KR20080093129A - 적외선 반사층 시스템 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유리의 창유리 및 유사한 것을 위한 적외선 반사층 시스템에 관한 것으로서, 상기 층 시스템의 성질은 예를 들어 창유리의 굽힘 또는 경화를 위한 열 처리 후에도 유지된다. 은(silver)은 적외선 반사층으로서 사용된다. NiCrOx 및 Zn(Al)Ox의 조합은 은에 대한 하부층 차단제로서 사용된다. 또한, 화학양론 층은 또한 사전-차단제 층으로서 사용된다. 특정 작업 포인트는 TiOxNy의 제 1 유전층을 위해 선택된다. 이중의 하부층 차단제로서 NiCrOx 및 Zn(Al)Ox의 산화도 및 층들의 두께의 조화 및 TiOxNy-베이스층의 작업 포인트는 코팅의 템퍼링가능성(temperability)에 대해 중요하다.

Description

적외선 반사층 시스템 및 이를 제조하는 방법 {INFRARED RADIATION REFLECTING LAYER SYSTEM AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 청구항 제 1항의 전문(preamble)에 따른 적외선-반사층 시스템, 및 청구항 제 29항에 따른 이의 제조방법에 관한 것이다.
코팅된 기재는 빌딩 또는 운송수단에 사용될 때 중요한 역할을 수행한다. 여기서, 이후 빌딩의 건축 유리로서 또는 운송수단의 자동차 유리로서 설치하기 위해 현저한 대면적 창유리는 코팅되어야 한다.
유리에 대한 요구사항은 매우 높다. 충분한 가시광은 유리를 통과해야 하지만, UV광은 이를 통과하지 않아야 한다. 유리는 또한 동시에 열 조절에 도움이되는데, 이는 유리 위에 매우 낮은 방사선 방출계수를 갖는 높은 전기전도층, 종종 금속, 예를 들어 Cu, Ag, Au를 도포하므로써 달성된다. 적외선 반사층으로서 Cu, Ag 또는 Au의 하나 이상의 층을 포함하는 이러한 층 시스템은 빌딩의 룸(room)의 낮은 열 조사만을 외부로 배출하기 때문에, 이들은 또한 낮은-e(low-e)(저방사율 또는 낮은 방출)로서 언급된다.
종종 너무 높은 이러한 낮은-e 층의 광반사로 인하여, 이러한 층에는 반사방지층으로서 작용하는 추가 투명 코팅이 제공된다. 이러한 투명 층들을 도포하므로써, 창유리의 요망되는 칼라 색조 또한 셋팅될 수 있다. 더욱이, 적외선 반사층 위에 도포된 층들은 또한 층 시스템의 높은 화학적 및 기계적 저항에 도움이 된다.
통상적인 기계적 및 화학적 로딩(loading)과는 별도로, 이에 따라 제조된 창유리는 굽혀지고/거나 템퍼링되지 않는 경우, 또한 손상을 입히지 않으면서 온도 또는 굽힘 공정을 수행하여야 한다.
가시광 범위에서 높은 투과 거동을 지니며 열 조사 범위에서 매우 높은 반사 거동을 지니는 반투명 물질의 창유리 및 이의 제조방법은 이미 공지되어 있다(DE 195 20 843 A1). 이러한 창유리 위에 적당한 적외선 반사층을 형성하는 여러 층, Ag을 포함하는 코팅이 도포된다. 코팅이 제공된 창유리는 상기 출원에서 템퍼링되지 않거나 굽혀지지 않는다.
더욱이 하나 이상의 금속 코팅층 및 추가 유전층이 제공된 코팅된 기재가 공지되어 있다(EP 1 089 947 B1). 코팅된 기재는 상기 특허에서 단지 한번 열처리된다. 금속층을 보호하기 위하여, 코팅 공정에서 금속층은 부분적으로 산화된 금속을 기초로 한 서브층들 사이에 삽입된다. 이러한 코팅된 기재는 템퍼링되거나 굽혀질 수 있을 정도로 구조화되어 있다. 이러한 목적으로 위하여 그리고 각 열처리 전에, 모든 유전 코팅층에는 부분적으로 산화된 두개의 금속의 조합을 기초로 한 서브층이 제공된다.
기재 상에 도포되고, 또한 템퍼링될 수 있고 굽혀질 수 있는 다층 시스템이 또한 공지되어 있다(US 6 576 349 B2, US 6 686 050 B2). 상기 특허에서 다층 시스템은 두개의 적외선 반사층을 포함하며, 각각은 두개의 NiCrOx 층들 사이에 삽입되어 있다.
마지막으로, 코팅 후에 템퍼링되거나 굽혀지는 단열 층 시스템이 공지되어 있다(DE 198 50 023 A1 또는 EP 0 999 192 B1). 이러한 층 시스템은 TiO2 층 위에 배치된 불활성 금속층을 포함하며, 두개의 층은 아산화물(suboxidic) NiCrOx 사이에 삽입되어 있다.
DE 198 50 023 A1을 기초로 하여, 본 발명은 기재 상에 하나 이상의 적외선 반사층을 포함하는, 템퍼링가능하고 굽혀질 수 있는 코팅을 제조하는 문제점을 제기하며, 여기서 이는 금속층, 예를 들어 Ag를 템퍼링하는 동안 산소 또는 Na+ 이온이 침투하여 이를 통과하는 것이 방지된다.
본 발명에 의해 제기된 문제점은 청구항 제 1항 또는 제 29항의 특징에 따라 해소된다.
따라서 본 발명은 창유리 등을 위한 적외선 반사층 시스템에 관한 것으로서, 층 시스템의 성질들은 예를 들어 창유리의 굽힘 또는 템퍼링을 위한 열처리 후에도 유지된다. 적외선을 적절하게 반사시키는 층으로서, 은(silver)이 사용된다. 이러한 은에 대한 서브차단제(subblocker)로서 NiCrOx 및 ZnAlOx의 조합이 사용된다. 또한, 화학양론 층은 사전차단제(preblocker)로서 도입된다. TiOxNy의 제 1 유전층에 대하여, 특별한 작업 포인트(operating point)이 선택된다. 이중 서브차단제로서 NiCrOx 및 ZnAlOx의 산화도와 층 두께의 매칭, 및 TiOxNy 베이스층의 작업 포인트는 코팅의 템퍼링능력을 위하여 중요하다.
본 발명에서, 템퍼링 공정에도 불구하고 칼라-중립(neutral)을 유지하는 코팅이 제공된다.
템퍼링(tempering) 동안, 즉 가열 및 이후 냉각 동안, 산소가 외부로부터 적외선 반사층으로 통과되지 않도록 하기 위하여, 두개의 유전층은 기재 상에 직접적으로 배치된다.
제 1 유전층은 산소에 대한 차단제 층으로서 제공되며 또한 템퍼링 후 광학적 파라미터의 안정성을 확보한다. 바람직하게는 TiO2 또는 TiOxNy 층이 사용되는데, 이러한 경우에 코팅된 기재의 특히 양호한 기계적 안정성이 확보되기 때문이다.
이러한 제 1 유전층 위에 제 2 유전층이 도포된다. 이러한 제 2 유전층, 바람직하게는 Si3N4는 사전차단제 층(preblocker layer)으로서 제공된다. 이러한 사전차단제 층이 정확하게 규정된 화학양론을 가지므로써, 산소에 대한 불투과성과 관련하여 특히 양호한 성질을 갖는다.
이러한 층 위에 차단제 층, 바람직하게는 NiCrOx가 도포된다. 사전차단제 사용의 장점은 또한 NiCrOx 층의 산소 함량을 더 이상 정확하게 셋팅하지 않아도 된다는 것이다.
템퍼링 전 및 후의 칼라 중립(color neutrality), 시스템의 화학적 및 기계적 안정성, 및 열적 로딩능력(loadability)은 사전차단제(예를 들어, Si3N4), 차단제(예를 들어, NiCrOx) 및 접착 촉진제(예를 들어, ZnAlOx)의 조합을 통해 달성된다.
제 1 층으로 인해, 특히 TiOxNy의 경우에, 한편으로 코팅된 기재의 칼라 중립이 유지되며, 다른 한편으로, 사전차단제로서 제 2 유전층의 도포는 산소 또는 다른 물질, 예를 들어 Na+가 연속하는 층들을 통과하지 못하게 한다.
제 1 유전체 및 사전차단제의 층 순서가 서로 바뀌는 경우, 차단제는 생략될 수 있다.
차단제가 존재하지 않는 이러한 층 순서로 인하여, 특히 높은 투과가 달성된다.
본 발명의 구체예는 도면에 도시되어 있으며, 하기에서 더욱 상세하게 설명될 것이다. 도면에서는 하기와 같이 도시한다:
도 1은 기재 상에 배치된, 적외선 반사층을 지닌 코팅 시스템이다.
도 2는 도 1에 도시된 코팅 시스템의 변형예이다.
도 3은 도 1에 도시된 코팅 시스템의 다른 변형예이다.
도 4는 기재 상에 배치된, 두개의 적외선 반사층을 지닌 코팅 시스템이다.
도 1은 기재(1) 상에 배치된 코팅 시스템(2)을 나타낸 것이다. 이러한 코팅 시스템(2)은 여러 층(3 내지 9)들을 포함하고 스퍼터(sputter) 공정을 통해 제조되며, 각 층(3 내지 9)은 순차적으로 스퍼터링된다.
기재(1), 바람직하게는 유리 위에, 제 1 유전층(3)은 반응성 스퍼터링에 의해 도포된다. 이러한 층(3)은 유전체, 예를 들어, ZnO, SnO2, In203, Bi203, TiO2, ZrO2, Ta205, SiO2, Al203, AlN, Si3N4 또는 TiOXNy, 바람직하게는 TiO2, Si3N4 또는 TiOXNy를 포함한다. 정확하게는, 타입 TiOxNy 및 TiO2의 화합물은, 코팅된 기재(1)가 템퍼링 후에 특히 양호한 칼라 안정성을 제공하기 때문에 특히 유리한 것으로 밝혀졌으며, 여기서 요망되는 화학적 및 기계적 저항은 유지되거나 심지어 TiOxNy 또는 TiO2 이외의 화합물로 코팅된 기재와 비교하여 증가된다.
TiOxNy는 금속 타겟의 전이 모드에서 반응성 스퍼터링을 통해 얻어진다. 이러한 경우에, 스퍼터링은 바람직하게는 대부분 산소 센서 또는 PEM(=플라즈마 방출 측정)과 같은 안정화 제어를 구비한 MF 기술을 이용하여 수행한다.
그러나, TiO2가 층(3)을 형성하는 경우, TiO2는 또한 세라믹 TiOx 타겟으로부터 스퍼터링될 수 있다. 소량의 산소가 아르곤에 첨가되지만, 스퍼터링은 반응성 스퍼터링을 수반하지 않는다. 스퍼터링은 MF 또는 DC 기술에 의해 수행되며, DC 기술은 더욱 비용효과적인 기술이다. 이러한 공정에서 이력현상 특징 또는 전이 모드는 발생하지 않는다.
TiOxNy가 기재(1) 위에 배치된 제 1 층(3)으로서 선택되는 경우, 산소 또는 나트륨 이온이 상부층에 통과하지 않도록 하기 위하여 이러한 층(3) 위에 추가 유전층(4)이 배치되어야 한다.
TiOxNy를 제외하고, 층(3) 위쪽에 인접한 이러한 층(4)은, 층(3)에 또한 포함되는 화합물들 중 하나를 함유할 수 있다. 그러나, 바람직하게는 Si3N4 또는 TiO2가 사용된다. 결론적으로, 층(4)가 단지 화학양론적 화합물이고 산소가 상부층에 통과되지 않거나 적어도 산소의 확산을 현저하게 감소시키기 위하여 차단제 층 전에 배치되기 때문에 사전차단제로서 작용한다. 이는 상부층의 화학양론을 중요하지 않게 한다.
층(4)는 산소 또는 나트륨 이온이 상부층(5 내지 9)에 통과하지 않도록 하며, 이에 따라 코팅된 기재의 화학적 및 기계적 저항이 템퍼링 후에 또한 유지된다.
그러나, 층(3)이 화학양론적 화합물로 이루어지는 경우, 그 위에 도포된 제 2 유전층(4)은 과잉이 되는데, 이는 층(3)이 산소 또는 나트륨 이온에 대해 이미 이러한 차단제 성질을 가지기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 이러한 층(4)는 임의적으로 층(3) 위에 도포될 수 있다.
층(3) 및 (4)의 전체 두께는 대략 25 nm이며, 층(3)의 두께는 대략 15 내지 19 nm로서, 결론적으로 층(4) 보다 항상 크다.
층(4) 위에 층(5)가 도포된다. 이러한 층(5)은 산소에 대한 차단제 층으로서 제공되며, 이러한 층은 Ti, TiOx, Cr, CrOx, Nb, NbOx, NiCr 또는 NiCrOx, 바람직하게는 NiCr 또는 NiCrOx를 포함할 수 있다. 정확하게는, 조성물 NiCrOx의 비화학양론 층의 경우에서, 산소에 대한 차단제 성질은, 산소가 결함으로 인해 NiCr 금속 격자에 도입될 수 있기 때문에 양호한 것으로 판단되어야 한다. 이러한 층(5)은 대략 3 내지 6 nm의 층 두께를 갖는다.
이러한 층(5) 위에 추가 층(6)은 반응성 스퍼터링을 통해 도포된다. 이러한 층(6)은 TaOx, ZnOx, ZnTaOx 또는 ZnAlOx를 포함하며, ZnAlOx가 바람직하게 사용된다.
ZnAlOx를 도포하기 위한 하나의 가능성은 MF 기술에 의해 금속 타겟을 스퍼터링함을 포함한다. 이러한 금속 타겟으로는 본원에서 Al, 및 Zn을 포함한다.
ZnAlOx는 바람직하게는 세라믹 타겟을 스퍼터링하므로써 얻어진다. 이러한 ZnAlOx 층이 서브화학양론(substoichiometric) 층이기 때문에, 스퍼터링은 Ar 분위기하에서 수행될 수 있으며, 소량의 O2는 Ar에 첨가된다. 그러나, 순수한 아르곤 분위기 하에서의 스퍼터링이 또한 실행될 수 있다.
소량의 O2는 바람직하게는 ZnAlOx 층이 매우 낮은 흡수율, 예를 들어 1 내지 2%의 흡수율을 갖는 경우에, 첨가된다.
층(5)의 화합물과는 대조적으로, TaOx, ZnOx, ZnTaOx 또는 ZnAlOx는 산소에 대한 차단제 성질을 가지며 이들 위에 도포되는 적외선 반사층에 대한 양호한 접착 성질을 갖는다. 이러한 적외선 반사층은 바람직하게는 원소의 주기율표 시스템의 제 1 분족(subgroup)의 금속 또는 이러한 금속들 중 하나 이상의 합금을 포함한다. 적외선 반사층이 NiCrOx 층 위에 도포되는 경우, 이러한 NiCrOx 층의 산소 함량은 정확하게 셋팅되지 않아도 된다. 산소 함량이 너무 낮은 경우, NiCrOx 층은 너무 금속성을 나타내고, 도포된 금속층(7)에 대한 접착 강도는 너무 낮아진다. 다른 한편으로, 산소 함량이 너무 높은 경우, NiCrOx 층은 산소에 대한 양호한 차단제 성질을 가지지 못한다.
산소 함량이 너무 높은 경우, 아산화물(suboxidic) 층 NiCrOx는 템퍼링 동안에 충분한 산소를 흡수할 수 없다. 그러므로, 산소는 적외선 반사층으로 통과될 것이며, 이에 따라 이러한 금속층의 화학적 저항은 손상될 것이다. 이러한 문제점들은 제 2 차단제 층, 층(6)을 도포하므로써 회피된다. 층(6)으로 바람직하게는 ZnAlOx가 사용되며, 이는 반응성 스퍼터링에 의해 도포된다. 종종 사용되며(예를 들어 DE 195 20 843 A1), 또한 양호한 접착 강도를 갖는 ZnOx와 비교하여, ZnAlOx는, 템퍼링 동안에 적외선 반사층에 대한 접착 강도가 또한 유지된다는 장점을 갖는다.
층(6)의 매우 낮은 층 두께가 적외선 반사층의 양호한 성장을 얻기에 이미 충분하기 때문에, 대략 1 nm의 층 두께가 적당하다.
층(6) 위에 적외선 반사층(7)이 도포된다. 이러한 적외선 반사층은 원소의 주기율표 시스템의 제 1 분족의 금속 또는 이러한 금속들 중 하나 이상의 합금을 포함한다. 그러나, 적외선 반사층은 바람직하게는 Ag를 포함하며, Ag는 산소하에서 스퍼터링에 의해 도포된다. Ag 층에 도입된 이러한 산소는 양호한 화학적 저항을 수반한다. 이러한 Ag 층의 층 두께는 대략 11 내지 13 nm이다.
Ag 층(7) 위에, 다시 차단제 층(8)이 도포된다. 이러한 층(8)은 바람직하게는 NiCrOx를 포함하며, 여기서, Ti, TiOx, Cr, CrOx, Nb, NbOx 또는 NiCr이 또한 층(8)을 형성할 수 있다.
층(8)의 두께는 대략 3 내지 6 nm이다. 이어지는 최종 층으로서, 제 2 유전층(4)의 원소 중 하나를 포함할 수 있는 유전층(9)가 포함된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 층(9)은 바람직하게는 Si3N4를 포함한다. 층(9)의 층 두께는 대략 30 내지 45 nm이다.
다른 층 시스템과 비교하여, 도 1에 도시된 층 시스템은 하기 장점들을 갖는다:
TiOxNy를 포함하는 층(3)으로 인해, 코팅된 기재는 템퍼링 동안 코팅된 기재에 기계적 및 화학적 저항을 손상시키지 않으면서 굽혀질 수 있게 한다. TiO2 중 질소는 응력을 감소시키며, 비교적 두꺼운 층의 경우에, 코팅의 크래킹 및 핀홀에 대한 경향이 감소된다는 점에서 유리하다.
사전차단제로서 제공되는 층(4)는 나트륨 이온 및 산소가 상부층(5 내지 9)으로 통과되는 것을 감소시킨다.
NiCrOx를 포함하는 층(5) 위에 접착층(6)이 도포되며, 이는 동시에 또한 차단제 층으로서 제공된다. 그러므로 NiCrOx 층의 산소 함량은 더 이상 정확하게 할 필요가 없다. 이러한 층(6)은 바람직하게는 ZnAlOx를 포함한다.
층(6)은 적외선 반사층(7)과 관련하여 양호한 접착 강도를 갖는다.
Si3N4 및 Ag가 서로 불량하게 접착되기 때문에, 다른 물질의 하나 이상의 층은 접착 촉진제로서 이들 사이에 도포되어야 한다. ZnAlOx가 아마도 밀폐된 층(closed layer)을 형성하지 못할 정도로 너무 얇기 때문에, 추가 물질은 부가적으로 Si3N4와 Ag 사이에 위치되어야 한다. 이러한 물질은 TiO2 또는 TiOXNy 또는 NiCrOx이다. 배열 '유리 / Si3N4 / TiO2 / Ag ... TiOXNy'와 관련하여, Ag 바로 밑에 NiCrOX는 생략될 수 있으며, 결론적으로 이중 은(silver)에 대한 코팅 설비의 레이아웃에서 관련된 가스 분리를 구비한 낮은-e의 두개의 코팅 스테이션(station)은 생략될 수 있으며, 이는 공간과 비용을 절약한다. TiO2 대신에, TiOxNy는 또한 층 시스템의 각 사이트에서 사용될 수 있다.
층(6)의 양호한 접착 강도로 인해, ZnAlOx 위에 도 1에서 배치된 Ag 층(7)은 그 위에 Ag 층이 배치되는 다른 층과 비교하여 매우 낮은 층 두께일 수 있다.
이러한 덜 낮은 층 두께에도 불구하고, Ag 층은 매우 양호한 IR 반사를 가지는데, 이는 표면 저항이 유지되기 때문이다. 이는 특히 Ag 층이 ZnAlOx 층 위에서 임의적으로 성장할 수 있다는 사실에 기인한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 코팅된 기재(1)의 변형예를 나타낸 것이다. 도 1에서의 코팅 시스템(2)와는 대조적으로, 추가 층(11)은 코팅 시스템(10) 상에 도포된다. 이러한 층(11)은 ZnO, SnO2, In203, Bi203, TiO2, ZrO2, Ta205, SiO2, Al203, AlN 또는 Si3N4, 바람직하게는 Si3N4 또는 TiO2로 이루지거나 포함할 수 있다. 커버층으로서, TiO2는 층 시스템(10)의 화학적 저항을 개선시킨다.
층(9)가 Si3N4를 포함하기 때문에, 층(11)은 반응성 스퍼터링에 의해 TiO2로 코팅된다. 그러나, 또한 층(11)이 세라믹 타겟을 스퍼터링하므로써 도포됨을 생각할 수 있다. 층(9) 위에 추가 층(11)이 도포되므로써, 층(9)의 층 두께는 감소될 수 있다. 두개의 층(9) 및 (11)의 층 두께의 합은 바람직하게는 또한 대략 37 내지 44 nm의 전체 두께를 가질 수 있다. 장점으로는 상이한 조성의 두개의 유전층(9) 및 (11)을 도포하므로써 화합물의 성질은 서로 보완된다는 것이다.
하기에서 별도의 층을 도포하는 공정이 기술될 것이다.
도 1에서 층 시스템(10)의 층(3) 내지 (9) 및 (11) 또는 층 시스템(2)의 층(3) 내지 (9)는 바람직하게는 반응성 스퍼터링에 의해 및/또는 세라믹 타겟을 스퍼터링하므로써 도포된다. 층(5,6,7,8)이 또한 아르곤 하에서 상응하는 금속성 타겟을 스퍼터링하므로써 도포될 수 있지만, 소량의 산소를 지닌 아르곤하에서의 스퍼터링은, 예를 들어 Ti, Nb, Cr, Ag, NiCr의 경우에 유리한데, 이는 층(5,6,8)이 아산화물 화합물로 이루어진 경우, 이러한 층들이 산소에 대한 보다 양호한 차단제 성질을 가지며, Ag의 경우에, 화학적 저항이 순수한 Ag의 층과 비교하여 산소의 도입을 통해 개선되기 때문이다.
은(silver)은 때때로 산소를 첨가하여 스퍼터링하지만, 이러한 과정은 반응성 스퍼터링에서 고려되지 않을 수 있다. 산소를 첨가한 스퍼터링의 경우, 플라즈마 방전은 산소에 의해 결정되지 않는다. 타겟 표면은 실질적으로 금속성이며, 방전은 금속 스퍼터 공정과 같이 거동한다. 오히려, 스퍼터링된 층은 산소-도핑된 층으로서 언급될 수 있으며, 즉, 이는 실질적으로 수 퍼센트의 은 산화물을 함유한 은을 포함한다. 공정 가스는 10% 보다 현저하게 낮게 함유하며, 산소 분율은 1 내지 5%이다. 반응적으로 은을 스퍼터링하기 위하여, 적어도 50%의 산소 분율은 공정 가스에 요구될 것이다. 반응적으로 증착된 은 산화물의 층들은 실제로 검정색으로 어두워질 것이다.
모든 층에 대한 스퍼터 공정은 대략 2 x 10-3 내지 5 x 10-3 mbar의 압력에서 수행된다. 불활성 가스, 바람직하게는 Ar에 반응성 가스, 바람직하게는 O2 또는 N2가 첨가된다. Ar:O2의 비율은 바람직하게는 3:1이며, N2가 또한 층의 제조를 위해 요구되는 경우, TiOxNy 층의 경우에 O2:N2의 비율은 5:1이다.
이러한 압력 및 가스의 상대적 비율은 이러한 층들의 제조를 위한 스퍼터 공정에 대해 최적인 것으로 밝혀졌지만, 또한 다른 압력 및 가스 혼합물의 다른 조성으로 작업을 실행할 수 있다.
이러한 두개의 파라미터와는 별도로, 스퍼터링 수행시의 전력은 큰 역할을 한다.
도 3은 도 1에 도시된 코팅 시스템(2)의 다른 변형예를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 코팅 시스템(29)에서, 층(3) 보다는 층(4)가 기재(1) 위에 직접 배치된다. 결론적으로 층(3) 및 (4)는 위치가 변경된다.
도 3에서의 층(3)은 TiOxNy를 포함하지만, 층(3)은 또한 TiO2를 포함할 수 있다. 층(3)이 기재(1)의 위에 배치되어 있지 않으므로써, 화학적 및 기계적 저항이 감소된다. 그러나, 층(5), NiCrOx 차단제 층 위에 이러한 배치가 생략될 수 있는데, 이는 ZnAlOx 층이 Si3N4 층 보다 TiOxNy 위에 보다 양호하게 접착하기 때문이다.
이러한 코팅 시스템(29)에서 제 1 차단제 층을 생략하므로써 투과율은 도 1 또는 2에 도시된 코팅 시스템(2)과 비교하여 증가한다점이 유리하다.
따라서, 이러한 코팅 시스템은, 투과율 증가가 요망되고 화학적 및 기계적 저항으로 이루어지는 요구사항이 보다 낮아지는 경우 유리하다.
도 3에는 도시되어 있지 않지만, 도 2와 유사하게, 층(9) 위에 추가 층(11)이 도포될 수 있으며, 층(11)은 바람직하게는 TiO2를 포함한다.
도 4는 기재(12) 상에 배치된, 두개의 적외선 반사층(18, 25)을 지닌 코팅 시스템(13)을 나타낸 것이다.
도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 층(14 내지 21)은 도 2에 도시된 코팅 싯템(10)과 이의 조성 및 순서가 상이하지 않다. 층(21) 위에 7개의 추가 층들, 즉 층(22 내지 28)이 도포된다. 층(25)은 추가적으로 도포된 적외선 반사층이다.
층(21) 위에 스퍼터링된 층(22 내지 28)은 동일한 조성을 가지며, 또한 7개의 층(15 내지 21)로서 차례로 나열된다. 결론적으로, 기재(12)가 제 1 유전층(14)으로 도포된 후에, 층 순서 Si3N4, NiCrOx, ZnAlOx, Ag, NiCrOx, Si3N4 및 TiO2로 2회 연속 코팅된다. 그래서 단지 하나의 적외선 반사층을 갖는 코팅 시스템은 두개의 적외선 반사층을 지닌 코팅 시스템(13)이 된다.
증거로서, TiOxNy 층과는 별도로, 코팅 시스템(13)은 본래 교대로 적층된 두개의 코팅 시스템(10)을 포함한다. 이는 스퍼터 공정에서 동일한 타겟 물질이 사용될 수 있다는 장점을 갖는다. 기재(12) 위에, 층(14 내지 21)이 도포되는 경우, 코팅 공정은 전체적으로 신규하고 상이한 타겟 물질에 의해 대체되는 타겟 물질 없이 간단히 반복될 수 있다.
도 4가 두개의 적외선 반사층(18, 25)를 지닌 바람직한 코팅 시스템(13)을 나타낸 것이기 때문에, 조성은 또한 변경될 수 있다.
층(14)가 바람직하게는 TiOxNy로 이루어지지만, 층(14)는 ZnO, SnO2, In203, Bi203, TiO2, ZrO2, Ta205, SiO2, Al203, AlN 또는 Si3N4을 포함할 수 있다.
반대로, 층(15, 20, 21, 22, 27, 28)들은 시리즈 Si3N4, AlN, Al2O3, SiO2, Ta205, ZrO2, TiO2, Bi203, In203, SnO2 및/또는 ZnO로부터의 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 층들은 반응성 스퍼터링에 의해 또는 상응하는 세라믹 타겟의 스퍼터링에 의해 도포된다.
층(16, 19, 23, 26)은 Ti, TiOx, Cr, CrOx, Nb, NbOx, NiCr 또는 NiCrOx를 포함한다. 접착층(17, 24)은 TaO, ZnOx, ZnTaOx 또는 ZnAlOx를 포함한다.
적외선 반사층(18, 25)은 바람직하게는 Ag를 포함하지만, 이들은 또한 Cu, Au, 또는 이러한 금속들의 합금을 포함할 수 있다.
코팅 시스템(13)의 층 두께는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 단지 하나의 적외선 반사층을 지닌 코팅 시스템과 최소한으로 차이가 난다.
단지 층(20 내지 22)의 층 두께에서 상이하다. 층(20 내지 22)의 두께가 상이할 수 있지만, 이러한 층(20 내지 22)의 층 두께의 합은 대략 70 내지 90 nm이다.
층(20 내지 22)의 물질은 층(21)이 Si3N4를 포함하고, 층(20, 22)이 TiO2를 포함할 수 있도록 교체가능하다.
또한 NiCrOx 층(19, 23) 사이에 단지 두개 또는 심지어 단 하나의 층이 배치되도록 실행할 수 있다. 예를 들어, 두개 층이 두개의 NiCrOx 층(19, 23) 사이에 배치되는 경우, 하나의 층은 예를 들어 TiO2를 포함할 수 있으며, 다른 하나의 층은 Si3N4를 포함할 수 있다. 층의 순서는 중요하지 않다.
이러한 코팅 시스템(13)에서 층(15)은 또한 층(14)로 교체가능하다. 현재 층(15)가 기재(12) 상에 배치되어 있기 때문에, 화학적 및 기계적 저항은 감소되지만, 이에 의해 층(16 및 23)은 생략될 수 있으며, 이에 따라 코팅 시스템의 투과율이 증가될 수 있다.
두개 초과의 적외선 반사층을 지닌 코팅 시스템이 또한 생각될 수 있다. 본원에서 두개의 적외선 반사층을 지닌 코팅 시스템과 비교하여 단지 하나의 적외선 반사층을 지닌 코팅 시스템이 대략 5 내지 10% 정도로 낮은 가시광선 투과율을 갖는 것이 고려될 수 있다. 따라서, 적외선 반사층의 수가 증가하면 투과율은 감소된다. 그러나, 두개의 적외선 반사층을 지닌 코팅 시스템은 IR 반사율이 거의 100%로 증가되는 장점을 갖는다. 따라서 두개의 적외선 반사층을 지닌 코팅 시스템은 투과율의 최소 손실에서만 매우 양호한 조절을 제공한다.
이러한 시스템의 선택성(S)은 현저하게 높아지며, 선택성(S)은 하기 수학식으로서 계산된다:
Figure 112008058567058-PCT00001
상기 식에서, Tvis=가시광선 범위에서의 투과율, 및 TIR=적외선 범위에서의 투과율.

Claims (41)

  1. a) 기재 (1, 12) 상에 배치된 제 1 유전층 (3, 14), 이어서
    b) 제 1 차단제 층 (5, 16),
    c) 접착 중재층(adhesion mediating layer) (6, 17, 24),
    d) 적외선 반사층 (7, 18, 25),
    e) 제 2 차단제 층 (8, 19, 26), 및
    f) 제 2 유전층 (9, 20, 27)을 포함하며,
    제 1 유전층 (3, 14)과 제 1 차단제 층 (5, 16) 사이에 사전차단제 층(preblocker layer) (4, 15)이 배치되는 것을 특징으로 하는, 하나 이상의 적외선 반사층을 지니는, 특히 굽혀지고/거나 템퍼링되는(tempered) 유리 시트용 적외선 반사층 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 제 1 유전층 (3, 14)이 ZnO, Sn02, In203, Bi203, TiO2, ZrO2, Ta205, Al203, AlN, Si3N4 및/또는 TiOXNy로 이루어지거나, 이러한 물질들을 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 제 1 유전층 (3, 14)이 TiOxNy임을 특징으로 하는 층 시스템.
  4. 제 2항에 있어서, 제 1 유전층 (3, 14)이 TiO2임을 특징으로 하는 층 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 제 1 및 제 2 차단제 층 (5, 8, 16, 19, 23, 26)이 TiOx, Ti, Ni, Cr, NiCr, Nb, NbOx, CrOx 및/또는 NiCrOx로 이루어지거나, 이러한 물질들을 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 접착 중재층 (6, 17, 24)이 ZnOx, TaOx, ZnTaOx 및/또는 ZnAlOx로 이루어지거나, 이러한 물질들을 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 적외선 반사층 (7, 18, 25)이 원소의 주기율표 시스템(periodic system)의 제 1 분족(first subgroup)의 금속 및/또는 이러한 금속들 중 하나 이상의 합금으로 이루어지거나 이러한 물질들을 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  8. 제 6항에 있어서, 적외선 반사층 (7, 18, 25)이 Ag로 이루어지거나 Ag를 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 적외선 반사층 (7, 18, 25)이 산소를 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 제 2 유전층(9, 20, 27)이 Si3N4, TiO2, AlN, Al203, SiO2, Ta205, ZrO2, Bi203, In203, SnO2 및/또는 ZnO으로 이루어지거나 이러한 물질들을 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  11. 제 1항에 있어서, 사전차단제 층(4, 15)이 화학양론적으로 구조화됨(stoichiometrically structured)을 특징으로 하는 층 시스템.
  12. 제 11항에 있어서, 사전차단제 층(4, 15)이 TiO2 및/또는 Si3N4로 이루어지거나 이러한 물질들을 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  13. 제 1항에 있어서, 제 2 유전층(9, 20, 27) 위에 추가 층(11, 21, 28)이 배치됨을 특징으로 하는 층 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 추가 층(11, 21, 28)이 TiO2로 이루어지거나 TiO2를 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  15. a) 기재(1, 12) 상에 배치된 제 1 사전차단제(4, 15), 이어서
    b) 제 1 유전층(3, 14),
    c) 접착 중재층(6, 17, 24),
    d) 적외선 반사층(7, 18, 25),
    e) 차단제 층(8, 19, 26), 및
    f) 제 2 유전층(9, 20, 27)을 포함하는, 하나 이상의 적외선 반사층을 지는, 특히 굽혀지고/거나 템퍼링되는 유리 시트용 적외선 반사층 시스템.
  16. 제 15항에 있어서, 제 2 유전층(9, 20, 27) 위에 추가 층(11, 21, 28)이 배치됨을 특징으로 하는 층 시스템.
  17. 제 16항에 있어서, 추가 층(11, 21, 28)이 TiO2로 이루어지거나 TiO2를 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  18. 제 15항에 있어서, 제 1 유전층(3, 14)이 ZnO, SnO2, In203, Bi203, TiO2, ZrO2, Ta205, Al203, AlN, Si3N4 및/또는 TiOXNy로 이루어지거나 이러한 물질들을 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  19. 제 18항에 있어서, 제 1 유전층(3, 14)이 TiOxNy이거나 TiOxNy를 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  20. 제 18항에 있어서, 제 1 유전층(3, 14)이 TiO2이거나 TiO2를 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  21. 제 15항에 있어서, 차단제 층(8, 19, 26)이 TiOX, Ti, Ni, Cr, NiCr, Nb, NbOX, CrOX 및/또는 NiCrOX로 이루어지거나 이러한 물질들을 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  22. 제 15항에 있어서, 접착 중재층(6, 17, 24)이 ZrOX, TaOX, ZnTaOX 및/또는 ZnAlOx로 이루어지거나 이러한 물질들을 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  23. 제 15항에 있어서, 적외선 반사층(7, 18, 25)이 원소의 주기율표 시스템의 제 1 분족의 금속 및/또는 이러한 금속들 중 하나 이상의 합금으로 이루어지거나, 이러한 물질들을 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  24. 제 23항에 있어서, 적외선 반사층(7, 18, 25)이 Ag로 이루어지거나 Ag를 포 함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  25. 제 24항에 있어서, 적외선 반사층(7, 18, 25)이 산소를 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  26. 제 15항에 있어서, 제 2 유전층(9, 20, 27)이 Si3N4, TiO2, AlN, Al203, SiO2, Ta205, ZrO2, Bi203, In203, SnO2 및/또는 ZnO로 이루어지거나 이러한 물질들을 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  27. 제 15항에 있어서, 사전차단제 층(4, 15)이 화학양론적으로 구조화됨을 특징으로 하는 층 시스템.
  28. 제 27항에 있어서, 사전차단제 층(4, 15)이 TiO2 및/또는 Si3N4로 이루어지거나 이러한 물질들을 포함함을 특징으로 하는 층 시스템.
  29. a) 기재(1, 12)를 제공하는 단계;
    b) 기재(1, 12) 위에 제 1 유전층(3, 14)을 도포하는 단계;
    c) 제 1 유전층(3, 14) 위에 사전차단제(4, 15)를 도포하는 단계;
    d) 사전차단제(4, 15) 위에 제 1 차단제 층(5, 16, 23)을 도포하는 단계;
    e) 차단제 층(5, 16, 23) 위에 접착 중재층(6, 17, 24)을 도포하는 단계;
    f) 접착 중재층(6, 17, 24) 위에 적외선 반사층(7, 18, 25)을 도포하는 단계;
    g) 적외선 반사층(7, 18, 25) 위에 제 2 차단제 층(5, 19, 26)을 도포하는 단계; 및
    h) 제 2 차단제 층(5, 19, 26) 위에 제 2 유전층(9, 20, 27)을 도포하는 단계를 포함하여, 굽혀지고/거나 템퍼링되는(tempered) 유리 시트용 적외선 반사층 시스템을 제조하는 방법.
  30. 제 29항에 있어서, 제 1 유전층(3, 14) TiO2 및/또는 TiOxNy가 세라믹 타겟을 스퍼터링(sputtering)하므로써 도포됨을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 29항에 있어서, 제 1 유전층(3, 14) TiO2 및/또는 TiOxNy가 반응성 스퍼터링을 통해 도포됨을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 29항에 있어서, 제 1 및 제 2 차단제 층(5, 8, 16, 19, 25, 26) Ti, TiO2, Ni, Cr, NiCr, Nb, CrOx, NbOx, 및/또는 NiCrOx가 반응성 스퍼터링을 통해 도포됨을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 29항에 있어서, 제 1 및 제 2 차단제 층(5, 8, 16, 19, 25, 26) Ti, TiOx, Ni, Cr, NiCr, Nb, CrOx, NbOx, 및/또는 NiCrOx가 아르곤 하에서 세라믹 또는 금속성 타겟의 스퍼터링을 통해 도포됨을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 29항에 있어서, 접착 중재층(6, 17, 24) ZnAlOx가 금속 타겟의 반응성 스퍼터링을 통해 도포됨을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 29항에 있어서, 접착 중재층(6, 17, 24) ZnAlOx가 세라믹 타겟의 스퍼터링을 통해 도포됨을 특징으로 하는 방법.
  36. 제 29항에 있어서, 적외선 반사층이 최소량의 산소를 첨가하면서 스퍼터링을 통해 도포됨을 특징으로 하는 방법.
  37. 제 29항에 있어서, 제 2 유전층(9, 21) TiO2, Si3N4, AlN, Al2O3, SiO2, Ta2O5, ZrO2, Bi2O3, In2O3, SnO2 및/또는 ZnO가 반응성 스퍼터링에 의해 도포됨을 특징으로 하는 방법.
  38. 제 29항에 있어서, 제 2 유전층(9, 21) TiO2, Si3N4, AlN, Al2O3, SiO2, Ta2O5, ZrO2, Bi2O3, In2O3, SnO2 및/또는 ZnO가 세라믹 타겟의 스퍼터링에 의해 도포됨을 특징으로 하는 방법.
  39. 제 29항에 있어서, 제 2 유전층(9, 20, 27) 위에 추가 유전층(21, 22)이 반응성 스퍼터링을 통해 도포됨을 특징으로 하는 방법.
  40. 제 29항에 있어서, 제 2 유전층(9, 20, 27) 위에 추가 유전층(21, 22)이 세라믹 타겟의 스퍼터링을 통해 도포됨을 특징으로 하는 방법.
  41. 제 29항에 있어서, 단계 d) 내지 h)가 반복됨을 특징으로 하는 방법.
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