KR102028220B1 - 응축방지 및/또는 저-e 코팅을 포함한 제품 및/또는 그 제조 방법 - Google Patents

응축방지 및/또는 저-e 코팅을 포함한 제품 및/또는 그 제조 방법 Download PDF

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리차드 블래커
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Abstract

본 발명의 특정한 예의 실시형태는 외부 환경에 노출되는, 응축방지 및/또는 저-E 코팅을 포함하는 제품, 및/또는 그 제조방법에 관한 것이다. 특정한 예의 실시형태에서, 응축방지 및/또는 저-E 코팅은 외부 환경에서 견딜 수 있다. 코팅은 유리 표면의 내부 영역에 열을 유지함으로써, 유리 표면 위에 존재하는 응축을 감소시키는(및 경우에 따라서 완전히 제거하는), 충분히 낮은 반구상 방사율 및 시트 저항을 갖는다. 특정한 예시의 실시형태의 제품은, 예를 들면, 채광창, 차창 또는 방풍유리, IG 유닛, VIG 유닛, 냉각장치/냉동장치 도어, 등일 수 있다.

Description

응축방지 및/또는 저-E 코팅을 포함한 제품 및/또는 그 제조 방법{ARTICLES INCLUDING ANTICONDENSATION AND/OR LOW-E COATINGS AND/OR METHODS OF MAKING THE SAME}
본 출원은 2010년 12월 6일에 출원된 미국 특허 출원 제12/926,714호의 계속 출원(CIP)이며, 미국 특허 출원 제12/926,714호는 2010년 8월 31일에 출원된 미국 특허 출원 제12/923,082호 및 제12/662,894호의 CIP이며, 미국 특허 출원 제12/662,894호는 2010년 2월 26일에 출원된 12/659,196의 CIP인 것으로, 각각 본원에 참조로 포함되어 있다.
기술분야
본 발명의 특정한 실시형태는 응축방지 및/또는 저-E 코팅을 포함하는 제품, 및/또는 그 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 특정한 예의 실시형태는 외부 환경에 노출되는, 응축방지 및/또는 저-E 코팅을 포함하는 제품, 및/또는 그 제조방법에 관한 것이다. 특정한 예의 실시형태에서, 응축방지 및/또는 저-E 코팅은 외부 환경에서 견딜 수 있고, 유리 표면의 내부 영역에 열을 유지함으로써, 유리 표면 위에 존재하는 응축을 감소시키는(및 경우에 따라서 완전히 제거하는), 낮은 반구상 방사율을 갖는다. 특정한 예시의 실시형태의 제품은, 예를 들면, 채광창, 차창 또는 방풍유리, IG 유닛, VIG 유닛, 냉각장치/냉동장치 도어, 등일 수 있다.
채광창, 냉각장치/냉동장치 도어, 차창, 및 그 외의 유리 제품에서 수분이 응축되는 것이 알려져 있다. 채광창에 축적된 응축물은 라이트(lite)의 심미적 외관을 떨어뜨린다. 마찬가지로, 슈퍼마켓 등의 냉각장치/냉동장치에 축적된 응축물은, 경우에 따라서 구매자가 쉽고 빠르게 제품을 찾는 것을 어렵게 한다. 또한, 아침에 자동차에 축적된 응축물은, 안전한 운전을 위해서 서리 또는 얼음을 긁어내고 및/또는 차량의 제빙장치 및/또는 방풍 유리 와이퍼의 작동이 필요하므로, 종종 운전자들에게 성가신 것이다. 방풍 유리 상의 수분 및 안개는, 구릉성 지역을 지날 때에 발생하는 급격한 온도 강하 등에 의해서, 잠재적으로 상당한 안전성 위험을 일으킬 수 있기 때문에, 종종 운전자에게 유사하게 성가신 일을 만든다.
다양한 응축방지 제품은 다양한 용도에서 이러한 및/또는 그 외의 문제를 처리하기 위해서 수년에 거쳐서 개발되고 있다. 예를 들면, 미국 특허 제 6,818,309; 6,606,833; 6,144,017; 6,052,965; 4,910,088호를 참조하고, 전체 내용은 본원에 참조로 기재되어 있다. 상기에 기재된 바와 같이, 특정한 접근 방법은, 예를 들면, 차량 제빙 장치, 능동 가열 냉각장치/냉동장치 도어 등에서, 축적된 응축물을 줄이기 위한 능동 가열 소자를 사용하는 것이다. 이러한 적극적인 해결책은, 불운하게도 차량 컨텍스트에서 구동시켜서 발생한 문제를 처리하는 데에 수 시간이 걸린다. 냉각장치/냉동장치 도어의 경우에, 이러한 적극적인 해결책은 고가이며 및/또는 에너지 비효율적일 수 있다.
창에 박막 응축방지 코팅을 접합시키려는 일부 시도가 있었다. 이러한 시도는, 일반적으로 예를 들면, 채광창과 같은 창(窓)의 외면에(예를 들면, 표면 1) 상에 4000 내지 6000 Å 두께의 불소 도핑된 주석 산화물(FTO)을 열 분해(pyrolitically) 증착하는 단계를 수반한다. 열 분해 증착법에 의해서 "하드 코팅"이 형성되지만, 불운하게도, FTO는 쉽게 스크래치가 발생하고, 시간 경과에 따라서 색이 변화하며, 그 외의 여러 단점이 있는 것으로 알려져 있다.
해당 기술분야에서, 개선된 박막 응축 방지 및/또는 저-E 코팅을 포함하는 제품, 및/또는 그 제조방법이 필요한 것을 알 수 있다.
특정한 예의 실시형태의 일 측면은 외부 환경 노출에 적당한 응축 방지 및/또는 저-E 코팅, 및/또는 그 제조 방법에 관한 것이다. 특정한 실시예에서 외부 환경은 차량 또는 주택의 외부 및/또는 내부일 수 있다(예를 들면, 인접한 기판 사이에 보호 영역과 대향하는 부분).
특정한 예의 실시형태의 또 다른 측면은 유리 표면은 그 내부 영역에 열을 유지함으로써, 유리 표면 위에 존재하는 응축을 줄이는(경우에 따라서 완전히 제거하는), 낮은 시트 저항 및 낮은 반구상 방사율을 갖는 응축 방지 및/또는 저-E 코팅에 관한 것이다.
특정한 예의 실시형태의 또 다른 측면은 제품의 하나 이상의 각각의 내면 상에 형성된 하나 이상의 저-E 코팅 및 외면 상에 형성된 응축 방지 및/또는 저-E 코팅을 포함하는 코팅 제품에 관한 것이다. 특정한 예의 실시형태에서, 응축 방지 코팅에는 열 템퍼링(예를 들면,적어도 580℃에서 적어도 약 2분 동안, 바람직하게 적어도 약 5분 동안 템퍼링) 또는 어닐링(예를 들면, 템퍼링에 필요한 온도보다 낮은 온도에서 어닐링)을 실시할 수 있다.
특정한 예의 실시형태의 제품은, 예를 들면, 채광창, 차창, 또는 방풍 유리, IG 유닛, VIG 유닛, 냉장장치/냉동장치 도어 등일 수 있다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태는 채광창에 관한 것으로, 채광창은 실질적으로 평행한, 이격된 제1유리 기판 및 제2유리 기판; 서로 이격된, 실질적으로 평행한 제1기판 및 제2기판을 유지하기 위해서 배열된 복수의 스페이서; 제1기판 및 제2기판을 함께 씰링하는 에지 씰(edge seal); 및 채광창의 외부 환경에 노출되는, 제1기판의 외면에 제공된 응축방지 코팅을 포함하고, 응축 방지 코팅은 제1기판으로부터 순서대로: 실리콘 질화물 함유층 및/또는 실리콘 옥시질화물 함유층, 투명한 전도체 산화물(TCO) 포함층, 실리콘 질화물 함유층 및 지르코늄 산화물, 지르코늄 질화물, 알루미늄 산화물 및 알루미늄 질화물의 적어도 하나를 포함하는 층을 포함하고, 응축방지 코팅은 반구상 방사율이 0.23 미만이고 시트 저항이 30 Ω/□ 미만이다. 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, TCO는 ITO이거나 ITO를 포함할 수 있다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태는 채광창에 관한 것이다. 실질적으로 평행한, 이격된 제1 및 제2유리 기판이 제공된다. 복수의 스페이서는, 제1 및 제2 기판이 서로 실질적으로 평행한, 이격된 상태로 유지하도록 배열된다. 에지 씰은 제1 및 제2 기판을 함께 씰링하도록 한다. 응축 방지 코팅은 채광창의 외부 환경에 노출되는, 제1기판의 외면에 제공된다. 응축방지 코팅은 제1 기판으로부터, 순서대로, 실리콘 포함 배리어층, 제1실리콘 포함 접촉층, 투명한 전도성 산화물(TCO) 포함층, 제2실리콘 함유 접촉층, 및 지르코늄 산화물 층으로 증착되는 박막 층을 포함한다. 응축 방지 코팅은 반구상 방사율이 0.23 미만이고, 시트 저항이 30 Ω/□ 미만이다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태는 기판에 의해서 지지되는 코팅을 포함하는 코팅 제품에 관한 것으로, 코팅은 제1기판으로부터 순서대로 실리콘 질화물 함유층 및/또는 실리콘 옥시질화물 함유층, 투명한 전도성 산화물(TCO) 포함층, 실리콘 질화물 함유층 및 지르코늄 산화물, 지르코늄 질화물, 알루미늄 산화물 및 알루미늄 질화물 중 하나 이상을 포함하는 층을 포함하는 응축 방지 코팅이며, 응축 방지 코팅이 외부 환경에 노출되는, 기판의 외면에 증착되고, 반구상 방사율이 0.23 미만이고, 시트 저항이 30 Ω/□ 미만이다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태는, 기판에 의해서 지지된 코팅을 포함하는 코팅 제품에 관한 것이다. 코팅은 제1기판으로부터 순서대로, 실리콘 포함 배리어층, 제1실리콘 포함 접촉층, 투명한 전도성 산화물(TCO) 포함층, 제2실리콘 포함 접촉층, 및 지르코늄 산화물 층과 같이 증착된 박막 층을 포함하는 응축 방지 코팅이다. 응축 방지 코팅은, 응축 방지 코팅이 기판의 외면에 증착되어, 외부 환경에 노출된다. 응축 방지 코팅은 반구상 방사율이 0.23 미만이고 시트 저항이 30 Ω/□ 미만이다.
특정한 예의 실시형태에 따르면, 외부 환경은 주택 또는 차량의 내부이다. 특정한 예의 실시형태에 따르면, 외부 환경은 외부의 환경이다. 특정한 예의 실시형태에 따르면, 저-E 코팅은 응축방지 코팅을 대향하는 기판에 제공된다.
특정한 예의 실시형태에서, 코팅 제품은 채광창, 창, 절연 유리(IG) 유리, 진공 절연 유리(VIG) 창, 냉각장치/냉동장치 도어, 및/또는 차창 또는 방풍 유리에 내장될 수 있다. 응축 방지 코팅은 IG 또는 VIG 유닛의 제1면 및/또는 제4면에 제공될 수 있다.
특정한 예의 실시형태에서, 절연 유리 유닛(IGU)의 제조 방법이 제공된다. 제1유리 기판이 제공된다. 제1유리 기판의 제1주요면에 복수의 층이 직접 또는 간접적으로 배치되고, 복수의 층은 제1유리 기판으로부터 순서대로, 굴절률 1.5 내지 2.1의 제1실리콘 옥시질화물 함유층 및 굴절률 1.7 내지 2.1의 ITO 함유층, 및 굴절률 1.5 내지 2.1의 제2실리콘 옥시질화물 함유층을 포함한다. 복수의 층이 배치된 제1유리 기판이 열처리된다. 제2유리 기판은, 제1유리 기판의 제1주요면으로부터 먼 측에 배치하고, 제1유리 기판에 대해서 실질적으로 평행한, 이격된 상태로 제공된다. 제1유리 기판 및 제2유리기판은 함께 씰링된다.
특정 예의 실시형태에 따르면, 제1실리콘 옥시질화물 함유층 및 제2실리콘 옥시질화물 함유층은 굴절률 1.7 내지 1.8이고, ITO 함유층은 굴절률이 1.8 내지 1.93이다.
특정한 예의 실시형태에 따르면, 상기 열처리는 레이저 어닐링, 근적외선-단파장 적외선(NIR-SWIR) 조사에 노출 및/또는 퍼니스 가열을 포함한다.
특정한 예의 실시형태에서, 절연 유리 유닛(IGU)의 제조 방법이 제공된다. 제1유리 기판이 제공된다. 제1유리 기판의 제1주요면 상에 복수의 층이 직접 또는 간접적으로 배치하고, 복수의 층은 제1유리 기판으로부터 순서대로, 제1실리콘 옥시질화물 함유층, ITO 함유층, 및 제2실리콘 옥시질화물 함유층을 포함한다. 복수의 층이 배치된 제1유리 기판이 열처리된다. 제2유리 기판은, 제1유리 기판의 제1주요면으로부터 먼 측에 배치하도록, 제1 기판에 대해 실질적으로 평행한, 이격된 상태로 제공된다. 제1유리 기판의 제1주요면 상에 복수 층을 포함하는 제1 기판은 상기 열처리 후 반구상 방사율이 약 0.20 이하이고, 시트저항이 약 20 Ω/□ 이하이다.
특정한 예의 실시형태에서, 절연 유리 유닛(IGU)이 제공된다. IGU는 제1유리 기판을 포함한다. 복수의 층은 제1유리 기판의 제1주요면에 직접 또는 간접적으로 스퍼터링 배치되고, 복수의 층은, 제1유리기판으로부터 순서대로, 굴절률 1.5 내지 2.1의 제1실리콘 옥시질화물 함유층, 굴절률 1.7 내지 2.1의 ITO 함유층, 및 굴절률 1.5 내지 2.1의 제2실리콘 옥시질화물 함유층을 포함한다. 제2유리 기판은, 조립시 제1유리 기판의 제1주요면이 제2유리기판으로부터 먼 측에 배치하도록, 제1유리 기판에 대해서 실질적으로 평행한, 이격된 상태로 제공된다. 에지 씰은 제1 및 제2유리기판과 함께 씰링한다. 복수의 층이 배치된 제1유리 기판을 열처리한다. 열처리 후, 제1유리 기판의 제1주요면 상에 복수의 층을 포함하는 제1 기판은 반구상 방사율이 약 0.20 이하이고, 시트 저항이 약 20 Ω/□ 이하이다.
특정한 예의 실시형태에서, 절연 유리(IG) 유닛이 제공된다. 실질적으로 평행한, 이격된 제1 및 제2유리 기판이 제공되고, 제1 및 제2 기판은, IG 유닛의 실질적으로 평행한 제1 내지 제4주요면을 순서대로 제공한다. 갭은 제1기판과 제2기판 사이로 한정된다. IG 유닛의 제4면은 제1 저-E 코팅을 지지하고, 제1 저-E 코팅은 제2기판으로부터 순서대로, 굴절률 1.5 내지 2.1 및 두께 50 내지 90 nm의 제1실리콘 옥시질화물 함유층, 굴절률 1.7 내지 2.1 및 두께 85 내지 125 nm의 ITO 함유층, 및 굴절률 1.5 내지 2.1 및 두께 50 내지 90 nm의 제2실리콘 옥시질화물 함유층을 포함하는 복수의 박막 층을 포함한다.
특정한 예의 실시형태에서, 대향하는 주요면 상에 제1 및 제2 저-E 코팅을 지지하는 기판을 포함하는 코팅 제품이 제공된다. 제1 저-E 코팅은, 기판으로부터 순서대로, 굴절률 1.5 내지 2.1 및 두께 50 내지 90 nm의 제1실리콘 옥시질화물 함유층, 굴절률 1.7 내지 2.1 및 두께 85 내지 125 nm의 ITO 함유층, 및 굴절률 1.5 내지 2.1 및 두께 50 내지 90 nm의 제2실리콘 옥시질화물 함유층을 포함한다. 제2 저-E 코팅은, 기판으로부터 순서대로, 제1실리콘 기반층, 제1유전체층, 제2유전체층의 제1부분 및 제2부분을 형성하기 위하여, 티타늄 산화물 또는 주석산화물을 포함하는 제3유전체층에 의해서 분리된 제2유전체층, 제2유전체층의 제2부분에 직접 접촉하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 적외선(IR) 반사층, IR 반사층에 직접 접촉하는 Ni 및/또는 Cr의 산화물을 포함하는 상부 접촉층, 제4유전체층 및 제2실리콘 기반층을 포함한다.
특정한 예의 실시형태에서, 절연 유리 유닛(IGU)의 제조 방법이 제공된다. 제1유리기판이 제공된다. 제1 저-E 코팅은 제1유리 기판의 제1주요면에 직접 또는 간접적으로 배치된다. 제1 저-E 코팅은, 제1유리기판으로부터 순서대로, 제1실리콘 옥시질화물 함유층, ITO 함유층, 및 제2실리콘 옥시질화물 함유층을 포함하는 복수의 박막 층을 포함한다. 제2유리기판은, 제1유리 기판의 제1주요면은 제2유리 기판으로부터 먼 측에 배치하도록, 제1유리 기판에 대해 실질적으로 평행한 이격된 상태로 제공된다. 열처리 후, 제1 저-E 코팅이 배치된 제1기판은, 반구상 방사율이 약 0.20 이하이고 시트 저항이 약 20 Ω/□ 이하이다. 제1유리 기판의 제1주요면은 IGU의 내면에 상응한다.
본원에 기재된 특징, 측면, 이점 및 예시의 실시형태는 또 다른 실시형태를 구현하기 위해서 결합될 수 있다.
이러한 및 그 외의 특징 및 이점은, 다음의 예시의 실시형태의 상세한 설명및 도면을 참조해서 완전히 이해될 수 있다:
도 1은 예의 실시형태에 따른 응축방지 코팅을 포함하는 코팅 제품이고;
도 2는 예의 실시형태에 따른 외부 분위기에 노출되는 최외측 면에 배치된 응축 방지 코팅(예를 들면, 도 1 및/또는 도 6 실시형태와 같은 본 발명의 임의의 실시형태)을 포함하는 절연 유리 유닛이고;
도 3은 예의 실시형태에 따른 내부 환경에 노출되는 최내측 면에 배치된 응축방지 코팅(예를 들면, 도 1 및/또는 도 6 실시형태와 같은 본 발명의 임의의 실시형태)을 포함하는 절연 유리 유닛이고;
도 4는 예의 실시형태에 따른 절연 유리 유닛의 최외측 면 및 최내측 면에 배치된 응축방지 코팅(예를 들면, 도 1 및/또는 도 6 실시형태와 같은 본 발명의 임의의 실시형태)을 포함하는 절연 유리 유닛이고;
도 5는 18시간에 걸쳐서, 온도, 습도, 및 이슬점 변화에 따라 예의 실시형태의 성능, 기존의 응축방지 제품의 성능, 및 베어 유리 기판의 성능을 도시한 그래프이고;
도 6은 본 발명의 예의 실시형태에 따른 응축방지 코팅을 포함한 코팅 제품이고;
도 7은 예의 실시형태에 따른 응축방지 코팅을 포함한 코팅 제품이고;
도 8은 특정한 예의 실시형태에 따라 IR 히터를 결합한 시스템의 개략도이다.
구체적으로 수반하는 도면을 참조해서, 수 개의 도면에서 동일한 부호는 동일한 부분을 나타낸다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태는 환경에 노출되는 박막 응축 방지 코팅에 관한 것이다. 특정한 예의 실시형태에서, 이러한 코팅은 낮은 반구상 방사율을 갖고, 열이 유리 표면 내부에 유지되도록 한다. 예를 들면, 채광창 및/또는 그 외의 예시의 건물 창 용도에서, 유리 표면은 건물 내부에 많은 열을 유지한다. 예시의 차량 용도에서, 방풍 유리는 차량 내부에 많은 열을 유지한다. 이것은, 초기 응축 형성을 감소시킨다(경우에 따라 방지한다). 상기 기재된 바와 같이, 특정한 예에서, 이러한 응축 방지 코팅은 환경에 노출되는 표면(또는 다중 면)에 제공될 수 있다. 특정한 예의 실시형태의 응축방지 코팅은, 이러한 조건에서 견딜 수 있도록 견고할 수 있다.
도 1은 예의 실시형태에 따른 응축 방지 코팅을 포함하는 코팅 제품이다. 도 1의 예시의 실시형태는 다층 박막 응축 방지 코팅(3)을 지지하는 유리 기판(1)을 포함한다. 응축방지 코팅(3)은 낮은 반구상 방사율을 갖는다. 특정한 예의 실시형태에서, 반구상 방사율은 0.25 미만이고, 바람직하게 0.23 미만이고, 더 바람직하게 0.2 미만이고, 경우에 따라서 1.0 내지 1.5이다. 이것은, 박막 투명 전도성 산화물층(TCO, 5)을 제공해서 시트 저항을 감소시킴으로써 달성된다. 도 1에서, TCO(5)는 인듐 주석 산화물(ITO)이다. 10 내지 30 Ω/□의 시트 저항은 일반적으로 소망의 반구상 방사율을 달성하는 데에 충분할 것이다. 본원에 기재된 특정한 예의 실시형태는 시트 저항이 13 내지 27 Ω/□이고, 하기 예에서 시트 저항은 17 Ω/□이다. 특정한 예에서, 시트 저항이 약 5 Ω/□까지 감소하도록 TCO(5)를 선택할 수 있지만, 이러한 낮은 시트 저항은 본원의 실시형태에서 요구되지 않는다. 도 6은, 실시형태 층(11 및 13)이 존재하지 않는 것 이외에, 도 1과 유사한 층을 포함하는 코팅 제품이다. 도 6 실시형태에서 실리콘 옥시질화물 함유층(9b)은, 실리콘 함유 배리어층 및 하부 접촉층일 수 있고, 도 1 실시형태로부터 층(9b 및 11)의 결합으로 구성될 수 있다. 도 1 및 6 실시형태에서 오버코트층(7)은, 본 발명의 예시의 실시형태에서 지르코늄 산화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물 및/또는 알루미늄 옥시질화물이거나 이들을 포함할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 실리콘 질화물 및/또는 실리콘 옥시질화물이거나 이를 포함하는 층(9a, 9b, 및 11)는, 해당 기술분야에서 공지된 바와 같이, 알루미늄(예를 들면, 약 0.5% 내지 5% Al)을 도핑하고, 타겟은 층의 스퍼터링 중에 전도성을 갖는 것이다.
도 1 및 6을 참조해서, TCO(5)는 지르코늄 산화물 층(7)에 의해서 환경으로부터 보호된다. 실리콘 함유 배리어층(11)은 TCO(5)와 기판(1) 사이에 제공되어, 예를 들면, TCO(5)에서 소듐 이동을 막는다. 도 1 예에서, 실리콘 함유 배리어층(11)은 실리콘 질화물이고, 실리콘 질화물 배리어층(11)은 티타늄 산화물(13) 층에 인접해서 제공된다. 실리콘 질화물 배리어층(11)과 티타늄 산화물(13) 층은 전체 제품의 광학성을 이용한다. 특정한 실시예에서 저/고/저 층 스택 시스템은 최종 제품의 광학성을 개선하기 위해서 사용되는 것을 알 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 실리콘 질화물 배리어층(11)이 산화되어, 예를 들면, 실리콘 옥시질화물층이 될 수 있다. 즉, 특정한 예의 실시형태에서 층(11)은 실리콘 옥시질화물이거나 이를 포함할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 실리콘 질화물(예를 들면, Si3N4 또는 그 외의 적당한 화학양론)을 포함하는 배리어층은, 도 1 예에서의 실리콘 함유 배리어층(11) 및 티타늄 산화물층(13)을 교체할 수 있다.
추가의 실리콘 함유층(9a 및 9b) 사이에는 TCO(5)를 개재할 수 있다. 도 1 예에서 도시된 바와 같이, 상부 실리콘 함유층(9a)는 실리콘 질화물 층이고, 반면 하부 실리콘 함유층(9b)는 실리콘 옥시질화물 층이다. 본 발명의 상이한 실시형태에서 산소 및/또는 질소와 실리콘의 적당한 조합이 사용될 수 있음을 알 수 있다.
다음의 표는 도 1 예의 실시형태의 예시의 물리적 두께 및 두께 범위를 제공한다.:
예시의 두께 범위 (nm) 예시의 두께 (nm)
ZrOx (7) 2-15 7
SiNx (9a) 10-50 30
ITO (5) 75-175 130
SiOxNy (9b) 10-50 35
TiOx (13) 2-10 3.5
SiNx (11) 10-20 13

도 6 실시형태의 층(9b, 5, 9a 및 7)의 두께는 유사하고, 상기 표는 이러한 층에 적용할 수 있다. 그러나, 도 6 실시형태에서, 실리콘 질화물 및/또는 실리콘 옥시질화물 기반층(9b)은 두께가 증가할 수 있고, 예를 들면, 약 10 내지 200 nm, 바람직하게 약 10 내지 100 nm 이다. 상기 나타낸 바와 같이, 그 외의 TCO는 ITO 대신에 또는 ITO 와 더불어 사용될 수 있다. 예를 들면, 특정한 예의 실시형태는 ITO/Ag/ITO 샌드위치를 포함할 수 있다. 특정한 예 실시형태는 아연 산화물, 알루미늄 도핑 아연 산화물(AZO), p-타입 알루미늄 산화물, 도핑 또는 미-도핑 Ag, FTO, 등을 포함할 수 있다. TCO로서 Ag가 층 스택 시스템에 포함되면, Ni 및/또는 Cr를 포함하는 층이 Ag에 직접 인접(접촉)하도록 제공할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 층 스택 시스템에서 각 층은 스퍼터링 증착될 수 있다. 특정 예의 실시형태에서, 하나 이상의 층은 상이한 방법을 사용해서 증착될 수 있다. 예를 들면, TCO(5)로서 FTO가 포함되면, 열 분해 증착될 수 있다 (예를 들면, 연소증착 또는 화학증착(CVD)을 사용함).
특정한 예의 실시형태에서, 다이아몬드형 탄소(DLC) 층은 지르코늄 산화물 상에 직접 접촉해서 제공될 수 있다. 이것은, 특정한 실시예에서, 견딜 수 있는 친수성 코팅을 형성할 수 있다. 친수성 코팅의 접촉각은 일반적으로 10 도 이하이다. 스퍼터링 증착 지르코늄 산화물은 접촉각이 약 20도 미만인 경향이 있다. 그러나, 지르코늄 산화물 상에 DLC 상에 DLC를 형성하면, 웨팅성을 갖는 단단한 층이 형성된다. 예를 들면, 지르코늄 산화물/DLC 층 스택이 템퍼링되면, 접촉각이 약 15도 이하에 도달한다. 따라서, 견딜 수 있는, 친수성 코팅이 달성될 수 있다. 이러한 층은, 지르코늄 질화물 층을 제공한 후 DLC 층을 제공하고, 템퍼링 시에 지르코늄 산화물 층, 그 다음에 DLC 층을 제조함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 특허 출원 제12/320,664호를 참조하고, 상기 문헌에는 코팅 내에 DLC 및/또는 지르코늄을 포함하는, 열처리 가능한 코팅 제품이 기재되어 있다. 전체 내용은 본원에 참조로 포함되어 있다.
더불어 또는 대체로, 특정한 예의 실시형태에서, 친수성 박막 및/또는 광촉매 코팅은 지르코늄 산화물 상에 제공될 수 있다. 이러한 층은, 아나타제, TiO2, BiO, BiZr, BiSn, SnO, 및 임의의 적당한 물질을 포함할 수 있다. 이러한 층은 제품에 웨팅성 및/또는 자기 세정성을 제공할 수 있다.
특정한 예의 실시형태에서, 지르코늄 산화물 보호층(7)은 알루미늄 산화물 및/또는 알루미늄 옥시질화물로 대체할 수 있다. 또한, 특정한 예의 실시형태에서, 층(7)은, 실리콘 질화물 포함층(9a)에 직접 지르코늄 질화물이거나 이를 포함하는 제1층, 및 다이아몬드형 탄소(DLC)이거나 이를 포함하는 제2층을 포함하도록, 초기에 다층 형태로 증착될 수 있다. 그 다음에, 열처리(예를 들면, 적어도 약 580℃에서 열템퍼링)가 바람직한 경우, 코팅 제품은 열처리되고, 적층한 DLC 함유층은 열처리 중에 연소되고, 지르코늄 질화물 함유층이 지르코늄 산화물로 변형되어, 층(7)이 지르코늄 산화물이거나 이를 포함하는 열처리된 층 스택을 갖는 열처리된 코팅 제품을 생성한다 (도 1 및 6 참조).
도 1 또는 도 6에 도시되지 않지만, 은 기반 저-E 코팅은 응축 방지 코팅(3)을 대향하는 유리 기판에 제공할 수 있다. 예를 들면, 은 기반 저-E 코팅은 미국 특허 제 8,017,243; 7,858,191; 또는 7,964,284, 또는 미국 공보 제2009/0205956 또는 2010/0075155호에 기재된 저-E 코팅 중 어느 하나일 수 있고, 문헌의 전체 내용은 본원에 참조로 포함되어 있다. 물론, 본 발명의 양수인으로부터 이용가능한 그 외의 저-E 코팅 및/또는 그 외의 저-E 코팅은 본 발명의 상이한 실시형태에 대해서 사용될 수 있다. 예를 들면, 그 외의 적당한 저-E 코팅은, 예를 들면, 하기의 문헌에 기재되어 있다: 미국 특허 7,455,910; 7,771,571; 7,166,359; 7,189,458; 7,198,851; 7,419,725; 7,521,096; 및 7,648,769; 또한 미국 공보 2007/0036986; 2007/0036990; 2007/0128451; 2009/0324967; 2010/0279144; 2010/0295330; 2011/0097590; 2011/0117371; 2011/0210656; 2011/0212311; 및 2011/0262726; 및 2011년 3월 3일에 출원된 미국 출원 13/064,066; 2011녀 6월 15일에 출원된 13/183,833; 및 2011년 10월 12일에 출원된 13/317,176. 이러한 특허 문헌의 전체 내용은 본원에 참조로 포함되어 있다. 특정한 예의 실시형태에 관련해서 은 기반 및 은 비-기반 저-E 코팅이 사용될 수 있는 것을 알 수 있다. 내구성 목적으로 은 비-기반 저-E 코팅을 사용하고, 및/또는 열처리 코팅을 사용하는 것이 바람직한 경우가 있다. 일부 경우에, Ag 기반 층을 포함하지 않고 상기 제공된 시트 저항 및 방사율과 필적한 만한 시트 저항 및 방사율을 갖는 코팅을 제공하는 것이 바람직할 수도 있다.
코팅 제품이 템퍼링되면, 코팅 제품이 "아래에 대면하는" 템퍼링 퍼니스를 통과할 수 있다. 즉, 코팅 제품이 템퍼링되면, 응축 방지 코팅은 롤러에 대면할 수 있다.
특정한 예의 실시형태에서, 응축 방지 코팅이 적용되면 가시 투과율은 높을 수 있다. 예를 들면, 특정한 예의 실시형태에서, 가시 투과율은, 바람직하게 적어도 약 50%, 더 바람직하게 적어도 약 60%, 더욱 바람직하게 적어도 약 65%이다. 특정한 예의 실시형태에서, 가시 투과율은 70%, 80% 이상일 수 있다.
도 1 내지 도 6에 도시된 코팅 제품은, 절연 유리(IG) 유닛에 포함될 수 있다. 예를 들면, 도 2는 예의 실시형태에 따라 외부 분위기에 노출되는, 최외측 면에 배치된 응축 방지 코팅을 포함하는 절연 유리 유닛이다. 도 2의 예에서 IG 유닛은 실질적으로 평행한, 이격된 제1 및 제2유리 기판(1 및 21)을 포함한다. 이러한 기판은 그 사이의 스페이스 또는 갭(22)을 한정한다. 제1 및 제2 기판(1 및 21)은 에지 씰(23)을 사용해서 씰링하고, 복수의 필라(25)는 제1기판과 제2 기판(1 및 21) 사이의 거리를 유지하도록 한다. 제1 기판(1)은 응축 방지 코팅(3)을 지지한다. 도 2 예의 실시형태로부터 알 수 있듯이, 응축방지 코팅(3)은 외부 환경에 노출된다. 이것은, 일반적으로 외부 환경으로부터 저-E 코팅을 보호하는 일반적인 관행에서 벗어난 것이다. 응축 방지 코팅(3)의 내구성 때문에, 도 2 배열이 가능하다.
도 2에 도시되지 않지만, 상기 기재된 것과 유사한 저-E 코팅(예를 들면, 은 기반 저-E 코팅)은 제1기판 및 제2 기판(1 및 21) 중 하나의 내면에 제공될 수 있다. 즉, 도 2에 도시되지 않지만, 저-E 코팅은 도 2에 도시된 IG 유닛의 표면(3) 또는 표면(2)에 제공될 수 있다.
도 2 예의 실시형태는 채광창 용도에 관련해서 제공되는 경우, 예를 들면, 안전성 목적으로, 예를 들면, 외부 기판(1)이 템퍼링되고 내부 기판(21)이 적층될 수 있다. 이것은 소망의 용도에 따라, 그 외의 IG 유닛 제품에 대해 사실일 수 있다. 또한, 도 2 예에서 도시된 IG 유닛 구조는 일반적으로 수직 적용 및 일반적으로 수평 적용에 관련해서 사용될 수 있는 것을 알 수 있다. 즉, 도 2 예에 도시된 IG 유닛 구조체는 일반적으로 수직 또는 일반적으로 수평인 냉각장치/냉동장치 도어에 사용될 수 있다.
특정한 예의 실시형태에서, 제1기판과 제2 기판(1 및 21) 사이에 스페이스 또는 갭(22)은 비우고 및/또는 비활성 기체(예를 들면, 아르곤)를 채울 수 있고, 예를 들면, 진공 절연 유리(VIG) 유닛을 형성할 때에 에지 씰(23)은 기밀 씰을 제공할 수 있다.
도 2는 2개의 유리 기판을 가진 IG 유닛이다. 그러나, 본원에 기재된 예의 응축방지 코팅은 실질적으로 평행한, 이격된, 제1, 제2, 및 제3 유리 기판을 포함하는 제품에 대해서 사용될 수 있다(경우에 따라, "3중창" 제품으로 칭함). 응축방지 코팅은 표(1)(환경에 노출된 최외측 면)에 배치될 수 있고, 저-E 코팅은 하나 이상의 내면에 배치될 수 있다(표(1) 및 표(6) 이외의 표면). 예를 들면, 본 발명의 상이한 실시형태에서, 응축방지 코팅은 표면(1) 상에 배치되고, 저-E 코팅은 표면(2 및 5, 3 및 5 등)에 배치될 수 있다. 본 발명의 상이한 실시형태에서, 이러한 3중창 제품은 3개의 라이트 또는 기판을 함유하는 IG 유닛, 3개의 라이트 또는 기판을 포함하는 3중 VIG 유닛일 수 있다. 3중창 IG 유닛은, 2011년 12월 13일에 출원된 미국 출원 제13/324,267호에 개시되어 있고, 그 전체 내용은 본원에 참조로 포함되어 있다.
상기 기재된 바와 같이, 특정한 예의 실시형태는 차량 방풍유리, 창, 미러 등에 대해서 사용될 수 있다. 차량의 외부 유리 표면의 반구상 방사율은 일반적으로 약 0.84 보다 크다. 그러나, 반구상 방사율을 상기 기재된(및/또는 그 외의) 범위까지 감소시킴으로써, 유리 표면은 차량의 내부에 많은 열을 유지할 수 있다. 이것에 의해서 이동 차량이 추운 기후 내지 더운 기후 지역(예를 들면, 언덕 지역)으로 이동할 때 라이트 표면에 축적된 응축물을 줄이거나 제거할 수 있고, 밤새 주차되어 방치되는 경우 라이트에 축적된 응축물 및/또는 서리를 줄이거나 제거할 수 있다. 차량 용도에서 응축 방지 코팅은 차량 캐빈에 외부에 있는 유리 측에 제공될 수 있다.
지르코늄 산화물 탑코트는, 마찰 계수가 비교적 낮기 때문에, 차창 용도에 바람직하다. 구체적으로, 이러한 낮은 마찰 계수는 창의 상방 이동 및 하방 이동을 용이하게 한다.
특정한 예의 실시형태는, 예를 들면, 자동차; 트럭; 기차; 보트; 배 및 그 외의 선박; 비행기; 트랙터 및 그 외의 작업 환경 등을 포함하는 적당한 차량에 대해서 사용될 수 있다. 차량 미러 용도에서, 코팅의 광학성은 "이중 반사"가 발생하지 않도록 조절될 수 있다.
본 출원 발명자들은, 특정한 예의 실시형태에서 사용된 응축 방지 코팅이, 소위, "0.30/0.30 기준"의 충족시키는 것을 구현했다. 간단히, 0.30/0.30 기준은 0.30 이하의 U 값 및 0.30 미만의 태양열 게인 계수(SHGC)를 의미한다. 현재 미국 법률에 따르면, 이러한 기준을 충족시키기 위해, 창, 채광창, 도어 등에 투자하는 경우, 세액이 공제된다.
도 3은 예의 실시형태에 따라 내부 환경에 노출되는 최내측 면에 배치된 응축 방지 코팅을 포함하는 절연 유리 유닛이다. 도 3 예의 실시형태는, 응축방지 코팅(3)이, 외부 환경이 아닌, 건물 내부에 노출되는 내부 유리 기판(1)의 외면인 표면(4)에 위치되는 것을 제외하고는, 도 2 예의 실시형태와 유사하다.
특정한 예의 실시형태에서, 내부 기판(1)은 (템퍼링되지 않고) 어닐링될 수 있다. 도 1, 도 2 및/또는 도 6은 도 3과 같은 실시형태로 변경될 수 있지만, 응축방지 코팅은, 도 2 예의 실시형태와 도3 예의 실시형태 사이에서 동일하거나 실질적으로 동일하게 유지될 수 있다. 하나의 변경이 실시되면, 소망의 U 값 성능을 달성하기 위해서 ITO 두께를 증가시킨다. ITO 두께를 증가시키는 경우, 그 외의 층의 두께는, 또한 소망의 광학 특성이 달성되도록 조절될 수 있다. 추가의 층은, 소망의 광 특성을 달성하기 위해서, 첨가될 수 있다. 그 외의 구조적 요소는, 도 2 및 도 3 사이에 동일하게 유지되고, 유사한 변경이 실시될 수 있다.
응축 방지 코팅(3)이 도 3에서 도시된 표면(4)에 배치되는 경우, U 값은 0.29로 결정되었다. 추가의 저-E 코팅은, IG 유닛의 표면(2)에 제공되는 경우, U 값은 0.23까지 감소하는 것을 알 수 있었다. 특정한 예의 실시형태는 SHGC가 0.30 이하이고, 따라서 0.30/0.30 기준을 만족시킬 수 있다.
낮은 U 값을 갖는 제품(예를 들면, 표면(4)에서 응축 방지 코팅을 포함하는 IG 또는 VIG, 2개 및 3개 라이트 VIG 유닛 등)에서, 예를 들면, 낮은 방사율의 코팅에 의해서, 유리가 가열되지 않기 때문에 응축물이 문제가 될 수 있다. 이러한 문제에 대한 하나의 해결책은, 예의 실시형태에 따라 절연 유리 유닛의 최외측 및 최내측 면에 배치된 응축 방지 코팅을 포함하는 절연 유리 유닛이고, 이는 도 4에 도시된다. 도 4 예에서, 제1 및 제2 기판(1a 및 1b)이 제공된다. 제1 및 제2 응축 방지 코팅(3a 및 3b)은 표면(1 및 4)에 각각 제공된다. 특정한 예의 실시형태에서, 추가의 저-E 코팅은 또한 하나 또는 둘의 내면(표면(2 및/또는 3))에 제공될 수 있다. 이와 같이 해서, U값 감소 및 응축 방지 거동을 나타내는 제품을 제공할 수 있다.
도 5는 각각 18 시간에 걸쳐서 온도, 습도 및 이슬점 변화에 따라 예의 실시형태의 성능, 기존의 응축방지 제품의 성능, 및 베어 유리 기판의 성능을 도시하는 그래프이다. 도 5의 이미지는 각각 응축물의 유무를 입증하기 위해서 인쇄된 "십자형" 패턴이다. 도 5로부터 알 수 있듯이, 실제로 예의 실시형태에 따라 제조된 시료에서 실제로 응축물이 형성되지 않았다. 반면, 열 분해 증착 FTO를 포함하는 비교예에서는, 제1관측 기간 동안 응축물이 형성되고, 제2 및 제3 관측 기간을 걸쳐서 응축물이 상당히 증가하고, 제4관측 기간에는 약간 감소하는 것을 도시한다. 즉, "십자형" 패턴은, 제2관측 기간 동안 상당히 흐리고, 제3관측 기간에는 거의 보이지 않는다. 코팅되지 않는 유리 시료는 모든 관측 기간 동안 상당한 응축을 보인다. 제2및 제3간측 기간에는 "십자형" 패턴이 보이지 않는다. 도 5 예는 본원에 기재된 예의 실시형태가 기존의 비교예 및 코팅되지 않는 유리에 비해 놀라운 성능을 제공하는 것을 입증한다.
도 7은 예의 실시형태에 따른 응축 방지 코팅을 포함하는 코팅 제품이다. 도 7 예의 층 스택은, 제1실리콘 함유층(9a)과 제2실리콘 함유층(9b) 사이에 개재된 TCO 층(5)을 포함하는 점에서 이전에 기재된 예의 층 스택과 유사하다. 도 7 예의 실시형태에서, 제1 및 제2실리콘 함유층(9a 및 9b)은 실리콘 옥시질화물을 포함한다. 제1실리콘 옥시질화물 함유층(9a)과 제2실리콘 옥시질화물 함유층(9b) 사이에 ITO를 함유하는 TCO 층(5)이 개재된다. 각 층에 대한 예시의 두께 및 굴절률은 다음 표에 제공된다.
예시의 두께 범위
(nm)		 제1 예시의 두께 (nm) 제2 예시의 두께 (nm) 예시의 굴절률 범위 바람직한 굴절률 범위 제1실시예의 굴절률 제2실시예의 굴절률
SiOxNy 30-100 60 70 1.5-2.1 1.7-1.8 1.75 1.7
ITO 95-160 105 105 1.7 내지 2.1 1.8-1.93 1.88 1.9
SiOxNy 30-100 65 70 1.5-2.1 1.7-1.8 1.75 1.7
유리 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A

본 발명의 상이한 실시형태에서 이러한 층 스택의 그 외의 변형이 가능하다. 이러한 변형은, 예를 들면, 제1실리콘 함유층 및/또는 제2실리콘 함유층에 대해서 일부 또는 전체 산화된 및/또는 질화된 층을 사용하고, ZrOx를 함유하는 보호 오보코트를 추가하고, 유리 기판과 제2실리콘 함유층 사이에 하나 이상의 인덱스 매칭층(예를 들면, TiOx 함유)을 추가하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 특정한 예의 실시형태는, SiOxNy 함유 상부층을 SiN 함유 상부층으로 대체하고, ZrOx 층을 추가하는 단계(예를 들면, 내구성을 잠재적으로 증가시키기 위해서), SiOxNy 함유 상부층을 SiN 함유 상부층으로 대체하고, ZrOx 함유층을 추가하도록, 도 7예의 층 스택으로 변경을 포함할 수 있다. 따라서, 본원에 열거된 가능한 변경은 임의의 조합 또는 하위 조합으로 사용될 수 있다.
또한, 변경은, 낮은 방사율(예를 들면, 0.20 미만)을 갖는 소위, "R5 window" 등급(창 전체의 U 값 < 0.225)을 충족하도록 실시될 수 있다. 이러한 기준을 충족하기 위해서, TCO 층 두께를 증가시킬 수 있다. 투영된 ITO 두께가 증가하고 성능 매트릭스는 하기 표에서 제공된다. 실리콘 함유층은 허용가능한 광학성을 유지하도록 조절하고, 및/또는 티타늄 산화물을 포함하는 층과 같은 유전체층을 첨가할 수 있는 것을 알 수 있다. 유리 기판은 3 mm 투명한 유리 기판이고, 저-E 코팅은 표면(2)에 제공되며, 1/2" 갭은 대략 90% 아르곤 및 10% 공기가 채워져 있고, 이는 IGU 실시형태에서 제공되는 것을 유의한다.
모노리식 IGU
#4 방사율 Tvis Rvis Tvis Rvis, in U-value
COG		 ITO
두께		 % U-값 개선
0.84 (no coating) n/a n/a 69.3 12.6 0.247 0 n/a
0.20 87.5 8.5 67.4 12.4 0.205 130 17.0%
0.15 86.2 8.5 66.4 12.4 0.200 195 19.0%
0.10 85.0 8.5 65.5 12.4 0.194 260 21.5%
0.05 80.0 8.5 61.6 12.0 0.188 520 23.9%

도 7 예의 실시형태는, 바람직하게, ZrOx 함유 오버코트층을 함유하지 않는 경우에도, 예를 들면, 열처리 후 높은 내구성을 갖는다. 따라서, 소위 표면(4) 코팅으로서 사용하는 데에 적합한 것을 알 수 있다. 공지된 바와 같이, IGU의 제4면은, 예를 들면, 태양으로부터 가장 먼 쪽에 있는 표면(따라서, 일반적으로 건물 내부를 대면하는 표면)이다. 따라서, 도 7 예의 층 스택은 특히, 도 3에 도시된 어셈블리와 유사한 어셈블리에서 사용하는 것이 적합하다. 도 7의 예의 실시형태는 건물 내부를 대면하는 최내측 면(예를 들면, 3중 IGU의 표면(6))에 제공하는 그 외의 글레이징에 대해서 사용하는 데에 적합하다.
상기 기재된 바와 같이, 특정한 예의 실시형태에서, 도 7 예의 층 스택은 열처리 가능하다. 이러한 열처리는 적외선 (IR) 히터, 박스 또는 그 외의 퍼니스, 레이저 어닐링 공정 등을 사용해서 달성될 수 있다. 또한, 열처리의 세부사항은 다음과 같이 제공된다. 하기 2개의 표는 각각 모노리식 도 7 층 스택 포스트 IR 열처리 및 포스트 벨트 퍼니스 열처리(예를 들면, 650℃)에 대한 성능 데이터를 포함한다.
표 4. 모노리식 어닐링된 (포스트 IR 처리) 성능 데이터
유리 두께 (mm) 2.8 mm
T 88.49
a*, 투과율 -0.56
b*, 투과율 0.22
L*, 투과율 95.36
Rg 9.11
a*, 유리측 -0.4
b*, 유리측 -1.13
L*, 유리측 36.20
Rf 9.10
a*, 필름측 -0.72
b*, 필름측 -1.13
L*, 필름측 36.17
투과색 제공 인덱스 (CRI) 97.91
T-헤이즈 0.12
표면 조도 1.8
시트 저항 17-19
반구상 방사율 0.20 또는 0.21

표5. 모노리식 템퍼링된(벨트 퍼니스 650) 성능 데이터
T 88.10
ΔE (어닐링 내지 템퍼링) 0.37
a*, 투과율 -0.60
b*, 투과율 0.54
L*, 투과율 95.20
Rg 9.08
ΔE (어닐링 내지 템퍼링) 1.04
a*, 유리측 -0.26
b*, 유리측 -2.16
L*, 유리측 36.14
Rf 9.06
ΔE (어닐링 내지 템퍼링) 1.16
a*, 필름측 -0.69
b*, 필름측 -2.28
L*, 필름측 36.10
투과색 제공 인덱스 (CRI) 97.91
T-헤이즈 0.12
표면 조도 1.8
시트 저항 (NAGY) 17-19
반구상 방사율 0.19 또는 0.20

상기 기재된 바와 같이, 도 7 예의 실시형태는, 예를 들면, 적외선 히터, 박스 또는 그 외의 퍼니스, 레이저 어닐링 특성 등을 사용해서 열처리될 수 있다. 포스트 증착 열처리 단계는, ITO 층을 재결정화하고, 소망의 방사율 및 광학(예를 들면, 상기 기재된 것을 포함)을 달성하는 데에 유리할 수 있다. 예시의 공정에서, 유리는, 이러한 목적을 충족하기 위해서, 약 400℃의 온도까지 가열할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 유리 내에 도입되는 영구적인(또는 적어도 비-일시적인) 응력 변화의 가능성을 감소시키기 위해서, 유리온도는 470℃를 초과하지 않을 것이다.
특정한 예의 실시형태는 레이저 어닐링 공정에 대해서 레이저 다이오드 어레이를 사용할 수 있다. 바람직하게 다음의 파라미터를 갖는 레이저 다이오드 어레이는 시트 저항이 (예를 들면, 상기 기재된 상태에서 65 Ω/□로부터) 약 20 Ω/□까지 감소하고, 실질적으로 균일한 코팅 외관을 달성하고, 상기 열거된 성능 매트릭스를 충족시킨다:
레이저 출력 - 1 kW
방사 파장 - 975 nm
주사 속도 - 75 mm/sec
스팟 크기 - 일반적으로 12.5 mm x 2 mm
특정한 예의 실시형태를 열처리하는 데에 다수 영역을 갖는 퍼니스가 사용될 수 있다. 영역 온도, 선속도, 온도 바이어스(예를 들면, 상부/하부), 아스피레이션, 요소 절단(예를 들면, 퍼니스 전체), 냉각 공기 셋팅(예를 들면, 압력 및 유동 바이어스), 및/또는 그 외의 인자를 조절해서 소망의 성능 특성을 달성할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 열처리를 달성하기 위해서 10개 영역 퍼니스가 사용될 수 있다. 영역의 부분적인 서브셋은 ITO 재결정화 공정을 돕는 반면, 그 외의 영역은 퍼니스를 빠져나가기 전에 기판을 서서히 냉각하는 것을 돕는다. 10개의 영역 퍼니스가 사용되는 일례에서, 영역 1 내지 3은 ITO 재결정 공정에서 활성화되고, 코팅을 400℃ 근방까지 가열하는 반면, 퍼니스의 나머지에서는 냉각 공기 섹션을 빠져나가기 전에 유리를 서서히 냉각하는 것을 돕는다. 특정한 예에서, 파손가능성을 줄이기 위해서 낮은 방출 온도를 유지하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 실제로, 유리는 재어닐링 공정에 수반되는 온도, 구체적으로 200℃를 초과하는 온도에서 열 파손에 매우 민감하다.
열 파손에 영향을 미치는 파라미터는 유리 두께에 따른 온도차, 또한 표면에서 온도차를 포함한다. 전자는 코팅 기판의 열 파손에 대해 상당히 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 퍼니스를 빠져나가는 미코팅된 유리의 상부 및 하부 표면 온도는 거의 동일하고, 초기 프로파일을 달성한 후(선속도, 영역 온도, 냉각 공기, 바이어스 없음), 상당량의 투명 유리가 어닐링 공정에 견딜 수 있었다. 그러나, 코팅 제품의 상부 표면은 퍼니스 출구에서 250°F인 것으로 측정되었다. 이것은, 코팅된 상면으로부터 복사 전달보다 롤에 대한 전도 전달을 통해서 열이 더 빠르게 소실되기 때문이다.
그러나, 이러한 차이 및 바이어스 가열 및 냉각을 식별하고 이해함으로써, 이러한 온도차를 줄일 수 있고, 파손 가능성을 줄일 수 있다. 3.2 mm ×2.3 mm 유리의 예의 퍼니스 프로파일은 하기 표에 제공된다.
표 6. 3.2 mm 퍼니스 프로파일
영역
퍼니스 온도(F) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
상부 셋포인트 1420 1420 1420 0 0 0 0 0 0 0
실제 1422 1442 1423 937 745 693 565 551 585 581
하부 셋포인트 1420 1420 1420 0 700 700 700 700 700 700
실제 1440 1438 1431 825 780 743 730 453 690 705

다음 변수는 예의 가열 프로파일에 대해서 사용되었다:
선속도: 60 ft/min
아스피레이션: 0
절단 (영역 1 -3): 5-10 (50%) - 중심, 그 외의 모든 영역 100%
제1 ?치: 셋 포인트 = 0 및 댐퍼 폐쇄
중간 범위 냉각: 1" H2O, 셋 포인트 = 0 및 댐퍼 개방
냉각 후: 1" H2O, 셋 포인트 = 0 및 댐퍼 개방
표 7. 2.3 mm 퍼니스 프로파일
영역
퍼니스 온도(F) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
상부 셋포인트 1420 1420 1420 0 0 0 0 0 0 0
실제 1422 1442 1423 937 712 643 544 525 542 570
하부 셋포인트 1420 1420 1420 0 600 600 600 600 600 600
실제 1440 1438 1431 825 644 609 612 386 602 601

다음 변수는 예의 가열 프로파일에 대해서 사용되었다:
선속도: 70 ft/min
아스피레이션: 0
절단 (영역 1 -3): 5-10 (50%) - 중심, 그 외의 모든 영역 100%
제1 ?치: 1" H2O, 상부만, 셋 포인트 = 0 및 댐퍼 개방
중간 범위 냉각: 셋 포인트 = 0 및 댐퍼 폐쇄
냉각 후: 1" H2O, 셋 포인트 = 0 및 댐퍼 개방
또 다른 옵션으로서, 특정한 실시형태에서, 열처리에 파장 조절 IR 방사선이 사용될 수 있다. 예의 방법은 2010년 8월 31일에 출원된, 미국 특허 출원 제12/923,082호에 기재되고, 그 전체 내용은 본원에 참조로 포함되어 있다. TCO 층은 구체적으로 조절된 근적외선-단파장 적외선(NIR-SWIR) 방사를 사용해서 바람직하게 및 선택적으로 열처리될 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, ITO는 상당히 흡수하지만, 기판(예를 들면, 유리)은 감소된 또는 최소의 흡수를 갖는 스펙트럼 파장에 걸쳐서 출력 피크를 갖는 IR 이미터를 사용해서, 코팅을 선택적으로 가열할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 코팅은 바람직하게 가열되어, 그 특성을 개선하면서 하부 기판 온도를 낮게 유지한다.
본원에 기재된 고정밀, 파장 조절 IR 조사 기술을 사용해서 코팅을 가열함으로써, ITO 층의 가열처리는, 종래의 수단에 의해서 필요로 되는 기판 온도 및/또는 가열시간에 비해, 낮은 기판 온도 및/또는 짧은 가열 시간 동안 가능하다. 바람직한 가열은, 기판보다 코팅에 의해서 훨씬 강하게 흡수되는 IR 파장을 사용해서 달성된다. 고강도 IR 조사는, 예를 들면, 쿼츠 램프 또는 레이저 이미터에 의해서 공급될 수 있다.
레이저 이미터의 경우에, 그 외의 일반적인 레이저 타입(및 코팅의 스펙트럼 특징과 잘 매칭하는 약 800-1050 nm (예를 들면, 940 nm) 파장 출력의 이용가능성)에 비해서 저렴한 유지비를 제공하기 때문에, 레이저 다이오드 어레이가 바람직하다. 그러나, 상이한 실시형태에서, 또한, 엑시머, CO2, YAG, 쿼츠 및/또는 그 외의 레이저 형태 및/또는 램프가 사용될 수 있다. 예를 들면, 810 nm 파장은 일부 다이오드 레이저에 대해 일반적이고, (및 일반적으로 예를 들면, 저-E 타입 코팅에 대해 사용될 수 있고), 1032 nm 파장은 일부 YAG 레이저에 대해 일반적이다. 또한, 특정한 예의 실시형태는 그 외의 레이저(예를 들면, CO2 또는 그 외의 레이저)를 사용하고 유리를 매우 빠르게 가열함으로써, 코팅을 직접 가열할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 전자파 조사는 유리의 폭에 걸치는 매우 높은 종횡비 직사각형 빔에 초점을 맞출 수 있다. 유리는 직사각형 장축에 대한 수직 방향으로 컨베이어 상에서 이동할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, "스텝 앤 리피트(step and repeat)" 공정은 예를 들면, 제어된 방식으로 작은 영역에 조사하도록 사용되고, 최종적으로 기판 전체에 조사되도록 한다. 또한, 다른 크기 및/또는 형상이 사용될 수 있고, 예를 들면, 실질적으로 정사각형 형상, 원형 형상을 들 수 있다.
일반적으로, 높은 전력 밀도는, 벌크 기판을 통해 코팅으로부터 높은 온도 구배 및 짧은 가열 시간이 가능하기 때문에 바람직한 것을 알 수 있었다. 짧은 가열 시간을 사용하면, 코팅으로부터 유리 통해서 적은 열이 전도 전달되고, 낮은 온도가 유지될 수 있다.
도 8은, 특정한 예의 실시형태에 따라, IR 히터를 포함하는 시스템의 개략도이다. 도 8 예의 시스템은, 기판 상에 하나 이상의 박막 층을, 예를 들면, 스퍼터링을 통해 물리적 증착하기 위한 코터(102)를 포함한다. 코터(102)의 하류에는 IR 히터(104)가 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 실온 스퍼터링 장치는, 유리 기판에 ITO 를 증착하는 데에 사용될 수 있다. 컨베이어 시스템(106)은 층 또는 층 스택을 증착하는 증착 코터(102)를 통해, 기판을 IR 히터(104)로 전달한다. IR 히터(104)를 조절해서, 그 위에 코팅을 포함한 기판에서 NIR-SWIR 조사에 초점을 맞춘다. 예를 들면, 다층 코팅 내에 기판 및/또는 임의의 그 외의 층에 비해, 코팅 또는 바람직하게 코팅 내의 특정한 층을 가열하기 위한 IR 조사 파장이 선택된다.
특정한 예의 실시형태는, 코터의 IR 히터 하류를 포함하도록 기재되었지만, 상이한 예의 실시형태는, 코터를 진공실 내에 위치할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 특정한 예의 실시형태에서, IR 열처리는, 열처리하거나 활성화될 층을 증착시킬 수 있으면, 항상 실시될 수 있다. 예를 들면, 특정한 예의 실시형태는 ITO 층 증착 직후 IR 열처리를 실시하는 반면, 특정한 예의 실시형태는 층 스택의 모든 층이 증착되었으면, IR 열처리를 실시할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 다수 IR 열처리는 증착 공정 중에 상이한 시간에 실시될 수 있다.
특정한 예의 실시형태에서, 쿼츠 램프를 포함하는 단파 적외선 퍼니스가 사용될 수 있다. 코팅을 가열하기 위해서, 피크 IR 방사 파장 1.15㎛이 사용될 수 있다. 이러한 파장은, 코팅 및 유리 기판의 스펙트럼 특징을 분석해서 결정하지만, 그 외의 파장도 가능하다. 실제로, 가열에 대한 예의 파장 범위 0.8 내지 2.5㎛가 결정되었다. 바람직하게, IR 방출 범위는 1 내지 2 ㎛이다. 미국 특허 출원 제12/923,082호에 기재된 기술은, 예를 들면, 유리 상에 그 외의 코팅(예를 들면, 그 외의 TCO, 금속성 등 코팅)을 열처리하기 위해서 최적 또는 바람직한 IR 방출 범위를 형성하기 위해서 사용될 수 있다.
SWIR 퍼니스의 전력 밀도는 10.56 kW / ft2 (1" 센터에 장착한 벌브 출력은 80 W/in)이다. 가열 시간은 12-130 sec 이고, 12 초 간격을 둔다. 가열 성분은, 유리 표면으로부터 약 4"이지만, 가열 성분은 본 발명의 상이한 예의 실시형태에서 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
코팅에 의해서 흡수되는 IR 파장을 대상으로 해서, 코팅과 벌크 기판 사이에서 큰 열 구배가 발생할 수 있다. 코팅의 열 질량은 유리에 비해 매우 작기 때문에, 유리는 필수적으로 퀀칭 메카니즘으로서 작용한다. 벌크 유리 온도의 증가는 주로 IR 흡수에 의한 직접적인 열전달에 기인하며, 코팅으로부터 전도에 의한 것은 아니다.
필름의 최종 결정성은 가열 후 48초 내지 60 초에 얻어지지만, 짧거나 긴 시간도 가능하다.
본원에 사용되는 시료 상에 ITO의 초기 산화 레벨은 (ITO 추가의 산화를 일으키는) 템퍼링 후 낮은 시트 저항에 대해서 최적화되었다. 그 외에, NIR 조사를 사용해서 ITO를 열처리하는 것이 최적일 가능성이 있다. ITO의 초기 산화 수준은 NIR 가열에 대해 최적화되면, 필요한 가열 양을 상당히 감소시킬 수 있다. 이론적으로, 동일한 가열 공정을 사용해서 재결정화 하는 데에 필요한 시간을, 48 내지 60 초까지 감소시킬 필요가 있다. 또한, 가열 시간의 감소는 전력 밀도 대 가열 시간 요건을 최적화함으로써 달성화될 수 있다.
본원에 기재된 IR 가열 기술은 바람직하게 코팅 내의 ITO를 가열해서, 유리 기판은 전이 온도를 유지하며, 이는 플로트 유리에 대해서 480℃이다. 바람직하게, 유리 기판은 450℃ 미만을 유지하고, 바람직하게 425℃ 미만을 유지한다. 특정한 예의 실시형태에서, 예의 코팅의 시트 저항은, 상응하는 증착된 코팅의 저항의 약 1/3이고, 방출 및 흡수는, 상응하는 증착된 코팅 값의 약 1/2까지 상당히 감소한다. 이 중에서, 기판 온도는 최대 약 400℃이고, 이는 전이온도 미만이다.
NIR은 일반적으로 파장 0.75 내지 1.4 ㎛의 IR을 포함하고, SWIT 은 일반적으로 파장 1.4 내지 3㎛의 IR을 포함한다. 특정한 예의 실시형태는 일반적으로 이러한 파장 내에서 작동할 수 있다. 이러한 기판 온도는 이러한 NIR SWIR 가열 결과, 바람직하게 480℃, 더 바람직하게 450℃, 더욱 바람직하게 425℃, 경우에 따라서 400℃를 초과하지 않는다.
특정한 예의 실시형태는 본원에 응축 방지 코팅에 대해서 기재되어 있지만, 본원에 기재된 코팅은 그 외의 용도에 대해서 사용될 수 있다. 예를 들면, 본원에 기재된 예의 코팅은 냉각장치/냉동장치 및/또는 그 외의 상품 용도, 채광창에 대해서 사용될 수 있다.
특정한 예의 실시형태에서, 본원에 기재된 기술을 통해서 열처리 또는 활성화 후, 코팅 제품은 제작자 또는 그 외의 위치, 예를 들면, 절단, 사이징, 또 다른 제품(예를 들면, 절연 유리 유닛, 채광창, 차량, 글레이징, 등)에 통합과 같은 또 다른 처리를 위한 위치에 전달될 수 있다. 바람직하게, 열처리된 코팅 제품은, 열처리 공정에 의해서 유리를 변화시킴으로써 파손 또는 돌발사고가 발생하지 않을 것이다.
"가장자리" 및 "에지" 씰은 씰이 유닛의 가장 장자리 또는 에지에서 위치되는 것을 의미하지 않지만, 대신에 씰이 적어도 부분적으로 유닛의 적어도 하나의 기판의 에지 또는 그 근방(예를 들면, 약 2 인치 내)에 있는 것을 의미한다. 마찬가지로, 본원에 사용되는 "에지"는 유리 기판의 가장 에지로 한정되지 않고, 기판 가장 에지 또는 근방(예를 들면, 약 2 인치 내)를 포함할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "상에" 또는 "지지된" 등은 명백하게 기재되지 않는 한, 두 가지 요소가 서로 직접적으로 인접되어 있음을 의미하는 것으로 해석하지 않아야 한다. 다시 말해서, 제1층과 제2층 사이에 하나 이상의 층이 있더라도, 제1층은 제2층 "상에" 또는 제2 층"에 의해 지지될" 것이라고 할 수도 있다.
특정한 예의 실시형태는 공기 갭을 대면하는 하나 이상의 유리 기판 표면 상에 하나 이상의 추가의 저-E 코팅을 포함할 수 있다 (예를 들면, IGU에서 표면(2 및/또는 3), 및 3중 IGU에서 표면(2,3,4 및/또는 5)). 투명 유리 상에 증착된 표면(4) 저-E 코팅은, 예를 들면, 적외선 열을 건물 내부로 다시 반사함으로써 창 전체의 U 값을 개선할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서 유리는 특정한 예의 실시형태에서 2.3 mm 내지 6 mm의 투명 플로트 유리일 수 있다. 이러한 실시형태에서, 반구상 방사율은 0.3 까지 감소하고 시트 저항은 30 Ω/□까지 감소할 수 있다. 바람직하게, 방사율은 0.23 내지 0.30까지 감소하고, 시트 저항은 30 Ω/□까지 감소하고, 경우에 따라서, 방사율은 약 0.2 이하까지 감소하고, 시트 저항은 약 20 Ω/□ 이하까지 감소할 수 있다.
예를 들면, 상기 기재된 바와 같이, 특정한 예에서, IG 유닛의 내면 상에 잠재적으로 적은 내구성 저-E 코팅 및 IG 유닛의 외면 상에 많은 내구성 저-E 코팅을 제공하는 것이 바람직하다. 일례의 구성은, 단일 기판의 양측, 예를 들면, 표면(1 및 2 또는 3 및 4)에 제공된 저-E 코팅을 포함한다. 그 외의 배열도 고려된다(예를 들면, 표면(1 및 3) 또는 표면(2 및 4)에 저-E 코팅을 제공한다. 표(4)에 제공된 저-E 코팅은 표면(3)에 제공된 저-E 코팅보다 큰 내구성 코팅을 가질 수 있고, 이것은 자연적으로 IG 유닛의 캐비티 내에 위치에 의해서 외부 환경으로부터 보호된다. 표면(4) 상에 제공된 저-E 코팅은 예를 들면, 도 1, 도 6, 도 7에 대해서 상기 기재된 임의의 코팅일 수 있다. 표면(3)에 제공된 저-E 코팅은, IG 유닛의 전체 U 값을 소망의 수준까지 감소시키는 데에 충분한 SHGC 가질 수 있다(예를 들면, 상기 기재된 0.30/0.30 기준을 준수). 특정한 예의 실시형태에서, 저-E 코팅을 대면하는 내부는 은 기반 저-E 코팅일 수 있고, 반면 외부에 노출된 저-E 코팅은 ITO 기반 코팅일 수 있다.
이러한 목적으로, 상기 열거된 은 기반 저 E 코팅은 도 3에 사용될 수 있다. 내면에 사용될 수 있는 그 외의 적당한 저-E 코팅은 하기 열거된 예의 코팅을 포함한다.
표 8. 제1실시예의 Ag 기반 저-E 코팅
물질 바람직한 두께 (Å) 더 바람직한 두께(Å) 예시의 두께 1 (Å) 예시의 두께 2 (Å)
유리
SixNy 1-500 100-300 160 160
TiOx 75-125 85-115 100 100
ZnO 35-75 40-70 60 50
SnO 35-200 50-135 100 70
ZnO 30-200 40-130 60 100
Ag 60-110 70-100 85 85
NiCrOx 20-40 23-37 30 30
SnO 150-275 170-255 220 200
SixNy 1-1000 100-500 220 250

표 9. 제2실시예의 Ag 기반 저-E 코팅
물질 바람직한 두께 (Å) 더 바람직한 두께 (Å) 예시의 두께 1 (Å) 예시의 두께 2 (Å)
유리
SixNy 1-500 10-300 156 156
TiOx 15-50 30-40 33 35
ZnO 70-200 95-125 114 110
TiOx 15-50 30-40 33 35
ZnO 70-200 95-125 114 110
Ag 70-120 80-100 90 90
NiCrOx 1-100 10-50 30 30
SnO 110-150 115-145 130 130
ZnO 70-200 95-125 109 109
SixNy 115-185 125-155 140 140
ZrOx 1-200 10-80 40 40

또한, 상기 기재된 제1 및 제2실시예 Ag 기반 저-E 코팅에 대한 세부사항은 2011년 12월 21일에 출원된 미국 특허 출원 제13/333,069호에 기재되어 있고, 전체 내용은 본원에 참조로 포함되어 있다.
표 10. 제3실시예의 Ag 기반 저-E 코팅
물질 바람직한 두께 (Å) 더 바람직한 두께 (Å) 예시의 두께 1(Å) 예시의 두께 2 (Å)
유리
SixNy 1-500 10-300 135 140
TiOx 60-110 65-100 80 85
SixNy 50-90 55-80 65 70
ZnOx 또는 ZnAlOx 60-110 70-100 85 85
Ag 60-110 65-100 80 85
NiCrOx 22-42 25-38 30 33
SnOx 125-215 145-195 170 170
SixNy 1-500 10-300 170 170

표 11. 제4실시예의 Ag 기반 저-E 코팅
물질 바람직한 두께 (Å) 더 바람직한 두께 (Å) 예시의 두께 1 (Å) 예시의 두께 2 (Å)
유리
TiOx 135-250 150-230 200 180
SnOx (optional) 0-40 1-30 - 20
ZnOx 또는 ZnAlOx 30-63 33-60 40 50
Ag 100-170 115-155 135 135
NiCrOx 1-100 10-50 30 30
TiOx 30-50 35-45 40 40
ZnOx 120-200 135-185 160 160
SixNy 1-500 100-300 210 210

표 12. 제5실시예의 Ag 기반 저-E 코팅
물질 바람직한 두께 (Å) 더 바람직한 두께 (Å) 예시의 두께 1 (Å) 예시의 두께 2 (Å)
유리
TiOx 120-210 140-190 165 165
ZnOx 또는 ZnAlOx 60-100 65-95 80 80
Ag 155-260 175-240 208 208
NiCrOx 1-100 10-50 30 30
TiOx 30-50 35-45 40 40
SnOx 220 149
SixNy 1-500 100-400 250 322

표 13. 제6실시예의 Ag 기반 저-E 코팅
물질 바람직한 두께 (Å) 더 바람직한 두께 (Å) 예시의 두께 (Å)
유리
TiOx 120-210 140-190 165
SixNy 1-500 30-300 100
ZnOx 또는 ZnAlOx 60-100 65-95 80
Ag 75-125 85-115 100
NiCrOx 1-100 10-50 35
TiOx 33-60 38-52 45
SnOx 120-200 135-185 160
SixNy 1-500 50-350 180
ZrOx 1-100 5-50 20

특정 예의 실시형태에서, 절연 유리(IG) 유닛이 제공된다. 실질적으로 평행한, 이격된 제1유리 기판 및 제2유리 기판이 제공되고, 제1 및 제2 기판은, 순서대로 IG 유닛의 실질적으로 평행한 제1 내지 제4주요면을 포함한다. 제1기판과 제2 기판 사이의 갭이 한정된다. IG 유닛의 제4면은, 제2기판으로부터 순서대로, 굴절률 1.5 내지 2.1 및 두께 50 내지 90 nm의 제1실리콘 옥시질화물 함유층, 굴절률 1.7 내지 2.1 및 두께 85 내지 125 nm의 ITO 함유층, 및 굴절률 1.5 내지 2.1 및 두께 50 내지 90 nm의 제2실리콘 옥시질화물 함유층을 포함하는 복수의 박막 층을 포함하는 제1 저-E 코팅을 지지한다.
상술한 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제1실리콘 옥시질화물 함유층 및 제2실리콘 옥시질화물 함유층은 굴절률이 1.7 내지 1.8일 수 있다.
상술한 2개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, ITO 함유층의 굴절률이 1.8 내지 1.93일 수 있다.
상술한 3개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제1실리콘 옥시질화물 함유층과 제2실리콘 옥시질화물 함유층은 굴절률 및 두께가 0.1 및 10 nm 정도만 서로 다를 수 있다.
상술한 4개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, IG 유닛의 제3면은 제2기판으로부터 순서대로 제1실리콘 기반층; 제1유전체층; 제2유전체층의 제1부분 및 제2부분을 형성하기 위해서, 티타늄 산화물 또는 주석 산화물을 포함하는 제3유전체층에 의해서 분리된 제2유전체층; 제2유전체층의 제2부분 상에 직접 접촉하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 적외선(IR) 반사층; IR 반사층 상에 직접 접촉하는, Ni 및/또는 Cr의 산화물을 포함하는 상부 접촉층; 제4유전체층; 및 제2실리콘 기반층; 을 포함하는 복수의 박막 층을 포함한다. 제3유전체층은 티타늄 산화물 또는 주석 산화물을 포함하는 제2 저-E 코팅을 지지할 수 있다.
상술한 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제1유전체층은 티타늄 산화물 또는 아산화물을 포함하는 높은 굴절률 층일 수 있다.
상술한 2개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제3유전체층 및 제4유전체층은 주석 산화물을 포함할 수 있다.
상술한 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제2유전체층은 아연 산화물을 포함할 수 있다.
상술한 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제2층은 그 부분들이 서로 5% 정도만 다른 두께를 갖도록 분리될 수 있다.
상술한 5개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제1 및 제2실리콘 기반층은 각각 실리콘 질화물을 포함하고, 제1유전체층은 티타늄 산화물을 포함하고, 제2유전체층은 아연 산화물을 포함하고, 제3 및 제4유전체층은 각각 주석 산화물을 포함하고, IR 반사층은 Ag를 포함할 수 있다.
상술한 6개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제2기판은 증착된 제1 및/또는 제2 저-E 코팅과 함께 열처리될 수 있다.
상술한 7개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제2 저-E 코팅은 IG 유닛의 U값이 0.30 이하가 되기에 충분한, SHGC를 가질 수 있다.
특정한 예의 실시형태에서, 대향하는 주요면 상에 제1 및 제2 저-E 코팅을 지지하는 기판을 포함하는 코팅 제품이다. 제1 저-E 코팅은, 기판으로부터 순서대로 굴절률 1.5 내지 2.1 및 두께 50 내지 90 nm의 제1실리콘 옥시질화물 함유층, 굴절률 1.7 내지 2.1 및 두께 85 내지 125 nm의 ITO 함유층, 및 굴절률 1.5 내지 2.1 및 두께 50 내지 90 nm의 제2실리콘 옥시질화물 함유층을 포함한다. 제2 저-E 코팅은, 기판으로부터 순서대로 제1실리콘 기반층; 제1유전체층; 제2유전체층의 제1부분 및 제2부분을 형성하기 위해서, 티타늄 산화물 또는 주석 산화물을 포함하는 제3유전체층에 의해서 분리된 제2유전체층; 제2유전체층의 제2부분 상에 직접 접촉하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 적외선(IR) 반사층; IR 반사층 상에 직접 접촉하는, Ni 및/또는 Cr의 산화물을 포함하는 상부 접촉층; 제4유전체층; 및 제2실리콘 기반층;을 포함한다.
특정한 예의 실시형태에서, 절연 유리 유닛(IGU)의 제조방법이 제공된다. 제1유리 기판을 제공한다. 제1유리 기판의 제1주요면에 직접 또는 간접적으로 제1 저-E 코팅을 증착한다. 제1 저-E 코팅은, 제1유리 기판으로부터 순서대로, 제1실리콘 옥시질화물 함유층; ITO 함유층, 및 제2실리콘 옥시질화물 함유층을 포함하는 복수의 박막 층을 포함한다. 제1유리 기판에 대해 실질적으로 평행한, 이격된 제2유리 기판을 제공하고, 제1유리 기판의 제1주요면이 제2유리기판으로부터 서로 대면한다. 제1 저-E 코팅을 포함한 제1기판은 열처리 후 반구상 방사율이 약 0.20 이하이고, 시트 저항이 약 20 Ω/□ 이하이다. 제1유리 기판의 제1주요면은 IGU의 내면에 상응한다.
상술한 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제2 저-E 코팅을, 제1유리 기판의 제1주요면 상에 대향하는 제1유리 기판의 제2 주요면 상에 직접적으로 또는 간접적으로 증착할 수 있다. 제2 저-E 코팅은, 제1유리 기판으로부터 순서대로 제1실리콘 기반층; 제1유전체층; 제2유전체층의 제1부분 및 제2부분을 형성하기 위해서, 티타늄 산화물 또는 주석 산화물을 포함하는 제3유전체층에 의해서 분리된 제2유전체층; 제2유전체층의 제2부분 상에 직접 접촉하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 적외선(IR) 반사층; IR 반사층 상에 직접 접촉하는, Ni 및/또는 Cr의 산화물을 포함하는 상부 접촉층; 제4유전체층; 및 제2실리콘 기반층;을 포함하는 복수의 박막 층을 포함한다.
상술한 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제1유전체층은 티타늄 산화물 또는 아산화물을 포함하는 높은 굴절률 층일 수 있다.
상술한 2개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제3 및 제4유전체층은 주석 산화물을 포함할 수 있다.
상술한 단락의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제2유전체층은 아연 산화물을 포함할 수 있다.
상술한 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제2층은 그 부분들이 서로 5% 정도만 다른 두께를 갖도록 분리될 수 있다.
상술한 5개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제1 및 제2실리콘 기반 층은 각각 실리콘 질화물을 포함할 수 있고, 제1유전체층은 티타늄 산화물을 포함할 수 있고, 제2유전체층은 아연 산화물을 포함할 수 있고, 제3 및 제4유전체층은 주석 산화물을 포함할 수 있고, IR 반사층은 Ag를 포함할 수 있다.
상술한 6개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제1기판은 증착된 제1 및/또는 제2 저-E 코팅과 함께 열처리될 수 있다.
상술한 7개의 단락 중 어느 하나의 특징 이외에, 특정한 예의 실시형태에서, 제2 저-E 코팅은, IG 유닛의 U 값이 0.30 이하가 되기에 충분한 SHGC를 가질 수 있다.
본 발명은 현재 가장 실용적이고 바람직한 실시형태에 대해서 기재되었지만, 본 발명은 개시된 실시형태로 한정되지 않고, 첨부한 청구범위의 사상과 범위 내에서 포함된 다양한 변경 및 동등한 배열을 포함하는 것으로 이해된다.

Claims (23)

  1. 평행한, 이격된 제1유리 기판 및 제2유리 기판 - 상기 제1유리 기판 및 상기 제2유리 기판은, 순서대로, 절연 유리(IG) 유닛의 평행한 제1 내지 제4주요면, 및 상기 제1유리 기판과 제2유리 기판 사이에 정의된 갭을 제공함 - 을 포함하는 IG 유닛으로서,
    상기 IG 유닛의 제4면은, 제1 저-E 코팅을 지지하고,
    상기 제1 저-E 코팅은 상기 제2유리 기판으로부터 순서대로,
    굴절률 1.5 내지 2.1 및 두께 50 내지 90 nm의 제1실리콘 옥시질화물 함유층,
    굴절률 1.7 내지 2.1 및 두께 85 내지 125 nm의 ITO 함유층, 및
    굴절률 1.5 내지 2.1 및 두께 50 내지 90 nm의 제2실리콘 옥시질화물 함유층
    을 포함하는 복수의 박막 층을 포함하고,
    상기 IG 유닛의 제3면은, 제2 저-E 코팅을 지지하고,
    상기 제2 저-E 코팅은, 상기 제2유리 기판으로부터 순서대로,
    제1실리콘 기반층;
    제1유전체층;
    제2유전체층의 제1부분 및 제2부분을 형성하기 위해서, 제3유전체층에 의해서 분리된 제2유전체층;
    상기 제2유전체층의 상기 제2부분 상에 직접 접촉하는 금속성인 적외선(IR) 반사층;
    상기 IR 반사층 상에 직접 접촉하는, Ni 및 Cr 중 적어도 어느 하나의 산화물을 포함하는 상부 접촉층;
    제4유전체층; 및
    제2실리콘 기반층;을 포함하는 복수의 박막 층을 포함하고,
    상기 제3유전체층은 티타늄 산화물 또는 주석 산화물을 포함하는, IG 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1실리콘 옥시질화물 함유층 및 제2실리콘 옥시질화물 함유층은 각각 굴절률이 1.7 내지 1.8인, IG 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 ITO 함유층은 굴절률이 1.8 내지 1.93인, IG 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1실리콘 옥시질화물 함유층은 굴절률이 1.7 내지 1.8인, IG 유닛.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1실리콘 옥시질화물 함유층과 제2실리콘 옥시질화물 함유층은 굴절률 및 두께가 각각 0.1 및 10 nm 이하로 다른, IG 유닛.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1유전체층은 티타늄 산화물 또는 티타늄 아산화물을 포함하는 굴절률 층인, IG 유닛.
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제3유전체층 및 제4유전체층은 주석 산화물을 포함하는, IG 유닛.
  9. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제2유전체층은 아연 산화물을 포함하는, IG 유닛.
  10. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제2유전체층은 상기 제1부분 및 제2부분이 5% 이하로 다른 두께를 갖도록 분리된, IG 유닛.
  11. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2실리콘 기반층은 각각 실리콘 질화물을 포함하고, 상기 제1유전체층은 티타늄 산화물을 포함하고, 제2유전체층은 아연 산화물을 포함하고, 상기 제3 및 제4유전체층은 각각 주석 산화물을 포함하고, 상기 IR 반사층은 Ag를 포함하는, IG 유닛.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2유리 기판은 그 위에 증착된 상기 제1 저-E 코팅 및 상기 제2 저-E 코팅 중 적어도 어느 하나와 함께 열처리되는, IG 유닛.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 저-E 코팅은 상기 IG 유닛의 U값이 0.30 이하가 되도록 하는 SHGC를 갖는, IG 유닛.
  14. 대면하는 주요면 상에 제1 및 제2 저-E 코팅을 지지하는 기판을 포함하는 코팅 제품으로서,
    상기 제1 저-E 코팅은, 상기 기판으로부터 순서대로,
    굴절률 1.5 내지 2.1 및 두께 50 내지 90 nm의 제1실리콘 옥시질화물 함유층;
    굴절률 1.7 내지 2.1 및 두께 85 내지 125 nm의 ITO 함유층; 및
    굴절률 1.5 내지 2.1 및 두께 50 내지 90 nm의 제2실리콘 옥시질화물 함유층;
    을 포함하고,
    상기 제2 저-E 코팅은, 상기 기판으로부터 순서대로,
    제1실리콘 기반층;
    제1유전체층;
    제2유전체층의 제1부분 및 제2부분을 형성하기 위해서, 티타늄 산화물 또는 주석 산화물을 포함하는 제3유전체층에 의해서 분리된 제2유전체층;
    상기 제2유전체층의 상기 제2부분 상에 직접 접촉하는 금속성인 적외선(IR) 반사층;
    상기 IR 반사층 상에 직접 접촉하는, Ni 및 Cr 중 적어도 어느 하나의 산화물을 포함하는 상부 접촉층;
    제4유전체층; 및
    제2실리콘 기반층;
    을 포함하는, 코팅 제품.
  15. 절연 유리 유닛(IGU)의 제조방법으로서,
    상기 방법은,
    제1유리 기판을 제공하는 단계;
    상기 제1유리 기판의 제1주요면에 직접 또는 간접적으로 제1 저-E 코팅을 증착하는 단계 - 상기 제1 저-E 코팅은, 제1유리 기판으로부터 순서대로, 제1실리콘 옥시질화물 함유층; ITO 함유층; 및 제2실리콘 옥시질화물 함유층; 을 포함하는 복수의 박막 층을 포함함 -,
    상기 제1유리 기판의 제1주요면에 대향하는 제1유리 기판의 제2주요면 상에 직접적으로 또는 간접적으로 제2 저-E 코팅을 증착하는 단계 - 상기 제2 저-E 코팅은 상기 제1유리 기판으로부터 순서대로, 제1실리콘 기반층; 제1유전체층; 제2유전체층의 제1부분 및 제2부분을 형성하기 위해서, 티타늄 산화물 또는 주석 산화물을 포함하는 제3유전체층에 의해서 분리된 제2유전체층; 상기 제2유전체층의 상기 제2부분 상에 직접 접촉하는 금속성인 적외선(IR) 반사층; 상기 IR 반사층 상에 직접 접촉하는, Ni 및 Cr 중 적어도 어느 하나의 산화물을 포함하는 상부 접촉층; 제4유전체층; 및 제2실리콘 기반층; 을 포함하는 복수의 박막 층을 포함함 -,
    상기 제1유리 기판에 대해 평행한, 이격된 제2유리 기판을 제공하는 단계 - 상기 제1유리 기판의 제1주요면은 상기 제2유리 기판으로부터 먼 측에 배치함 - 를 포함하고,
    상기 제1 저-E 코팅을 포함한 상기 제1유리 기판은, 열처리 후 반구상 방사율이 0.20 이하이고, 시트 저항이 20 Ω/□ 이하이고,
    상기 제1유리 기판의 제1주요면은 상기 IGU의 내면에 상응하는, 절연 유리의 제조방법.
  16. 삭제
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1유전체층은 티타늄 산화물 또는 티타늄 아산화물을 포함하는 굴절률 층인, 절연 유리의 제조방법.
  18. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 제3 및 제4유전체층은 주석 산화물을 포함하는, 절연 유리의 제조방법.
  19. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 제2유전체층은 아연 산화물을 포함하는, 절연 유리의 제조방법.
  20. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 제2유전체층은 상기 제1부분 및 제2부분이 5% 이하로 다른 두께를 갖도록 분리되는, 절연 유리의 제조방법.
  21. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 제1 및 제2실리콘 기반 층은 각각 실리콘 질화물을 포함하고, 상기 제1유전체층은 티타늄 산화물을 포함하고, 상기 제2유전체층은 아연 산화물을 포함하고, 상기 제3 및 제4유전체층은 각각 주석 산화물을 포함하고, 상기 IR 반사층은 Ag를 포함하는, 절연 유리의 제조방법.
  22. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 제1유리 기판은 그 위에 증착된 상기 제1 저-E 코팅 및 상기 제2 저-E 코팅 중 적어도 어느 하나와 함께 열처리되는, 절연 유리의 제조방법.
  23. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 제2 저-E 코팅은, 상기 IG 유닛의 U 값이 0.30 이하가 되도록 하는 SHGC를 갖는, 절연 유리의 제조방법.
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