시키는 것인,다층 피복된 유리.
- 제 38 항에 있어서,안티몬-도핑된 산화주석 층이 소정 양의 안티몬을 포함하여 광 스펙트럼에서 근적외선 및 가시광선 부분을 동등하게 흡수하는 다층 피복된 유리.
- 제 38 항에 있어서,안티몬-도핑된 산화주석 층이 소정 양의 안티몬을 포함하여 근적외선보다 가시광선을 많이 흡수하는 다층 피복된 유리.
- 제 38 항에 있어서,상기 기판이 녹색 투과색을 갖는 녹색 유리이고, 안티몬-도핑된 산화주석 피복물 층이 500nm 근처에서 광을 흡수하고 그레이 또는 마젠타색을 투과하는 피복 유리를 제공하는 안티몬의 농도 및 두께를 갖는 다층 피복된 유리.
- 제 38 항에 있어서,제2 피복물 층이 불소-도핑된 산화주석인 다층 피복된 유리.
- 제 38 항에 있어서,제3 및 안티몬-도핑된 산화주석 층 사이에 광학적으로 비가시적인 적어도 하나의 1/2 파동 피복물 층을 추가로 포함하는 다층 피복된 유리.
- 제 47 항에 있어서,자외선의 목적 파장에서 적어도 하나의 1/2 파동 피복물 층이 실리카이고, 가시광선 스펙트럼에서 1/4 파동이어서, 자외선 투과를 감소시키고 가시광선 투과를 증가시키기 위한 층 두께를 제공함으로써, 가시광선 스펙트럼 반사율을 감소시키고 자외선 스펙트럼 반사율을 증가시키도록 작용하는 다층 피복된 유리.
- 제 38 항에 있어서,기판이, 두께가 3.6mm이고 가시광선 투과율이 70%보다 크며 목적 파장이 ISO의 자외선 기준치를 최소화하는 330nm인 녹색 유리이고, 피복 유리가 70%보다 큰 가시광선 투과율을 갖는 다층 피복된 유리.
- 제 38 항에 있어서,각 층에 대한 1/2 파동 피복물 층이 초기 제1, 제2 및 제3 금속-함유 무기성 피복물 층 내로 삽입되고 목적 파장이 350nm이어서,다층 피복물 층이 350nm의 목적 파장에서는 동일하게 작용하고, 최대 반사율이 나타나는 1050nm 근처에서는 고-저-고의 굴절률을 갖는 다층 피복물 층으로서 작용하여, 다층 코팅물의 굴절률이 긴 파장에서 작고 피크가 스펙트럼의 근적외선 부분에서 짧은 파장으로 이동하여, 다층 피복물 층이 2개의 목적 파장을 반사시키는 것을 특징으로 하는 다층 피복된 유리.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10767798P | 1998-11-09 | 1998-11-09 | |
| US60/107,677 | 1998-11-09 | ||
| US43482399A | 1999-11-05 | 1999-11-05 | |
| US09/434,823 | 1999-11-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010080401A KR20010080401A (ko) | 2001-08-22 |
| KR100700800B1 true KR100700800B1 (ko) | 2007-03-27 |
Family
ID=26805037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020017005809A KR100700800B1 (ko) | 1998-11-09 | 1999-11-08 | 일사 조정성 피복물 및 피복된 제품 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1137608A1 (ko) |
| JP (1) | JP2002529356A (ko) |
| KR (1) | KR100700800B1 (ko) |
| CN (1) | CN1160273C (ko) |
| AU (1) | AU758267B2 (ko) |
| CA (1) | CA2348597A1 (ko) |
| CZ (1) | CZ20011442A3 (ko) |
| NZ (1) | NZ511302A (ko) |
| WO (1) | WO2000027771A1 (ko) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001046718A2 (de) * | 1999-12-22 | 2001-06-28 | Schott Glas | Uv-reflektierendes interferenzschichtsystem |
| JP3255638B1 (ja) * | 2000-06-07 | 2002-02-12 | 日本板硝子株式会社 | 反射型液晶表示素子用基板 |
| FR2814094B1 (fr) * | 2000-09-20 | 2003-08-15 | Saint Gobain | Substrat a revetement photocatalytique et son procede de fabrication |
| EP1291331A3 (de) * | 2001-09-10 | 2004-02-25 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Beschichtung mit photoinduzierter Hydrophilie |
| EP1362834A1 (fr) * | 2002-05-06 | 2003-11-19 | Glaverbel | Substrat transparent comportant une couche conductrice |
| US6733889B2 (en) * | 2002-05-14 | 2004-05-11 | Pilkington North America, Inc. | Reflective, solar control coated glass article |
| WO2005007592A2 (en) | 2003-07-11 | 2005-01-27 | Pilkington Plc | Solar control glazing |
| JP2008505842A (ja) | 2004-07-12 | 2008-02-28 | 日本板硝子株式会社 | 低保守コーティング |
| KR101125664B1 (ko) * | 2004-12-31 | 2012-03-27 | 주식회사 케이씨씨 | 자정효과를 갖는 태양광 조절 유리 |
| US8298380B2 (en) | 2006-05-23 | 2012-10-30 | Guardian Industries Corp. | Method of making thermally tempered coated article with transparent conductive oxide (TCO) coating in color compression configuration, and product made using same |
| US20080011599A1 (en) | 2006-07-12 | 2008-01-17 | Brabender Dennis M | Sputtering apparatus including novel target mounting and/or control |
| KR101456560B1 (ko) * | 2007-01-15 | 2014-10-31 | 쌩-고벵 글래스 프랑스 | 향상된 기계적 강도를 갖는 층으로 코팅된 유리 기판 |
| EP2036714A1 (de) * | 2007-09-06 | 2009-03-18 | Schott AG | Element mit einem Schutzglas gegen ionisierende Strahlung |
| EP2430662A4 (en) | 2009-04-24 | 2014-10-01 | Alphamicron Inc | SUNBATHING DEVICES FOR VARIABLE LIGHT WEAKENING AND ARRANGEMENTS THEREFOR |
| JP5482199B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2014-04-23 | ソニー株式会社 | 撮像装置 |
| US8815402B2 (en) | 2010-03-31 | 2014-08-26 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Mirror having reflective coatings on a first surface and an opposite second surface |
| US8551609B2 (en) | 2010-04-27 | 2013-10-08 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Method of depositing niobium doped titania film on a substrate and the coated substrate made thereby |
| CN102869628A (zh) * | 2010-04-27 | 2013-01-09 | 高性能玻璃创造有限责任公司 | 改进的阳光控制玻璃产品 |
| US9796619B2 (en) * | 2010-09-03 | 2017-10-24 | Guardian Glass, LLC | Temperable three layer antirefrlective coating, coated article including temperable three layer antirefrlective coating, and/or method of making the same |
| TWI447441B (zh) | 2010-11-08 | 2014-08-01 | Ind Tech Res Inst | 紅外光阻隔多層膜結構 |
| PT2726920T (pt) * | 2011-07-01 | 2017-11-27 | Tropiglas Tech Ltd | Um painel concentrador de luminescência espetralmente seletivo com uma célula fotovoltaica |
| US9703010B2 (en) | 2013-02-08 | 2017-07-11 | Corning Incorporated | Articles with anti-reflective high-hardness coatings and related methods |
| CN104178047B (zh) * | 2014-08-20 | 2016-06-08 | 昆山博益鑫成高分子材料有限公司 | 一种柔性透明纳米隔热膜以及其制备方法 |
| CN104362208B (zh) * | 2014-11-24 | 2016-07-06 | 秦皇岛玻璃工业研究设计院 | 具有疏水和光谱选择性的太阳电池用玻璃及其制作方法 |
| JP2017014024A (ja) * | 2015-06-26 | 2017-01-19 | 旭硝子株式会社 | 遮熱ガラス |
| US10191305B2 (en) * | 2015-12-30 | 2019-01-29 | Signet Armorlite, Inc. | Ophthalmic lens |
| US10604442B2 (en) | 2016-11-17 | 2020-03-31 | Cardinal Cg Company | Static-dissipative coating technology |
| CN107956393B (zh) * | 2017-11-17 | 2019-04-02 | 韩天泽 | 一种增进健康的病房 |
| DE112019000373B4 (de) | 2018-01-10 | 2024-02-15 | Alphamicron Incorporated | Umschaltbare Einwegspiegelvorrichtung, Verfahren zum Betrieb der Einwegspiegelvorrichtung und Fenster mit der Einwegspiegelvorrichtung |
| CN110357452B (zh) * | 2018-04-09 | 2020-12-08 | 中国南玻集团股份有限公司 | 减反射玻璃的制备方法及减反射玻璃 |
| CN110612001B (zh) * | 2018-06-14 | 2023-06-30 | 因特瓦克公司 | 多色介电涂层及uv喷墨打印 |
| CN110746121A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-04 | 中国南玻集团股份有限公司 | 复合玻璃及其制备方法和应用 |
| WO2023249251A1 (ko) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | 삼성전자 주식회사 | 윈도우 글라스, 이를 포함하는 전자 장치 및 윈도우 글라스의 제조 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4128303A (en) * | 1976-04-05 | 1978-12-05 | Kabushiki Kaisha Hoya Lens | Anti reflection coating with a composite middle layer |
| WO1997025201A1 (en) * | 1996-01-11 | 1997-07-17 | Libbey-Owens-Ford Co. | Coated glass article having a solar control coating |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7511581A (nl) * | 1975-10-02 | 1977-04-05 | Philips Nv | Reflektor. |
| JPS58209549A (ja) * | 1982-06-01 | 1983-12-06 | 株式会社豊田中央研究所 | 熱線しゃへい積層体 |
| JPS5945943A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-15 | Nippon Soken Inc | 熱線遮断ガラス |
| JPS60108347A (ja) * | 1983-11-16 | 1985-06-13 | Toyota Motor Corp | 防眩熱線反射ガラス |
| JPH02225345A (ja) * | 1989-02-23 | 1990-09-07 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 高透過性熱線反射ガラス |
| DE4024338A1 (de) * | 1989-08-14 | 1991-02-21 | Siemens Ag | Vorrichtung zum beseitigen von stenosen in blutgefaessen |
| US5170291A (en) * | 1989-12-19 | 1992-12-08 | Leybold Aktiengesellschaft | Coating, composed of an optically effective layer system, for substrates, whereby the layer system has a high anti-reflective effect, and method for manufacturing the coating |
| DD298850A5 (de) * | 1990-02-02 | 1992-03-12 | Jenoptik Carl Zeiss Jena Gmbh,De | Vielschicht-entspiegelungsbelag |
| CA2067765A1 (en) * | 1990-08-30 | 1992-03-01 | Eric R. Dickey | Dc reactively sputtered optical coatings including niobium oxide |
| US5248545A (en) * | 1991-06-24 | 1993-09-28 | Ford Motor Company | Anti-iridescent coatings with gradient refractive index |
| US5254392A (en) * | 1991-06-24 | 1993-10-19 | Ford Motor Company | Anti-iridescence coatings |
| US5667880A (en) * | 1992-07-20 | 1997-09-16 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Electroconductive antireflection film |
| US5750265A (en) * | 1996-01-11 | 1998-05-12 | Libbey-Owens-Ford Co. | Coated glass article having a pyrolytic solar control coating |
| DE69712194T2 (de) * | 1996-12-25 | 2002-11-14 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Dünnschicht für optik, zusammensetzung zu deren herstellung und damit hergestelltes uv-absorbierendes und wärmereflektierendes glas |
| GB2324098A (en) * | 1997-04-08 | 1998-10-14 | Pilkington Plc | Solar control coated glass |
| JPH10291839A (ja) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 紫外線熱線反射ガラス物品 |
-
1999
- 1999-11-08 CZ CZ20011442A patent/CZ20011442A3/cs unknown
- 1999-11-08 CN CNB998141984A patent/CN1160273C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-11-08 KR KR1020017005809A patent/KR100700800B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-11-08 EP EP99958844A patent/EP1137608A1/en not_active Withdrawn
- 1999-11-08 NZ NZ511302A patent/NZ511302A/xx unknown
- 1999-11-08 AU AU16128/00A patent/AU758267B2/en not_active Ceased
- 1999-11-08 CA CA002348597A patent/CA2348597A1/en not_active Abandoned
- 1999-11-08 WO PCT/US1999/026406 patent/WO2000027771A1/en active IP Right Grant
- 1999-11-08 JP JP2000580955A patent/JP2002529356A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4128303A (en) * | 1976-04-05 | 1978-12-05 | Kabushiki Kaisha Hoya Lens | Anti reflection coating with a composite middle layer |
| WO1997025201A1 (en) * | 1996-01-11 | 1997-07-17 | Libbey-Owens-Ford Co. | Coated glass article having a solar control coating |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| USP04128303 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU758267B2 (en) | 2003-03-20 |
| CZ20011442A3 (cs) | 2001-12-12 |
| EP1137608A1 (en) | 2001-10-04 |
| WO2000027771A9 (en) | 2000-11-09 |
| KR20010080401A (ko) | 2001-08-22 |
| AU1612800A (en) | 2000-05-29 |
| WO2000027771A1 (en) | 2000-05-18 |
| JP2002529356A (ja) | 2002-09-10 |
| CA2348597A1 (en) | 2000-05-18 |
| CN1329579A (zh) | 2002-01-02 |
| CN1160273C (zh) | 2004-08-04 |
| NZ511302A (en) | 2004-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100700800B1 (ko) | 일사 조정성 피복물 및 피복된 제품 | |
| EP1861339B1 (en) | Coating composition with solar properties | |
| FI120038B (fi) | Lasisubstraatti, joka on varustettu heijastamattomalla pinnoitteella | |
| AU2003231310B2 (en) | Substrate having thermal management coating for an insulating glass unit | |
| RU2274616C2 (ru) | Изделие из стекла с солнцезащитным покрытием | |
| KR101127479B1 (ko) | 투명 기판, 다중 창유리, 창유리, 및 평면 또는 관형태 마그네트론 스퍼터링 표적 | |
| US6596398B1 (en) | Solar control coated glass | |
| US6218018B1 (en) | Solar control coated glass | |
| CN100335433C (zh) | 反射性的防阳光的涂覆玻璃制品 | |
| PL204317B1 (pl) | Przezroczyste podłoże, oszklenie, sposób wytwarzania oszklenia i jego zastosowanie | |
| EP3750855A1 (en) | Solar control coatings with discontinuous metal layer | |
| KR20050010019A (ko) | 미적 코팅을 갖는 제품 | |
| JPH05193994A (ja) | 虹色防止透明嵌込み窓ガラス物品 | |
| JPH05193995A (ja) | 傾斜屈折率を有する虹色防止被覆透明嵌込み窓ガラス物品 | |
| JPH11509513A (ja) | 反射防止コーティングを有するグレージング | |
| EP3606882B1 (en) | Coated glass article | |
| WO2020240589A1 (en) | A solar protective vehicle glazing | |
| KR20230091954A (ko) | 색상 변이가 감소된 차단층을 갖는 열처리 가능한 코팅 | |
| CN116783514A (zh) | 具有阳光防护和绝热的涂有阳光控制涂层的制品 | |
| CZ300173B6 (cs) | Povlecené sklo pro kontrolu slunecního zárení a zpusob jeho výroby | |
| JPH08104544A (ja) | 熱線反射紫外線吸収ガラス及びその製法 | |
| MXPA99007735A (en) | Glass coated for so control | |
| NZ505140A (en) | A near infrared (NIR) wavelength film containing a tin oxide with a NIR dopant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100311 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |