KR101925852B1 - 코팅된 물품들 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

코팅된 기판이 개시된다. 코팅된 기판은 주요 표면을 갖는 단일 기판을 포함한다. 주요 표면의 제1 표면 세그먼트에 제1 코팅이 도포된다. 주요 표면의 제2 표면 세그먼트에 제2 코팅이 도포된다. 제1 코팅은 제2 코팅과 상이하다.

Description

코팅된 물품들 및 그 제조 방법{COATED ARTICLES AND METHODS OF MAKING SAME}
제1 발명의 측면에서, 본 발명은 기판이나 기판 표면에 대한 코팅에 관한 것이다. 제2 발명의 측면에서, 본 발명은 단열 유리 유닛(insulating glass unit)을 통해 투과된 가시 광선의 분포에 영향을 미치기 위한 및/또는 그를 향상시키기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
윈도우 기술(window technology)에서의 진보로, 윈도우의 가열, 냉각, 및 조명 속성에 영향을 미치고 그를 개선하여 건물에서의 에너지 소비를 절감했다. 종종, 이러한 진보는 윈도우의 열적 및/또는 투과 속성에 영향을 미치는 코팅의 도포를 수반한다. 예를 들어, 윈도우에 코팅이 도포되어, 복사 열전달을 감소시킬 수 있고, 가시 광선 투과율을 증가시킬 수 있고, 눈부심을 감소시킬 수 있는 등이다.
저-방사율(low-emissivity)("낮은-e") 코팅이 알려져 있다. 이러한 코팅은 흔히 하나 이상의 반사형 금속층 및 두 개 이상의 투명한 유전체 층을 포함한다. 낮은-e 코팅은 일반적으로 열 적외선에서 높은 반사율을 갖고, 특정한 구성에 따라, "일사열 취득 계수(solar heat gain coefficient)" 및 "차폐 계수(shading coefficient)"와 같은 성능 지표의 견지에서 전체 솔라 성능(overall solar performance)을 달라지게 할 수 있다. 더 높은 솔라 성능의 낮은-e 코팅에서 때때로 트레이드오프가 실시되어, 더 높은 솔라 성능을 달성하기 위해 선택된 막(films)이 윈도우를 통해 투과되는 가시 광선의 양을 제한하는 효과를 갖는다. 그 결과, 이러한 코팅을 함유한 윈도우는 건물 공간에 충분한 양의 자연 일광을 허용하지 않을 수 있다. 따라서, 같은 건물 공간에서 높은 솔라 성능과 높은 가시 광선 투과율 둘 다를 갖는 윈도우를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 현재, 같은 건물 공간에서 이러한 특성들을 모두 달성하기 위한 유일한 수단은, 각각의 코팅 중 하나를 각각 함유하는 별도의 윈도우들을 제공하는 것이다. 그 때, 이러한 별도의 윈도우들 각각은 그 자신의 프레이밍과 함께 설치되어야 하므로, 건물 공간에서 달성될 수 있는 최대 유리 대 벽 비율(maximum glass to wall ratio)이 감소하고, 싱글 윈도우에 비해 설치 비용이 증가한다.
따라서, 싱글 윈도우 시트에서 높은 솔라 성능과 높은 가시 광선 투과율을 제공하는 시스템 및 방법이 바람직할 수 있다. 추가로, 효과를 극대화하고 및/또는 건물 공간 내에서 그러한 싱글 시트를 통해 투과되는 가시 광선의 분포를 향상시키는 시스템 및 방법이 바람직할 수 있다.
하나의 실시예에서, 본 발명은 코팅된 기판에 관한 것이다. 코팅된 기판은 주요 표면(major surface)을 갖는 단일 기판(unitary substrate)을 포함한다. 제1 코팅은 주요 표면의 제1 표면 세그먼트에 도포된다. 제2 코팅은 주요 표면의 제2 표면 세그먼트에 도포된다. 제1 코팅은 제2 코팅과 상이하다.
하나의 실시예에서, 본 발명은 코팅된 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 주요 표면을 갖는 기판을 제공하는 단계, 상기 주요 표면의 제1 표면 세그먼트 상에 제1 코팅을 퇴적하는 단계, 및 상기 주요 표면의 제2 표면 세그먼트 상에 제2 코팅을 퇴적하는 단계를 포함한다. 제1 코팅은 제2 코팅과 상이하다.
하나의 실시예에서, 본 발명은 단열 유리 유닛(insulating glass unit)에 관한 것이다. 단열 유리 유닛은 실질적으로 평행하게 이격된 적어도 두 개의 유리 시트를 포함한다. 적어도 두 개의 유리 시트는 그들의 둘레 에지(peripheral edges)에서 함께 밀봉되어 단열 챔버를 정의한다. 시트들 중 하나는 주요 표면을 포함한다. 주요 표면의 제1 표면 세그먼트에 제1 코팅이 도포된다. 주요 표면의 제2 표면 세그먼트에 제2 코팅이 도포된다. 제1 코팅은 제2 코팅과 상이하다.
전술한 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명 모두는 예시와 설명을 목적으로 하는 것이므로 반드시 본 발명을 제한하는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서에 통합되어 그의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 요지를 도시한다. 설명 및 도면은 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단편적으로(segmentally) 코팅된 기판을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단열 유리 유닛에 통합된 단편적으로 코팅된 기판의 측 단면도이다.
도 3은 시트의 길이를 따르는 다양한 위치에서 단편적으로 코팅된 시트의 퍼센트 가시 광선 투과 값을 보여주는 그래프이다.
도 4는, 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 그와 관련된 광 재지향 디바이스(light redirecting device)를 갖는, 단열 유리 유닛의 측 단면도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 광 재지향 디바이스의 정면 투시도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 광 재지향 디바이스의 후면 투시도이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 광 재지향 디바이스의 측 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 광 재지향 디바이스의 측 단면도이다.
도 7b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 광 재지향 디바이스의 측 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 그와 관련된 광 재지향 디바이스를 갖는, 단열 유리 유닛의 측 단면도의 개략도이다.
도 9는, 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 그와 관련된 광 재지향 디바이스를 갖는, 단열 유리 유닛의 측 단면도의 개략도이다.
본 발명에 대한 제1 발명의 측면은 그 위에 코팅을 갖는 물품(article)이나 기판에 관한 것이다. 특히, 제1 발명의 측면은, 기판의 제1 세그먼트의 하나 이상의 속성(예컨대, 가시 광선 투과율, 적외선 투과율, 방사율, 일사열 취득, 차폐, 색상, 등)이 기판의 다른 세그먼트들에서의 이러한 속성들과 상이하도록, 그 위에 하나 이상의 코팅이 선택적으로 위치한 기판에 관한 것이다. 예를 들어, 제1 발명의 측면에 따르면, 주요 표면을 갖는 기판은 주요 표면의 제1 표면 세그먼트에 제공된 제1 코팅, 주요 표면의 제2 표면 세그먼트에 제공된 제2 코팅 등을 가질 수 있고, 코팅들 각각은 그들 각각의 표면 세그먼트들에 상이한 특성이나 속성을 부여한다. 대안적으로, 주요 표면을 갖는 기판은, 주요 표면의 제1 표면 세그먼트에 제1 코팅이 제공되고, 주요 표면의 하나 이상의 코팅되지 않은 표면 세그먼트를 가질 수 있다. 제1 발명의 측면은, 또한, 단편적으로 코팅된 기판을 형성하기 위한 방법에 관한 것이다.
이제, 도 1을 참조하면, 상부 에지(top edge; 12), 대향하는 측면 에지(opposed side edges; 14a, 14b), 및 하부 에지(bottom edge; 16)를 갖는 단편적으로 코팅된 기판(10)의 주요 표면(S)이 도시된다. 예시적인 실시예에서, 표면(S)은, 상부 에지(12), 측면 에지(14a, 14b) 및 경계(B1)에 의해 정의되고, 거기에 제1 코팅(C1)이 도포된 제1 세그먼트(18)와, 하부 에지(16), 측면 에지(14a, 14b) 및 경계(B1)에 의해 정의되고, 거기에 제2 코팅(C2)이 도포된 제2 세그먼트(22)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 제1 코팅(C1)은 제2 코팅(C2)에 대하여, 제1 세그먼트(18)가 제2 세그먼트(22)에 대해 상이한 하나 이상의 속성(예컨대, 가시 광선 투과율, 적외선 투과율, 방사율, 일사열 취득, 차폐, 색상, 등)을 보이도록 구성될 수 있다. 본 발명에서는, 기판(10)이 상이한 코팅이 도포된 두 개의 세그먼트를 포함하는 실시예들에 대해 설명되어 있지만, 동일한 및/또는 상이한 코팅을 갖는 임의의 수의 추가적인 세그먼트들을 갖는 기판이 본 발명의 범위 내에 있다는 것이 인정되어야 한다.
일부 실시예에서, 적절한 기판(10)은, 유리, 석영, 임의의 플라스틱이나 유기 폴리머 기판(organic polymeric substrate), 또는 임의의 다른 적절한 재료나 재료들의 조합과 같은, 임의의 투명하거나, 실질적으로 투명하거나, 투광성인 기판일 수 있다. 또한, 기판(10)은 두 개 이상의 상이한 재료의 적층체(laminate)일 수 있고, 다양한 두께일 수 있다. 기판(10)은, 막이나 코팅과는 별개로, 예를 들어, 유리 기판에서 철 함량을 제어하여 달성될 수 있는 것과 같은, 속성들을 보이도록 구성될 수 있다. 하나의 실시예에서, 기판은 플로트 유리(float glass)일 수 있다. 기판(10)은 의도한 목적에 적합한 임의의 형상 및 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 기판(10)은 원형, 정사각형, 직사각형, 다각형, 불규칙한 형상, 또는 그의 조합일 수 있다. 그 기판(10)은, 반사율과 투과율의 제어가 요구되거나 원해지는, 여러 가지의 배치(arrangements) 및 설정(settings)에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 기판(10)은 윈도우(window), 스카이라이트(skylight), 도어(door), 또는 다른 글레이징(glazing)(예컨대, 자동차 글레이징)의 일부일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 코팅(C1 및 C2)은, 기판(10)의 주요 표면(S) 위에 도포될 수 있고, 싱글 층 또는 복수의 층으로 구성된 레이어 시스템(layer system)에 위치할 수 있다. 레이어 시스템의 층들은 직접적으로, 근접 관계로, 시스템이나 기판의 다른 층들의 꼭대기에 혹은 그에 인접하여 제공될 수 있다. 개개의 층이나 레이어 시스템의 두께는 균일할 수 있고, 또는 그 폭이나 길이에 걸쳐 다를 수 있다.
일부 실시예에서, 코팅(C1 및 C2) 중 어느 하나 또는 둘 다는 저-방사율 코팅으로서 구성될 수 있다. 저-방사율 코팅은 금속층, 금속 산화물층, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 하나의 실시예에서, 저-방사율 코팅은, 인접한 유전체 층들 사이에 배치된 하나 이상의 금속층(예컨대, 은, 구리, 금, 백금, 팔라듐, 그들의 합금)을 갖는 복수의 유전체 층(예컨대, 아연, 주석, 인듐, 비스무스, 티타늄, 하프늄, 지르코늄, 및 그들의 합금의 산화물의 산화물)을 포함하는 레이어 시스템으로서 도포될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 각각의 유전체 층 사이에 다른 재료들 또는 층들이 위치할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 코팅(C1 및 C2)은, 제1 및 제2 세그먼트(18, 22)를 정의하는 경계(B1)가 상부 및 하부 에지(12, 16)에 실질적으로 평행하게 연장하는 직선으로서 형성되도록, 기판(10)에 도포할 수 있다. 대안적으로, 경계(B1)는 각지거나(angled), 곡선을 이루거나(curved), 또는 그들의 조합일 수 있도록 세그먼트화될 수 있다. 경계(B1)는 상부 및 하부 에지(12, 16) 사이의 임의의 지점에 위치할 수 있다. 경계(B1)는, 제1 세그먼트(18)의 표면적이, 제1 실시예에 따르면, 표면(S)의 전체 표면적의 약 1-90%, 다른 실시예에 따르면 대략 5-70% 사이, 또 다른 실시예에 따르면 약 10-40% 사이가 되도록 위치할 수 있다. 일반적으로, 제1 및 제2 세그먼트(18, 22)는 단편적으로 코팅된 기판(10)의 의도된 목적에 적합하게 서로에 대해 크기조절(sized)될 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 제1 코팅(C1)은 제2 코팅(C2)에 대하여, 기판(S)의 제1 세그먼트(18)가 제2 세그먼트(22)에 대해 상이한 하나 이상의 속성을 보이도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 세그먼트(18, 22)의 속성에 있어서의 이러한 편차(variation)는 제2 코팅(C2)의 레이어 시스템에 대해 제1 코팅(C1)의 레이어 시스템을 다르게 함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 제1 코팅(C1)의 레이어 시스템은, 제2 코팅(C2)의 레이어 시스템에 대해, 하나 이상의 추가적인 층, 하나 이상의 보다 소수의 층, 더 큰 두께를 갖는 하나 이상의 층, 더 작은 두께를 갖는 하나 이상의 층, 및/또는 상이한 재료의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 코팅(C1 및 C2)의 계층 배치(layering arrangements)를 다르게 함으로써, 제1 세그먼트(18)에 의해 보여지는 속성들이 제2 세그먼트(22)의 이러한 속성들에 대해 다를 수 있어, 원하는 배치에서의 속성들의 조합을 보이는 단편적으로 코팅된 기판을 달성할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 코팅(C1)의 레이어 시스템은 제2 코팅(C2)의 레이어 시스템과 (예컨대, 재료, 두께 등에 대해) 실질적으로 유사하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 코팅(C1 및 C2)은 하나 이상의 개별 층들에 있어서의 편차를 제외하고 실질적으로 동일한 레이어 시스템으로서 형성될 수 있다(즉, 코팅의 복수의 층이 실질적으로 동일하고 하나 이상의 개별 층이 상이하다). 대안적으로, 코팅(C1 및 C2)은 실질적으로 상이한 레이어 시스템으로서 형성될 수 있다(즉, 층들 중 어느 것도 실질적으로 동일하지 않거나 소수의 층이 실질적으로 동일하다).
다양한 실시예에서, 응용 기술에 따라, 코팅(C1 및 C2) 사이의 전환(transition)은 점진적일 수 있다. 예를 들어, 코팅(C1)이 코팅(C2)에 대해 하나 이상의 추가적인 층, 보다 소수의 층, 또는 상이한 재료의 층을 갖는 실시예에서, 이러한 층 수정(layer modification)은 코팅(C2)에 있어서 그의 최종 구성에 도달하기 전에 표면(S)의 전환 세그먼트 위에서 점진적으로 발생할 수 있다(예컨대, 층은 코팅(C2)에 있어서 최종 두께에 도달하기 전에 표면(S)의 전환 세그먼트 위에 점진적 두께(graded thickness)를 가질 수 있다). 이러한 방식으로 점진적인 전환을 제공하면, 제1 및 제2 세그먼트(18, 22)에서 임의의 시각적으로 검출가능한 차이(예컨대, 색상, 반사 속성들)를 "완화(soften)"할 수 있어, 미적으로 보다 보기 좋은 단편적으로 코팅된 기판을 제조할 수 있다. 전환 세그먼트의 길이는 임의의 원하는 정도의 "완화(softening)"를 달성하도록 선택될 수 있다.
다양한 실시예에서, 코팅(C1 및 C2)은, 제1 세그먼트(18)가 제2 세그먼트(22)의 가시 광선 투과보다 더 높은 가시 광선 투과를 보이도록 구성될 수 있다. 하나의 실시예에서, 제1 세그먼트(18)는 소위 고투과 영역(약 60% 이상의 가시 광선 투과)일 수 있고, 제2 세그먼트(22)는 소위 저투과 영역(약 40% 이하의 가시 광선 투과)일 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 코팅(C1 및 C2)은, 제2 세그먼트(22)가 제1 세그먼트(18)에 비해 더 우수한 솔라 성능(solar performance)(예컨대, 더 낮은 일사열 취득 계수, 더 낮은 차폐 계수 등)을 보이도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 세그먼트(18, 22)의 다른 속성들이 추가로 또는 대안적으로 서로에 대해 달라질 수 있다.
도 2는, 단열 유리(insulating glass; IG) 유닛(50)에 통합된, 본 발명의 제1 측면에 따른, 단편적으로 코팅된 기판을 보여준다. 도 2에 도시된 바와 같이, IG 유닛(50)은, 그들 사이에 챔버(58)를 형성하기 위해 밀봉제(sealant)(56)에 의해 그들의 둘레 에지(peripheral edges)에서 밀봉된, 제1 페인(pane), 또는 라이트(lite; 52), 및 제2 페인, 또는 라이트(54)를 갖는 멀티-페인 윈도우로서 형성될 수 있다. 라이트(52, 54)의 둘레 에지를 밀봉하고 챔버(58)에 아르곤, 공기, 크립톤 등과 같은 저-전도도 가스를 도입하여, 고 단열 값(high insulating value) IG 유닛(50)이 형성될 수 있다. 하나의 실시예에서, 라이트(52, 54)의 하나 이상의 표면은 도 1에 대해 설명된 것과 유사한 방식으로 단편적으로 코팅될 수 있다. 즉, 내부 표면(62, 64) 중 어느 하나 또는 둘 다와 같은, 라이트(52, 54)의 하나 이상의 표면은 그의 제1 표면 세그먼트에 도포된 제1 코팅(C1), 및 그의 제2 표면 세그먼트에 도포된 제2 코팅(C2)을 가질 수 있다(도 2는 내부 표면(62)에 제1 및 제2 코팅이 도포된 것을 도시한다). 도 2는 본 발명의 단편적으로 코팅된 기판이 이용될 수 있는 IG 유닛의 단지 하나의 실시예를 도시한다. 예를 들어, 본 발명의 단편적으로 코팅된 기판은 세 개 이상의 페인을 가진 IG 유닛에 이용될 수 있다.
본 발명에 대한 제1 발명의 측면은 위에서 논의된 단편적으로 코팅된 기판을 형성하기 위한 방법을 더 포함한다. 코팅을 형성하는 코팅 또는 막이나 층을 도포하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다. 코팅은 일련의 별개의 층들 중 하나 이상에, 또는 점진적 막(graded film)의 두께로서, 또는 그들의 조합으로 퇴적될 수 있다. 코팅은 또한 스퍼터 증착이나 플라즈마 화학 기상 증착과 같은 임의의 적절한 박막 증착 기술을 사용하여 퇴적될 수 있다. 스퍼터 증착 기술은, 예를 들어, 다이오드 스퍼터링, 마그네트론 스퍼터링, 공초점 스퍼터링(confocal sputtering), 직접 스퍼터링(direct sputtering) 등을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 단편적으로 코팅된 기판을 형성하기 위한 방법은, 마그네트론 스퍼터링 코터 시스템의 시작 부분에 기판을 위치시키는 단계, 및 컨베이어 어셈블리에 의해, 코팅을 구성하는 다양한 막이나 층이 순차적으로 도포되는 복수의 별개의 코트 지역(coat zone)을 통해 기판을 운반하는 단계를 포함할 수 있다. 운반은, 임의의 적절한 수단, 기계적, 컴퓨터화, 또는 수동 동작으로 달성될 수 있다는 것이 이해된다. 하나의 예에서, 기판의 운반은 컨베이어 어셈블리에서 이송 롤러에 의한 것일 수 있다. 각각의 코트 지역은 기판 상에 막이나 층을 퇴적하도록 구성된 하나 이상의 스퍼터링 챔버 또는 베이(bays)를 갖출 수 있다. 각각의 베이에는, 스퍼터가능한 타겟 재료를 포함하는 하나 이상의 타겟이 장착될 수 있다. 스퍼터링 타겟의 수 및 유형, 즉, 평면 또는 원통형 등은 제조 또는 그 외의 선호도에 따라 달라질 수 있다. 층은 금속이나 유전체 소스 또는 타겟으로부터 스퍼터링될 수 있고, 스퍼터링은 불활성(inert) 또는 반응성(reactive) 분위기에서 일어날 수 있다. 퇴적된 막의 두께는 기판의 속도를 다르게 하거나 및/또는 타겟에 배치된 전력을 다르게 하여 제어될 수 있다.
일부 실시예에서, 단편적으로 코팅된 기판을 형성하기 위한 방법은 마스크 단계(masking), 또는 실드(shield)나 스크린이나 다른 적절한 장애물(obstruction)과 같은 하나 이상의 개체를 코트 지역들 중 하나 이상에 있는 스퍼터링 타겟과 기판 사이에 선택적으로 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 장애물을 선택적으로 형상화하여(shaping) 특정한 지역에 위치시킴으로써, 특정한 코트 지역에 도포된 막이나 층이 기판의 표면에 걸쳐 달라질 수 있다.
다양한 실시예에서, 마스크 단계에 더해 또는 그 대신, 단편적으로 코팅된 기판을 형성하기 위한 방법은 특정한 지역에서 이용되는 반응성 또는 이온화된 가스를 조작하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 코트 지역 내의 반응성 가스의 유형, 부피, 방향, 및/또는 소스 위치가 다를 수 있어, 기판의 표면에 걸쳐 선택적으로 다른 막이나 층을 실현할 수 있다.
제1 발명의 측면에 대한 시스템 및 방법은, 일부 실시예에서, 특정 속성이나 특성을 보이는 제1 세그먼트 및 제1 세그먼트와는 상이한 속성이나 특성을 보이는 제2 세그먼트를 갖는, 윈도우 시트와 같은, 싱글 단일 기판에 관한 것이다. 싱글 윈도우 시트에 상이한 특성이나 속성을 갖는 두 개의 세그먼트를 제공하면, 서로 인접하게 장착된 별도의 윈도우들에서 동일한 두 가지 특성을 제공하는 것에 비해 몇 가지 장점을 제공한다. 예를 들어, 각각의 윈도우는 그 자신의 프레이밍에 장착되어야 하기 때문에, 별도의 윈도우에서 두 가지 특성을 제공하면, 추가적인 프레이밍이 설치되도록 요구되므로, 달성될 수 있는 최대 유리 대 벽 비율을 감소시킬 수 있다. 게다가, 두 개의 별도의 윈도우에 대한 설치 비용은 싱글 윈도우보다 훨씬 더 높다.
제1 발명의 측면에 대한 예
84 인치의 길이, 30 인치의 폭, 및 6mm의 두께를 갖는 투명 어닐링된 유리 시트는 마그네트론 스퍼터링을 사용하여 코팅되었다. 시트의 상부 에지에서 시작하여, 시트의 상위 세그먼트 위에 제1 저-방사율 코팅이 도포되고, 시트의 하위 세그먼트 위에 제2 저-방사율 코팅이 퇴적되었다. 제1 코팅과 제2 코팅 사이의 전환은 스퍼터링 프로세스 동안 이용된 반응성 가스의 조작에 의해 달성되었다. 코팅된 시트는 수직 입사에서 가시광선 투과율을 결정하기 위한 NFRC(National Fenestration Rating Council) 절차에 따라 가시 광선 투과율에 대해 테스트되었다. 도 3은 시트를 따르는 측정된 % 가시 광선 투과 대(vs.) 측정 위치로서 테스트 결과를 도시한다. 전술한 예에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 코팅 시스템 및 방법은 높은 가시 광선 투과를 보이는 제1 표면 세그먼트와 낮은 가시 광선 투과를 보이는 제2 표면 세그먼트를 갖는 코팅된 싱글 유리 시트를 제공할 수 있다.
본 발명에 대한 제2 발명의 측면은, 그와 연관된 하나 이상의 입사광 재지향 디바이스(incident light redirecting device)를 갖는, 단열 유리 유닛에 관한 것이다. 특히, 제2 발명의 측면은 단열 유리 유닛의 내부 챔버 내에 하나 이상의 입사광 재지향 디바이스가 장착된 단열 유리 유닛에 관한 것이다. 일반적으로, 입사광 재지향 디바이스는 IG 유닛(100)의 일부를 통해 들어오는 자연광을 수신하여, 원하는 방식으로 건물 공간에 광을 반사하거나 그렇지 않으면 재지향하도록 위치 및 구성될 수 있다.
이제, 도 4를 참조하면, 상부 에지(103), 대향하는 측면 에지, 및 하부 에지(105)를 정의하는 단열 유리 유닛(100)은 그와 연관된 광 재지향 디바이스(102)를 가질 수 있다. 단열 유리 유닛(100)은, 밀봉된 챔버(114)를 형성하기 위해 밀봉제(112)에 의해 그들의 둘레 에지들에서 밀봉되는, 스페이서(108)에 의해 이격 관계로 제공되는, 제1 페인, 또는 라이트(104), 및 제2 페인, 또는 라이트(106)를 갖는 멀티-페인 윈도우로서 형성될 수 있다. 아르곤, 공기, 크립톤 등과 같은 저-전도도 가스가 밀봉된 챔버(114)에 존재할 수 있다. 디바이스(102)는 밀봉된 챔버(114) 내에 장착될 수 있다.
일부 실시예에서, IG 유닛(100)은 건물의 벽에 창착하기 위해 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, "제1"(또는 "#1") 표면(104a)은 실외 환경과 마주하는 IG 유닛(100)의 가장 외부에 있는 시트의 표면으로서 정의될 수 있다. 그에 따라, 그것은 자연 일광(DL)이 처음 부딪치는 IG 유닛(100)의 #1 표면(104a)일 수 있다. #1 표면으로부터 내부 측면(101)을 향해 이동하면, 그 다음 표면은 "제2"(또는 "#2") 표면(104b)으로서 지칭될 수 있다. 내부 측면(101)을 향해 더 이동하면, 그 다음 표면은 "제3"(또는 "#3") 표면(106b)으로 지칭될 수 있고, 그 다음은 "제4"(또는 "#4") 표면(106a)으로 지칭될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 라이트(104, 106)는, 유리, 석영, 임의의 플라스틱 또는 유기 폴리머 기판, 또는 임의의 다른 적절한 재료나 재료들의 조합과 같은, 임의의 투명하거나, 실질적으로 투명하거나, 투광성인 재료로 형성될 수 있다. 또한, 라이트(104, 106)는 두 개 이상의 상이한 재료의 적층체일 수 있고, 다양한 두께일 수 있다. 하나의 실시예에서, 라이트(104, 106)는 플로트 유리(float glass)일 수 있다. 라이트(104, 106)는 의도된 목적에 적합한 임의의 형상 및 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 라이트(104, 106)는 원형, 정사각형, 직사각형, 다각형, 불규칙한 형상, 또는 그들의 조합일 수 있다.
다양한 실시예에서, 스페이서(108)는 하나 이상의 섹션에 형성될 수 있고, 이격 관계로 라이트(104, 106)를 유지하기 위해 IG 유닛(100)의 둘레 주위로 연장할 수 있다. 스페이서(108)는 평평한 플레이트형 부재들로서, 또는, 도시된 바와 같이, 고체나 속이 빈 튜브(solid or hollow tubing)로서 형성될 수 있다. 스페이서(108)의 직사각형 단면이 표시되지만, 스페이서(108)는 다양한 단면 구성으로 제공될 수 있다. 스페이서(108)는, 이로 제한되는 것은 아니지만, 알루미늄, 강철, 합금 또는 다른 금속 재료를 포함하는 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다. 다른 재료로는 또한 복합 재료, 플라스틱, 또는 나무를 포함할 수 있다. 스페이서(108)는 마찰 피팅(friction fitting), 체결 메커니즘(fastening mechanism)(예컨대, 접착제), 또는 이들의 조합으로 라이트(104, 106) 사이에서 고정(secure)될 수 있다.
이제, 도 5-6을 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따른 광 재지향 디바이스(102)의 정면 및 후면 투시도 각각이 도시된다. 일반적으로, 광 재지향 디바이스(102)는 들어오는 자연광을 수신하여 그것을 내부 공간으로 위쪽으로 반사하도록 구성될 수 있어, 내부 공간에 간접 조명을 제공할 수 있다. 간접 조명은 직접 조명에 비해 여러 가지 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 간접 조명은 종종 더 균형잡힌 밝기와 시각적인 편안함이 특징인 공간을 제공한다. 추가로, 오버헤드 전기 조명이 약해지거나 꺼지도록 하여, 경제적 및 환경적 이익을 종종 산출하고, 이로써 에너지를 절약한다. 또한, 그것은, 전자 표시 화면을 보는 동안 관찰되는 것과 같은, 건물 공간의 거주자가 경험한 눈부심의 양 및 그 결과로 야기되는 눈의 피로를 줄인다.
예시적인 실시예에서, 디바이스(102)는 일광 외장(daylight facing)을 갖는 기본 부재(base member; 116), 또는 전면(front face; 117), 후면(back face; 118), 전면(117)에서 연장하는 복수의 블레이드(blade)나 슬랫(slat; 119), 및 기본 부재(116)에 형성되어 그를 지나 연장하는 복수의 개구부(122)를 포함하는 루버형(louver-type) 디바이스로서 구성될 수 있다. IG 유닛(100)의 챔버(114) 내에 디바이스(102)의 장착을 용이하게 하기 위해, 디바이스(102)는 림(rim) 또는 플랜지 부재(flange member; 124)를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 기본 부재(116) 및 그의 면들(faces; 117, 118)은 상부 에지(top edge; 126), 하부 에지(bottom edge; 128), 및 대향하는 측면 에지(opposed side edges; 132a, 132b)를 갖는 실질적으로 평면인 길게 늘어난 부재(substantially planar, elongated members)로서 형성될 수 있다. 도 5-6의 기본 부재(116)는 직사각형 부재로서 형성되지만, 기본 부재는 의도한 목적에 적합한 임의의 형상 및 치수를 가질 수 있다는 것이 인정되어야 한다. 예를 들어, 기본 부재는 원형, 정사각형, 다각형, 불규칙한 형상, 또는 그들의 조합일 수 있다. 또 다른 예로서, 기본 부재(116)는, 디바이스(102)가 장착될 단열 유리 유닛의 크기와 형상에 맞춰 크기조절 및 형상화될 수 있다(즉, 기본 부재(116)의 에지들 중 하나 이상은 일반적으로 단열 유리 유닛의 하나 이상의 에지에 맞춰질 수 있다). 기본 부재(116)는, 이로 제한되는 것은 아니지만, 알루미늄, 강철, 합금, 또는 다른 금속 재료를 포함하는 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다. 다른 재료로는 또한 복합 재료, 플라스틱, 또는 나무를 포함할 수 있다. 기본 부재(116)는, 예를 들어, 기본 부재(116)의 외관을 향상시키고, 기본 부재(116)를 보호하고, 및/또는 기본 부재(116)의 반사 속성을 수정하기 위해 하나 이상의 코팅 또는 마감(finishes)을 갖출 수 있다.
다양한 실시예에서, 슬랫(slats; 119)은, 상부 및 하부 에지들(126, 128)에 실질적으로 평행하게 세로로 연장하는, 전면(117)으로부터 돌출하는 길게 늘어난 부재들로서 형성될 수 있다. 슬랫(119)은 실질적으로 전면(117) 전체에 걸쳐 연장할 수 있다. 대안적으로, 도 5-6에 도시된 바와 같이, 슬랫(119)은 기본 부재(116)에 의해 형성된 하나 이상의 횡 부재(transverse member; 134)에 의해 중단될 수 있다. 횡 부재(134)의 수와 폭은 디바이스(102)의 원하는 구성을 수용하기 위해 달라질 수 있다는 것이 인정되어야 한다. 하나의 실시예에서, 슬랫(119)은 기본 부재(116)에 대해 일체로 형성될 수 있다(즉, 슬랫(119)은 기본 부재(116)의 일련의 절단(cut) 및/또는 구부림(bend)에 의해 형성될 수 있다). 대안적으로, 슬랫(119)은 접착제(adhesives), 맞대기 용접(butt welding), 플러그 용접(plug welding), 랩 용접(lap welding), 리베팅(riveting), 네일링(nailing), 거시팅(gusseting), 클림핑(crimping) 등에 의해 전면(117)에 연결된 별도의 컴포넌트일 수 있다. 슬랫(119)은, 이로 제한되는 것은 아니지만, 알루미늄, 강철, 합금 또는 다른 금속 재료를 포함하는 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다. 다른 재료로는 복합 재료, 플라스틱, 또는 나무를 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 슬랫(119) 및 기본 부재(116)는 동일한 재료로 형성될 수 있다.
이제, 도 7을 참조하면, 도 5-6의 광 재지향 디바이스(102)의 측 단면도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 슬랫들(119)은, 전면 에지(136)에서 끝나기 전에 전면(117)으로부터 연장할 수 있고, 입사 표면(138) 및 대향 표면(142)을 정의할 수 있다. 표면들(138, 142)은 평탄(smooth)하거나, 뾰족(jag)해 지거나, 톱니 모양(serrate)이 되거나, 마디(knurl)가 있거나, 그들의 조합일 수 있거나, 그렇지 않으면 원하는 방식으로 광을 재지향시키도록 처리될 수 있다. 하나의 실시예에서, 적어도 슬랫들(119)의 입사 표면들(138)은 표면(138)의 반사 속성을 증가시키도록 구성된 하나 이상의 코팅 또는 마감을 갖출 수 있어, 건물 공간에 간접 조명을 제공하는 표면 능력을 향상시킨다. 예를 들어, 표면(138)은 아크릴 또는 플루로폴리머(fluropolymer) 수지, 또는 다른 아크릴, 폴리에스테르, 또는 우레탄 코팅을 갖출 수 있다. 다른 마감(finishes) 또한 제공될 수 있다. 표면(138)은 정반사율(specular reflectivity), 확산 반사율(diffuse reflectivity), 또는 그들의 조합을 달성하도록 구성 또는 그렇지 않으면 처리될 수 있다. 다른 실시예에서, 대향 표면(142) 또한 표면(142)의 반사 속성을 증가시키도록 구성된 하나 이상의 코팅 또는 마감을 갖출 수 있다.
일부 실시예에서, 슬랫(119)은 전면(117)에 실질적으로 수직(normal)으로 연장할 수 있거나, 도 7에 도시된 바와 같이, 전면(117)에 대해 예각(α)으로 연장할 수 있다. 슬랫들(119)은 도시된 것과 동일한 각도로 각각 연장할 수 있거나, 하나 이상의 슬랫(119)이 상이한 각도로 연장할 수 있다. 각도 α를 다르게 함으로써, 반사된 광의 원하는 경로 또는 반사 패턴이 달성될 수 있다. 예를 들어, 슬랫들(119) 사이에서 각도 α가 달라질 수 있어, 포커스된 영역이나 넓은 영역을 통해, 또는 일부 다른 원하는 방식으로 건물 공간에 간접 광을 제공하는 반사 패턴을 달성할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 슬랫(119)은 평면(도 7에 도시된 바와 같이)이거나 곡선이거나 그들의 조합일 수 있도록 세그먼트화된 단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 7a는 제1 평면 부분과 제2 평면 부분을 포함하는 세그먼트화된 단면을 갖는 슬랫들(119)을 도시한다. 추가적인 예로서, 도 7b는 제1 아치형 부분 및 제2 아치형 부분을 포함하는 세그먼트화된 단면을 갖는 슬랫들(119)을 도시한다. 평면형(planar)과 호형(arced) 세그먼트들의 다른 조합이 제공될 수 있다. 슬랫들(119)은 그들의 길이에 따라 동일한 단면 프로파일을 가질 수 있고, 또는 단면 프로파일이 다를 수 있다. 게다가, 디바이스(102)의 슬랫들(119) 각각은 도시된 바와 같이 동일한 단면 프로파일을 가질 수 있고, 또는 하나 이상의 슬랫(119)이 하나 이상의 다른 슬랫들에 대해 상이한 단면 프로파일을 가질 수 있다. 각도 α와 마찬가지로, 단면 프로파일의 형상을 조작하여 원하는 반사 패턴이 달성될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 하나 이상의 슬랫(119)은 기본 부재(116)에 이동가능하게 장착될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 슬랫(119)은 기본 부재(116)에 회전가능하게(pivotably) 장착될 수 있다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 슬랫(119)의 각도 α는 디바이스(102)의 사용자에 의해 조정될 수 있다. 다른 예로서, 슬랫(119)은, 슬랫들(119)이 기본 부재(116)에 대해 올라가거나 및/또는 내려갈 수 있도록, 기본 부재(116)에 슬라이드 가능하게 장착될 수 있다. 또 다른 예로서, 슬랫(119) 및 기본 부재(116)는 디바이스(102)의 전체 높이가 조절될 수 있도록 접을 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 개구부(122)는 기본 부재(116)에 형성되고 그를 지나 연장할 수 있다. 일반적으로, 개구부(122)는 슬랫(119)으로부터 반사되는 광의 통과를 용이하게 하는 한편 디바이스(102)를 통해 직접 통과할 수 있는 자연 일광의 양을 제한하도록 구성 및 위치할 수 있다. 이 점에서, 개구부(122)의 하나 이상은 슬랫(119)으로부터 반사된 광의 통과를 수용하는 거리에 있는 개개의 슬랫(119) 위에 제공될 수 있다. 개구부(122)는 슬랫(119)의 전체 길이를 따라 연장할 수 있거나, 슬랫(119)의 길이의 단지 일부분만을 따라 연장할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 인접한 개구부(122) 및 슬랫(119)은, 디바이스(102)를 통해 직접 통과할(즉, 먼저 슬랫(119)으로부터 반사되지 않고 디바이스(102)를 통과하는) 일광의 최대 각도를 나타내는, 최대 직접 일광 각도 β를 정의할 수 있다. 각도 β는, 예를 들어, 전면(117)으로부터 슬랫들(119)의 연장 길이를 다르게 하고, 전면(117)으로부터 슬랫들(119)의 연장 각도 α를 다르게 하고, 및/또는 개구부(122)의 폭을 다르게 함으로써 원하는 대로 달라질 수 있다.
일부 실시예에서, 디바이스(102)는 챔버(114) 내에 디바이스(102)의 장착을 용이하게 하기 위한 플랜지 부재(124)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 플랜지 부재(124)는 IG 유닛(100)의 스페이서(108)에 부착하기 위해 구성될 수 있다. 이 점에서, 플랜지 부재(124)는 디바이스(102)의 각각의 에지나, 그들의 일부를 따라 연장할 수 있고, 또는 디바이스(102)의 에지들 중 하나 이상을 따라 제공될 수 있다. 플랜지 부재(124)는 전면(117), 후면(118), 또는 이들의 조합으로부터 연장할 수 있고, 면들(117, 118)에 실질적으로 수직으로, 또는 디바이스(102)의 장착을 수용하는 또 다른 각도로 연장할 수 있다. 하나의 실시예에서, 플랜지 부재(124)는 기본 부재(116)에 대해 일체로 형성될 수 있다(즉, 플랜지 부재(124)는 기본 부재(116)의 일련의 절단 및/또는 구부림에 의해 형성될 수 있다). 대안적으로, 플랜지 부재(124)는 접착제, 맞대기 용접, 플러그 용접, 랩 용접, 리베팅, 네일링, 거시팅, 크림핑 등에 의해 기본 부재(116)에 연결된 별도의 컴포넌트일 수 있다. 플랜지 부재(124)는 스페이서(108)에 고정될 수 있는 나사, 리벳, 볼트, 핀, 또는 다른 패스너(fasteners)에 의한 관통을 위한 하나 이상의 천공(perforations; 144)을 갖출 수 있다. 플랜지 부재(124)에 대한 대안으로, 행거(hangers), 브래킷(brackets), 또는 개체들을 서로 부착하기 위한 다른 알려진 기계적 디바이스와 같은 다른 기계적 장착 디바이스가 챔버(114) 내에 디바이스(102)를 장착하는데 이용될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 디바이스(102)는 접착제 또는 다른 결합제(bonding agent)를 사용하여 챔버(114) 내에 장착될 수 있다.
다양한 실시예에서, 디바이스(102)는 원-피스 구성(one-piece construction)으로서 구성될 수 있다. 즉, 슬랫(119), 개구부(122), 및 플랜지 부재(124) 각각은 시작 재료의 싱글 시트에 대한 일련의 절단 및/또는 구부림에 의해 형성될 수 있다. 이러한 원-피스 구성을 이용함으로써, 디바이스(102)는 디바이스(102)의 제조 동안 적용되거나 그렇지 않으면 존재할 수 있는 마감 재료(finish material), 잔해(debris), 또는 다른 오염 물질(contaminants)을 가둘 수 있는 이음매(seams), 갭, 또는 다른 틈(crevices)이 실질적으로 없게 할 수 있다. 이러한 원-피스 구성은 또한 접착제 또는 결합제와 같은 임의의 부착을 용이하게 하는 재료가 필요하지 않게 할 수 있다. 이러한 재료의 부재는, 이러한 재료의 존재가 #2 및 #3 표면 중 어느 하나 또는 둘 다에 도포된 박막 코팅과 같은 IG 유닛(100)의 챔버(114) 내의 컴포넌트들에 대해 해로운 영향을 미치는 실시예에서 특히 바람직할 수 있다. 대안적으로, 디바이스(102)는 복수의 별도의 컴포넌트들이 함께 연결되는 것으로서 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 디바이스(102)는, 디바이스(102)의 전면(117)이 #2 표면에 마주하도록(즉, 전면(117)이 들어오는 자연 일광 DL에 마주하도록) 챔버(114) 내에 장착될 수 있다. 이러한 장착에 의해, 디바이스(102)는 들어오는 일광을 수신하고, 그의 슬랫들(119) 및 개구부(122)를 통해, 들어오는 광을 건물 공간으로 위쪽으로 재지향시키도록 구성될 수 있어, 원하는 방식으로 건물 공간에 간접 조명을 제공할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 디바이스(102)는, 틈새(clearance) 또는 갭이 디바이스(102)와 #2 및 #3 표면(104b, 106a) 사이에 존재하도록, 챔버(114) 내에 장착될 수 있다. 하나의 실시예에서, 틈새는, 예를 들어, 풍하중(wind loads), 및 IG 유닛(100)에 적용될 수 있는 다른 압축력을 고려하여 디바이스(102)와 라이트들(104, 106) 중 어느 하나 사이의 접촉을 방지하는 최소 거리로 선택될 수 있다. 대안적으로, 디바이스(102)와 #2 및 #3 표면(104b, 106a) 사이에 임의의 원하는 틈새가 선택될 수 있다.
다양한 실시예에서, 디바이스(102)는 IG 유닛(100)의 임의의 일부 또는 세그먼트에 걸쳐 연장하도록 치수화 및 형상화될 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 디바이스(102)는, 측면 에지들(132a, 132b) 사이에서 연장하는 디바이스(102)의 치수로서 정의된 디바이스(102)의 폭이 IG 유닛(100)의 폭과 실질적으로 동일하고, 상부 및 하부 에지(126, 128) 사이에서 연장하는 디바이스(102)의 치수로서 정의된 디바이스(102)의 길이는 IG 유닛(100)의 길이보다 작도록 치수화될 수 있다. 이러한 실시예에서, 디바이스(102)의 상부 에지(126)는 IG 유닛(100)의 상부 에지에 인접하게 제공될 수 있고, 또는 디바이스(102)의 하부 에지(128)는 IG 유닛(100)의 하부 에지에 인접하게 제공될 수 있고, 또는 디바이스(102)는 IG 유닛(100)의 상부 및 하부 에지로부터 이격되어 제공될 수 있다. 대안적으로, 디바이스(102)는 전체 IG 유닛(100)에 걸쳐 연장할 수 있고, 또는 디바이스(102)는 그것이 IG 유닛(100)의 에지들 중 임의의 하나 이상에서 이격되어 장착될 수 있도록 치수화될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 광 재지향 디바이스(102)에 대안으로서 또는 추가로, 하나 이상의 다른 광 재지향 컴포넌트들이 IG 유닛(100)과 연관될 수 있다. 예를 들어, 그들을 통과하는 광을 재지향하도록 구성된 폴리머 막이 라이트들(104, 106)의 표면에 도포될 수 있다. 대안적으로, 광을 재지향하는 것으로 알려진 임의의 다른 컴포넌트가 이용될 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 광 재지향 디바이스를 갖는 것에 더해, IG 유닛(100)은 본 발명에 대한 제1 발명의 측면에 따라 단편적으로 코팅되는 #1, #2, #3, 및 #4 표면들 중 임의의 것 또는 전부와 같은 하나 이상의 표면을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, #2 및 #3 표면 중 하나 또는 둘 다는 단편적으로 코팅될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 단지 #2 표면만 단편적으로 코팅될 수 있다. 제1 발명의 측면에 대해 논의된 단편적으로 코팅된 표면과 마찬가지로, IG 유닛(100)의 단편적으로 코팅된 표면은 표면의 제1 세그먼트에 도포된 제1 코팅, 및 표면의 제2 세그먼트에 도포된 제2 코팅을 포함할 수 있고, 제1 및 제2 코팅 각각은 표면에 상이한 속성들 또는 특성들을 부여한다. 하나의 실시예에서, IG 유닛의 표면에 도포된 제1 및 제2 코팅은, 제1 코팅이 도포되는 표면의 영역에 해당하는 제1 표면 세그먼트가 약 60% 이상의 가시 광선 투과("고투과 영역"임)를 보이고, 제2 코팅이 도포되는 표면의 영역에 해당하는 IG 유닛의 제2 세그먼트는 약 40% 이하의 가시 광선 투과("저투과 영역"임)를 보이도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 코팅은 가시 광선 투과 이외에 임의의 수의 속성을 다르게 하도록 구성될 수 있다. 당업자에 의해 인정되는 바와 같이, 고투과 영역과 저투과 영역의 상대적 크기는, IG 유닛의 솔라 속성을 최적화하기 위한 욕구와 간접 조명을 증가시키기 위한 욕구가, 건물 공간에서 적절하게, 균형을 이루도록 선택될 수 있다.
다양한 실시예에서, 광 재지향 디바이스(102)는 IG 유닛(100)의 고 및 저투과 영역의 크기, 형상, 및/또는 위치에 기초하여 IG 유닛(100) 내에서 크기조절되고, 형상화되고, 및/또는 위치될 수 있다. 예를 들어, 광 재지향 디바이스(102)는 고투과 영역의 일부, 최대로는 전체를, 실질적으로 덮도록 구성 및 위치할 수 있다(즉, 디바이스(102) 및 고투과 영역은 실질적으로 동일한 "풋 프린트"를 가질 수 있다). 고투과 영역 및 광 재지향 디바이스(102)를 정렬하여, 건물 공간에 제공되는 간접 조명의 양을 최적화할 수 있다. 대안적으로, 광 재지향 디바이스(102)와 고 및 저 투과 영역의 크기, 형상 및/또는 위치는 서로 독립적으로 결정될 수 있다.
앞에서 논의된 바와 같이, IG 유닛(100)은 건물의 벽에 장착될 수 있다. 더 구체적으로, IG 유닛(100)은, 라이트(106)가 실내 건물 공간에 인접하고, 상부 에지(103)는 실내 건물 공간의 천장에 가장 가깝도록 장착될 수 있다. 이러한 실시예에서, 고투과 영역은 (천정에 가장 가까운) IG 유닛(100)의 상위 세그먼트로서 형성될 수 있고, 저투과 영역은 (바닥에 가장 가까운) IG 유닛(100)의 하위 세그먼트로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 고투과 영역의 위치는 IG 유닛(100)의 소위 가시 영역 위에 있도록 선택될 수 있다. 추가로, 광 재지향 디바이스(102)는 고투과 영역과 실질적으로 나란히 배치될 수 있다. 투과 영역들과 광 재지향 디바이스(102)를 이러한 방식으로 배열함으로써, 싱글 IG 유닛의 동작을 통해, 적절한 양의 간접 조명이 실내 건물 공간에 제공될 수 있음과 동시에 그의 라이트들 중 하나의 전체 표면 위에 고투과 코팅을 함유한 IG 유닛에 대해 개선된 솔라 성능을 달성할 수 있다.
이제, 도 8을 참조하면, 본 발명의 대안적인 실시예에 따른, 광 재지향 디바이스(102)가 그 안에 배치된 IG 유닛(200)이 도시된다. IG 유닛(200)은, 스페이서들(208, 212)에 의해 이격 관계로 제공되고 밀봉된 챔버(218)를 형성하기 위해 밀봉제(214, 216)에 의해 그들의 둘레 에지에서 밀봉된, 외부 라이트(202), 내부 라이트(204), 및 중간 라이트(206)를 갖는 3-시트 윈도우로서 구성될 수 있다. 아르곤, 공기, 크립톤 등과 같은 저-전도도 가스가 밀봉된 챔버(218)에 존재할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디바이스(102)는 그의 상부 에지(126)가 라이트(202, 204)의 상부 에지(202a, 204a)와 실질적으로 동일 평면상(coplanar)이도록 밀봉된 챔버(218) 내에 장착될 수 있다. 이 점에서, 디바이스(102)의 상위 세그먼트는 밀봉된 챔버(218) 위에 제공될 수 있다. 도 8의 실시예에서, 디바이스(102)는 체결 디바이스(fastening device)를 사용하지 않고 IG 유닛(200) 내에 장착될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(102)는, 중간 라이트(middle lite; 206)의 상부 에지(206a)에 의해 수직으로 지지되고, 스페이서(208, 212)에 의해, 상위 세그먼트에서, 측면으로 지지되고, 중간 라이트(206)의 상부 에지(206a)를 가로지르는(straddle) 디바이스(102)의 아래쪽으로 연장하는 플랜지 부재들(124a, 124b)에 의해 하위 세그먼트에서, 측면으로 지지되도록, IG 유닛(200) 내에 위치할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 디바이스(102)는 하나 이상의 나사, 리벳, 볼트, 핀, 또는 다른 패스너로 스페이서(208, 212) 중 어느 하나 또는 둘 다에 고정될 수 있다.
이제, 도 9를 참조하면, 본 발명의 대안적인 실시예에 따른, 광 재지향 디바이스(102)가 그 안에 위치하는 IG 유닛(300)이 도시된다. IG 유닛(300)은 외부 라이트(302), 내부 라이트(304), 및 중간 라이트(306)를 갖는 3-라이트 윈도우로서 구성될 수 있다. 외부 라이트(302) 및 내부 라이트(304)는 스페이서(308)에 의해 이격 관계로 제공될 수 있다. 중간 시트(306)는 각각 서브-프레임들, 또는 서브-스페이서들(312 및 314)에 의해 외부 라이트(302) 및 내부 라이트(304)로부터 이격 관계로 제공될 수 있다. IG 유닛(300)은 밀봉된 챔버(318)를 형성하기 위해 밀봉제(316)에 의해 그의 둘레 에지에서 밀봉될 수 있다. 아르곤, 공기, 크립톤 등과 같은 저-전도도 가스가 밀봉된 챔버(318) 내에 존재할 수 있다. 도 8의 실시예와는 반대로, 디바이스(102)는 그의 상부 에지(126)가 라이트(302, 304)의 상부 에지(302a, 304a) 아래 위치하도록 밀봉된 챔버(318) 내에 장착될 수 있다. 도 8의 실시예와 마찬가지로, 디바이스(102)는 체결 디바이스를 사용하지 않고 IG 유닛(300) 내에 장착될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(102)는 스페이서(308)의 하부 에지(308a)와 중간 라이트(306)의 상부 에지(306a) 사이에 수직으로 지지되도록 IG 유닛(300) 내에 위치할 수 있다. 디바이스(102)는 서브-스페이서(312, 314)에 의해 상위 세그먼트에서 측면으로 지지될 수 있고, 중간 라이트(306)의 상부 에지(306a)를 가로지르는 디바이스(102)의 아래로 연장하는 플랜지 부재(124a, 124b)에 의해 하위 세그먼트에서 측면으로 지지될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 디바이스(102)는 하나 이상의 나사, 리벳, 볼트, 핀, 또는 다른 패스너로 서브-스페이서(312, 314) 중 어느 하나 또는 둘 다에 고정될 수 있다.
전술한 설명에서, 본 발명의 다양한 실시예는 도시 및 설명을 목적으로 제시되었다. 이들은 개시된 정확한 형태로 본 발명을 제한하거나 철저하게 하려는 의도는 아니다. 위의 교시에 비추어 명백한 수정이나 변형이 가능하다. 실시예는, 본 발명의 원리 및 그의 실제 응용에 대한 최상의 예시를 제공하고, 당업자로 하여금, 고려한 특정 용도에 적합하게 본 발명을 다양한 실시예에서 다양한 수정으로 활용하는 것을 가능하게 하도록 선택 및 설명되었다. 공정하게, 법적으로, 정당하게 권리가 주어지는 폭에 따라 해석될 때, 이러한 수정 및 변형 모두는 첨부된 청구항들에 의해 결정되는 것과 같은 본 발명의 범위 내에 있다.

Claims (44)

  1. 코팅된 기판으로서,
    주요 표면(major surface)을 갖는 단일 기판(unitary substrate);
    상기 주요 표면의 제1 표면 세그먼트에 도포된 제1 코팅; 및
    상기 주요 표면의 제2 표면 세그먼트에 도포된 제2 코팅 - 상기 제1 코팅은 상기 제2 코팅과 상이함 -; 및
    상기 제1 표면 세그먼트와 상기 제2 표면 세그먼트 사이의 전환 표면 세그먼트(transitional surface segment)를 포함하고, 상기 제1 코팅 내의 적어도 하나의 층은 상기 제1 표면 세그먼트에서의 최대 두께로부터 상기 전환 표면 세그먼트 내의 최소 두께로 전환하고, 상기 제2 코팅 내의 적어도 하나의 층은 상기 전환 표면 세그먼트 내의 최소 두께로부터 상기 제2 표면 세그먼트에서의 최대 두께로 전환하는, 코팅된 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 코팅은 복수의 층을 포함하는 제1 레이어링 시스템(layering system)을 포함하고, 상기 제2 코팅은 복수의 층을 포함하는 제2 레이어링 시스템을 포함하는 코팅된 기판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 코팅과 상기 제2 코팅 중 어느 하나 또는 이들 모두는 저-방사율 코팅(low-emissivity coatings)인 코팅된 기판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 코팅과 상기 제2 코팅 둘 다는 저-방사율 코팅인 코팅된 기판.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 레이어링 시스템에는 상기 제2 레이어링 시스템에 대하여 하나 이상의 층 차이가 존재하는 코팅된 기판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 층 차이는 하나 이상의 추가적인 층, 하나 이상의 보다 소수의 층, 더 큰 두께를 갖는 하나 이상의 층, 더 작은 두께를 갖는 하나 이상의 층, 및/또는 상이한 재료의 하나 이상의 층을 포함하는 코팅된 기판.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 층 차이는 상기 주요 표면의 상기 전환 표면 세그먼트 위에서 점진적으로 발생하는 코팅된 기판.
  8. 제3항에 있어서, 상기 제1 표면 세그먼트는 60% 이상의 가시 광선 투과(visible light transmission)를 갖고, 상기 제2 표면 세그먼트는 상기 제1 표면 세그먼트의 가시 광선 투과보다 작은 가시 광선 투과를 갖는 코팅된 기판.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 표면 세그먼트는 40% 이하의 가시 광선 투과를 갖는 코팅된 기판.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2 표면 세그먼트는 상기 제1 표면 세그먼트의 일사열 취득 계수(solar heat gain coefficient)보다 더 작은 일사열 취득 계수를 갖는 코팅된 기판.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 표면 세그먼트는 상기 주요 표면의 전체 표면적의 10%와 40% 사이인 코팅된 기판.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 표면 세그먼트는 상기 주요 표면의 전체 표면적의 10%와 40% 사이인 코팅된 기판.
  13. 제1항에 있어서, 상기 기판은, 투명하거나 투광성(light transmissive)인 재료로 형성되는 코팅된 기판.
  14. 제13항에 있어서, 상기 기판은 플로트 유리(float glass)인 코팅된 기판.
  15. 코팅된 기판들을 제조하는 방법으로서,
    a) 주요 표면을 갖는 기판을 제공하는 단계;
    b) 상기 주요 표면의 제1 표면 세그먼트 상에 제1 코팅을 퇴적하는 단계; 및
    c) 상기 주요 표면의 제2 표면 세그먼트 상에 제2 코팅을 퇴적하는 단계 - 상기 제1 코팅은 상기 제2 코팅과 상이함 -; 및
    d) 상기 제1 표면 세그먼트와 상기 제2 표면 세그먼트 사이에 연장하는 상기 주요 표면 상의 전환 표면 세그먼트에서 점진적인 두께로 상기 제1 코팅 또는 상기 제2 코팅 중 하나 이상의 코팅 내에 적어도 하나의 층을 퇴적하는 단계를 포함하고, 상기 제1 코팅 내의 상기 적어도 하나의 층의 상기 점진적인 두께는 상기 제1 표면 세그먼트에서의 최대 두께로부터 상기 전환 표면 세그먼트 내의 최소 두께로 전환하고, 상기 제2 코팅 내의 상기 적어도 하나의 층의 상기 점진적인 두께는 상기 제2 표면 세그먼트에서의 최대 두께로부터 상기 전환 표면 세그먼트에서의 최소 두께로 전환하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 표면 세그먼트 상에 퇴적하는 단계는, 복수의 층을 포함하는 제1 레이어링 시스템을 포함하는 제1 코팅을 퇴적하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 표면 세그먼트 상에 퇴적하는 단계는, 복수의 층을 포함하는 제2 레이어링 시스템을 퇴적하는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 코팅과 상기 제2 코팅 중 어느 하나 또는 이들 모두는 저-방사율 코팅인 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 코팅과 상기 제2 코팅 둘 다는 저-방사율 코팅인 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 레이어링 시스템에는 상기 제2 레이어링 시스템에 대하여 하나 이상의 층 차이가 존재하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 하나 이상의 층 차이는 하나 이상의 추가적인 층, 하나 이상의 보다 소수의 층, 더 큰 두께를 갖는 하나 이상의 층, 더 작은 두께를 갖는 하나 이상의 층, 및/또는 상이한 재료의 하나 이상의 층을 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 하나 이상의 층 차이는 상기 주요 표면의 상기 전환 표면 세그먼트 위에서 점진적으로 발생하는 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제1 표면 세그먼트는 60% 이상의 가시 광선 투과를 갖고, 상기 제2 표면 세그먼트는 상기 제1 표면 세그먼트의 가시 광선 투과보다 작은 가시 광선 투과를 갖는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제2 표면 세그먼트는 40% 이하의 가시 광선 투과를 갖는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제2 표면 세그먼트는 상기 제1 표면 세그먼트의 일사열 취득 계수보다 더 작은 일사열 취득 계수를 갖는 방법.
  25. 제23항에 있어서, 상기 제1 표면 세그먼트는 상기 주요 표면의 전체 표면적의 10%와 40% 사이인 방법.
  26. 제24항에 있어서, 상기 제1 표면 세그먼트는 상기 주요 표면의 전체 표면적의 10%와 40% 사이인 방법.
  27. 제16항에 있어서, 상기 기판은, 투명하거나 투광성인 재료로 형성되는 방법.
  28. 제16항에 있어서, 상기 기판은 플로트 유리인 방법.
  29. 제16항에 있어서, 상기 제1 코팅 및 상기 제2 코팅은 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)에 의해 퇴적되는 방법.
  30. 제20항에 있어서, 상기 하나 이상의 층 차이는 스퍼터링 타겟과 상기 주요 표면 사이에 하나 이상의 개체를 선택적으로 위치시킴으로써 달성되는 방법.
  31. 제20항에 있어서, 상기 하나 이상의 층 차이는 스퍼터링 챔버 내의 반응성(reactive) 및/또는 불활성(inert) 가스의 유형, 부피, 방향 및/또는 소스 위치를 조작함으로써 달성되는 방법.
  32. 단열 유리 유닛(insulating glass unit)으로서,
    평행하게 이격된 적어도 2개의 유리 시트
    를 포함하고,
    상기 2개의 유리 시트는 그들의 주변 에지들(peripheral edges)에서 함께 밀봉되어, 그들 사이에 단열 챔버를 정의하고,
    상기 시트들 중 하나의 시트는 주요 표면을 포함하고,
    상기 주요 표면의 제1 표면 세그먼트에 제1 코팅이 도포되고,
    상기 주요 표면의 제2 표면 세그먼트에 제2 코팅이 도포되고,
    상기 제1 코팅은 상기 제2 코팅과 상이하고,
    상기 제1 표면 세그먼트와 상기 제2 표면 세그먼트 사이에서 전환 표면 세그먼트가 연장하고, 상기 제1 코팅 내의 적어도 하나의 층은 상기 제1 표면 세그먼트에서의 최대 두께로부터 상기 전환 표면 세그먼트 내의 최소 두께로 전환하고, 상기 제2 코팅 내의 적어도 하나의 층은 상기 전환 표면 세그먼트 내의 최소 두께로부터 상기 제2 표면 세그먼트에서의 최대 두께로 전환하는, 단열 유리 유닛.
  33. 제32항에 있어서, 상기 주요 표면은 상기 단열 챔버와 대향하는 단열 유리 유닛.
  34. 제33항에 있어서, 상기 제1 코팅은 복수의 층을 포함하는 제1 레이어링 시스템을 포함하고, 상기 제2 코팅은 복수의 층을 포함하는 제2 레이어링 시스템을 포함하는 단열 유리 유닛.
  35. 제34항에 있어서, 상기 제1 코팅과 상기 제2 코팅 중 어느 하나 또는 이들 모두는 저-방사율 코팅인 단열 유리 유닛.
  36. 제35항에 있어서, 상기 제1 코팅과 상기 제2 코팅 둘 다는 저-방사율 코팅인 단열 유리 유닛.
  37. 제36항에 있어서, 상기 제1 레이어링 시스템에는 상기 제2 레이어링 시스템에 대하여 하나 이상의 층 차이가 존재하는 단열 유리 유닛.
  38. 제37항에 있어서, 상기 하나 이상의 층 차이는 하나 이상의 추가적인 층, 하나 이상의 보다 소수의 층, 더 큰 두께를 갖는 하나 이상의 층, 더 작은 두께를 갖는 하나 이상의 층, 및/또는 상이한 재료의 하나 이상의 층을 포함하는 단열 유리 유닛.
  39. 제38항에 있어서, 상기 하나 이상의 층 차이는 상기 주요 표면의 상기 전환 표면 세그먼트 위에서 점진적으로 발생하는 단열 유리 유닛.
  40. 제34항에 있어서, 상기 제1 표면 세그먼트는 60% 이상의 가시 광선 투과를 갖고, 상기 제2 표면 세그먼트는 상기 제1 표면 세그먼트의 가시 광선 투과보다 작은 가시 광선 투과를 갖는 단열 유리 유닛.
  41. 제40항에 있어서, 상기 제2 표면 세그먼트는 40% 이하의 가시 광선 투과를 갖는 단열 유리 유닛.
  42. 제41항에 있어서, 상기 제2 표면 세그먼트는 상기 제1 표면 세그먼트의 일사열 취득 계수보다 작은 일사열 취득 계수를 갖는 단열 유리 유닛.
  43. 제41항에 있어서, 상기 제1 표면 세그먼트는 상기 주요 표면의 전체 표면적의 10%와 40% 사이인 단열 유리 유닛.
  44. 제42항에 있어서, 상기 제1 표면 세그먼트는 상기 주요 표면의 전체 표면적의 10%와 40% 사이인 단열 유리 유닛.
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