KR20080101932A - 열 특성을 갖는 스택을 포함하는 기판 - Google Patents

열 특성을 갖는 스택을 포함하는 기판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적외선 반사 및/또는 태양 복사 반사 특성을 갖는 "n"개의 기능 층들(40, 80), 및 "(n+1)"개의 코팅(20, 60, 100)을 교대로 포함하는 박막 스택을 구비하는 기판(10)에 관한 것으로, n은 2 이상의 정수이고, 각각의 기능층(40, 80)은 두 개의 코팅(20, 60, 100) 사이에 배열되는 것처럼, 상기 코팅은 다수의 유전층(24, 26; 64, 66; 104)으로 이루어지고, 적어도 두 개의 기능 층(40, 80)은 각각 하부 코팅(20, 60) 상에 직접 차례차례 배열되는 습윤층(30, 70) 상에 배열된다. 발명 기판은 두 개의 하부 코팅(20, 60) 각각이 적어도 하나의 유전층(24, 64)과 각각의 코팅 내부의 유전층의 물질과 다른 물질로 이루어진 적어도 하나의 비-결정성 평탄층(26)을 포함하고, 상기 평탄층(26)은 하부 습윤층(30)과 접촉한다. 본 발명은 또한 두 개의 하부 코팅(20, 60)이 다른 두께를 갖기 때문에, 다른 하부 코팅의 총 두께보다 어 작은 총 두께를 갖는 하부 코팅(20, 60)의 평탄층(26, 66)의 두께가 상기 다른 하부 코팅(60, 20)의 평탄층(66, 26)의 두께 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

열 특성을 갖는 스택을 포함하는 기판{SUBSTRATE COMPRISING A STACK HAVING THERMAL PROPERTIES}
본 발명은 투명한 기판, 특히, 유리와 같은 단단한 광물질로 이루어진 투명한 기판에 관한 것으로, 상기 기판은 태양 복사선 및/또는 긴 파장의 적외선에 작용할 수 있는 금속 타입의 적어도 두 개의 기능 층들을 포함하는 박막 다중층으로 덮여진다.
본 발명은 더욱 상세하게는, 단열재 및/또는 태양광선차단 글레이징을 제조하기 위한 그러한 기판의 사용에 관한 것이다. 이러한 글레이징은 빌딩 및 수송수단에 장착되도록 의도되는데, 특히, 냉난방 부하를 줄이고 및/또는 심한 과열을 막으며 ("태양 조절" 글레이징으로 불리우는 글레이징) 및/또는 빌딩 및 수송수단 승객 구획에 유리가 끼워진 표면의 사용이 증가하면서 생기는 외부로 방산되는 에너지의 양을 줄이는 것을 ("저-e" 또는 "저-방사율" 글레이징으로 불리우는 글레이징) 기대한다.
이러한 글레이징은 더 나아가, 예를 들면, 가열된 창 또는 전기변색 글레이징과 같은 특정 기능을 가지는 글레이징 유닛에 통합될 수 있다.
기판에 그러한 특성을 부여하는 것으로 알려진 다중층의 한 가지 타입은 적 외선 및/또는 태양 복사에 반사 특성을 갖는 적어도 두 개의 금속 기능 층들, 특히, 은 또는 은을 포함하는 금속 함급을 기초로 하는 금속 기능 층들로 구성된다.
각 금속 기능층은, 결정성이면서 습윤층에 증착되는 금속 층의 적합한 결정형 배향을 증진시키는 습윤층 상에 결정성 형태로 증착된다.
각 기능층은 금속 산화물 또는 질소화물 타입의 유전성 물질로 이루어진 두 개의 코팅 사이에 놓인다. 이러한 다중층은 일반적으로, 스퍼터링, 선택적으로 자기적으로 향상된 또는 마그네트론 스퍼터링과 같은 진공 기술을 사용하여 수행되는 증착 작업의 연속으로 얻어진다. "블로킹 코팅"으로 알려진, 하나, 또는 심지어 두 개의, 매우 얇은 막(들) 또한 제공될 수 있고, 이것(들)은 각각의 은을 기초로한 금속 기능층의 밑, 위 또는 양 면상에 직접 놓여지는데 - 증착 후의 가능한 열 처리동안 보호를 위해 매듭, 핵형성 및/또는 코팅 보호로서의 하부 코팅, 위에 놓이는 층이 산소 또는 질소 존재 하에 스퍼터링에 의해 증착되는 경우, 및/또는 다중층이 증착 후에 열처리를 겪게되는 경우, 은이 손상되는 것을 막기 위해, "희생" 또는 코팅 보호로서의 상부 코팅을 들 수 있다.
그러므로, 두 개의 은을 기초로하는 층을 갖는 이러한 타입의 다중층은 유럽 특허 EP-0 638 528호로부터 알려져 있다.
더욱이, 아연 산화물을 기초로하는 습윤층 하에, 기판과 직접 접촉하는 혼합된 아연 및 주석 산화물을 기초로하는 비결정성 층의 사용은 유럽 특허 출원 제 EP 803 481호로부터 알려져 있다.
그러한 비결정성 층이 기판에 직접 증착되지 않지만, 하부 유전층과 습윤층 사이에 삽입될 때, 유전층과 상부에 위치된 습윤층 사이의 접촉면을 수정하는 것을 가능하게 하여, 습윤층의 결정화 및 또한 금속 기능 층의 결정화를 현격하게 향상시키는 것을 가능하게 한다.
그러나, 여러 기능층을 갖는 다중층에서의 이러한 비결정성 층 아래의 적어도 하나의 유전층을 구비하고 기능층을 갖는 각 하부 코팅에서의 그러한 비결정성 층의 통합은, 모든 경우에, 기능층의 결정화에서의 바람직한 개선, 따라서, 전체 다중층의 저항성에서의 바람직한 개선을 이루는 것을 가능하게 한다.
그래서, 본 발명의 목적은, 상기에 기재된 타입의 기능층을 갖는 다중층의 새로운 타입을 개발함으로써, 종래 기술의 단점을 보완하는 것으로, 다중층이 기능층과 코팅의 같은 두께를 갖는 비슷한 다중층에서 보다 낮은, 개선된 저항성을 갖는다. 상기 다중층은 굽힘, 강화 또는 가열 냉각 타입의 하나의(또는 그 이상의) 고온 열 처리(들)을 겪을 수도 있고 겪지 않을 수도 있지만, 하나의(또는 그 이상의) 그러한 처리(들)을 겪는다면, 다중층의 광학 성질 및 기계적 무결은 보존될 것이다.
그러므로, 본 발명의 주체는 가장 넓은 의미에서는, 기판, 특히 투명한 기판으로, 적외선 및/또는 태양 복사선에 반사 특성을 갖는 n개의 기능 층, 특히, 은 또는 은을 포함하는 금속 합금을 기초로 하는 금속 기능층, 및 (n+1)개의 코팅의 교대를 포함하는 박막 다중층을 구비하며, 여기서 n은 2보다 크거나 같은 정수이고, 상기 코팅은 다수의 유전층으로 구성되어, 각 기능층은 두 코팅 사이에 놓여지고, 적어도 두 개의 기능층 각각은 하부 코팅 상에 각각 직접적으로 증착되는 습윤층 자체에 증착되는 것으로, 두 개의 하부 코팅 각각은 적어도 하나의 유전층 및 각 코팅 내의 상기 유전층 물질과 다른 물질로 이루어진 적어도 하나의 비결정성 평탄층을 포함하고, 상기 평탄층은 상기 상부 습윤층과 접촉하는 것을 특징으로 하고, 이러한 두 개의 하부 코팅은 다른 두께를 갖고, 다른 하부 코팅의 총 두께보다 적은 총 두께를 갖는 하부 코팅의 평탄층의 두께는 이 다른 하부 코팅의 평탄층의 두께 이하인 것을 특징으로 한다.
그러므로, 본 발명은 습윤층 상부에 놓여진 기능층의 적합한 증대를 허용하기 위해 결정성인 습윤층 밑의 비결정성 평탄층을 제공하는데 있고, 평탄층은 언더블로킹 코팅을 통해 또는 직접 습윤층에 접촉한다.
평탄층은 비결정성인 반면 습윤층은 대부분에 있어 결정성이므로, 평탄층의 결정학적인 외관은 습윤층의 외관과 불가피하게 다른데, 이러한 관점에서 그들은 혼동될 수 없다.
그러나, 다중층이 여러 기능층들 갖는 것으로 알려졌는데, 이러한 하부 코팅에 존재하는 평탄층의 두께를 게산하기 위해 하부 코팅의 두께를 고려하는 것이 중요하다.
그러므로, 본 발명은 덜 두꺼운 하부 코팅의 평탄층의 두께는 더 두꺼운 하부 코팅의 평탄층의 두께보다 더 클 수 없다는 것을 규정하는데 있다.
본 발명은 다중층에서의 기능층의 위치와 상관없이, 기능층 밑에 있는 코팅에 적용되지만, 아주 똑같은 박막 다중층에서, 평탄층을 포함하는 모든 하부 코팅이 본 발명의 정의와 맞는 것이 바람직하다.
본 발명의 의미 내에서, 층 또는 (하나 또는 그 이상의 층을 포함하는) 코팅의 증착이 다른 증착 밑에 직접 또는 다른 증착 상에 직접 수행된다고 기술되면, 디러한 두 증착 사이에 어느 다른 층도 끼워질수 없다는 것을 뜻한다.
평탄층들은 바람직하게는 산화물을 기초로하고; 따라서 금속성이 아니다.
평탄층은 완전히 비결정성이거나 또는 부분적으로 비결정성이어서, 부분적으로 결정성이지만, 평탄층 전체 두께에 걸쳐 완전히 결정성이 될 수 없다는 점에서 "비결정성"이라고 말할 수 잇다.
그러한 평탄층의 이점은 그다지 거칠지 않는 직접적인 상부 습윤층과의 계면을 얻는 것을 가능하게 한다는 것이다. 더 나아가, 이렇게 낮은 거침은 투과 전자 현미경으로 보여질수 있다.
더군다나, 습윤층은 더 나은 텍스쳐를 가지면, 게다가, 더욱 분명해지는 선호 결정학적인 배향을 갖는다.
그러므로, 각 평탄층은 결정학적 및 화학량론 관점과 다르게, 바로 아래 놓여지는 습윤층의 물질과 다른 물질로 이루어진다.
본 발명은, 둘이 하부 코팅인 세 개의 코팅 사이에 놓여지는 두 개의 "기능"층만을 포함하는 다중층에만 오로지 적용되는 것은 아니다. 이는 또한, 세 개가 하부 코팅인 네 개의 코팅과 교대를 이루는 세 개의 기능층 또는 네 개가 하부 코팅인 다섯 개의 코팅과 교대를 이루는 네 개의 기능층을 포함하는 다중층에 적용된다.
다중 기능층을 갖는 이러한 다중층들에 있어서, 적어도 하나의 기능층, 바람직하게는 각 기능층은 적어도 하나의 하부 코팅 상에 직접 및/또는 적어도 하나의 상부 블로킹 코팅 아래 바로 놓여진다.
두 개의 기능층을 갖는 다중층의 경우, 심지어 다른 경우에도 또한, 평탄층을 포함하는 상기 두 하부 코팅들 중 더 얇은 코팅은 바람직하게는, 기판에 가장 가까운 것이고, 예를 들면, 티탄늄 산화물(TiO2)를 기초로 하는 접촉층을 통해 직접적으로 또는 간접적으로, 심지어 기판과 접촉한다.
두 개 이상의 기능층을 갖는 다중층의 경우, 기판과 가장 먼 하부 코팅은 두 개의 인접한 하부 코팅 중 더 얇은 것이다.
바람직하게는, 적어도 하나의 평탄층, 심지어 모든 평탄층(들)은 산화물층이고, 특히 하기 금속들: Sn, Si, Ti, Zr, Hf, Zn, Ga, In 중 하나 또는 그 이상의 산화물을 기초로하는 혼합 산화물 층이고, 더욱 정확하게는, 아연 및 주석을 기초로 하는 혼합 산화물층 또는 저온에서 증착되는 혼합 인듐 주석 산화물(ITO)층이다.
평탄층의 지수는 바람직하게는 2.2 미만이다.
게다가, 바람직하게는, 적어도 하나의 평탄층, 심지어 모든 평탄층(들)은 비화학양론 양의 산소를 갖는 산화물층이고, 심지어 더욱 상세하게는 안티몬으로 도핑된, 아연 및 주석으로 기초로 하는 부-화학양론 혼합 산화물층(SnZnOx:Sb, x는 숫자)이다.
더욱이, (각) 평탄층은 특히, 수반된 두 개중 더 얇은 것은, 바람직하게는 0.1과 30nm 사이, 더욱 바람직하게는 0.2과 10nm 사이의 기하학적 두께를 갖는다.
바람직한 변형에서, 적어도 하나의 블로킹 코팅은 니켈 또는 티타늄을 기초로 하고, 또는 니켈을 기초로한 합금을 기초로하며, 특히, NiCr 합급을 기초로 한다.
게다가, 기능층의 밑에 위치한 습윤층, 적어도 하나, 및 바람직하게는 각각은 아연 산화물을 기초로하고; 이러한 습윤층들은, 특히, 알루미늄이 도핑된 아연 산화물을 기초로할 수 있다.
각 습윤층의 기하 두께는 바람직하게는 2와 30nm 사이, 더욱 바람직하게는 3과 20nm 사이이다.
더욱이, 적어도 하나, 및 바람직하게는 각각의, 상기 하부 코팅 내의 평탄층과 인접한 유전층 및 특히 평탄층 바로 밑에 위치한 유전층은 바람직하게는 질화물, 특히 규소 질화물 및/또는 알루미늄 질화물을 기초로 한다.
이러한 질화물을 기초로하는 유전층의 지수는 바람직하게는 2.2 미만이다.
본 발명에 따른 글레이징은 적어도 본 발명에 따른 다중층을 포함하고, 선택적으로 적어도 하나의 다른 기판과 결합되는 기판과 통합한다. 각각 기판은 투명하거나 틴트되어있다. 기판 중 적어도 하나는 특히 벌크-착색된 유리로 이루어져 있다. 착색 타입의 선택은 빛 투과 레벨 및/또는 일단 제조가 완성되면, 글레이징에 바람직한 색도계 외관에 달려있다.
그러므로, 수송수단에 장착되도록 의도된 글레이징에 있어서, 몇몇 기준은 바람막이가 약 75%의 광 투과(TL)를 가져야 한다고 기술한 반면, 다른 기준은 약 65%의 광 투과(TL)를 부과한다; 그러한 레벨의 투과는 예를 들면 옆창 또는 선루프에 요구되지 않는다. 사용될 수 있는 틴트된 유리는 예를 들면, 4mm 두께에서, 65% 내지 95%의 TL을 갖고, 40% 내지 80%의 에너지 투과(TE), 광원 D65 하에서의 0.4% 내지 6%의 투과 순도와 연관된, 470nm 내지 525nm 의 투과에서의 지배적인 파장을 가지며, 이는 투과시 a* 및 b*값이 각각 -9와 0 사이 및 -8과 +2 사이의 값을 갖는 (L, a*, b*) 색도계로 "귀착"될 수 있다.
빌딩에 설비하도록 의도된 글레이징에 대해서, 글레이징은 바람직하게는 적어도 75%의 광 투과 또는 "저-방사율" 적용의 경우 더 높은 광 투과, 및 "태양 조절" 적용의 경우 적어도 40% 또는 더 높은 광 투과 TL를 갖는다.
본 발명에 따른 글레이징은 적층 구조, 특히 유리 타입의 적어도 두 개의 단단한 기판을 적어도 하나의 열가소성 중합체 시트와 결합시키는 구조를 가져, 유리/박막 다중층/시트(들)/유리 타입의 구조를 갖도록 한다. 중합체는 특히, 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌/비닐 아세트산염(EVA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리비닐 염화물(PVC)를 기초로 할 수 있다.
글레이징은 또한, 유리 타입의 단단한 기판과 에너지-흡수 특성을 갖는 폴리우레탄 타입의 적어도 하나의 중합체 시트를 결합시키고, 선택적으로 "자가-치료" 특성을 갖는 또 다른 중합체층과 결합시키는, 소위 비대칭 적층 글레이징 구조를 가질 수 있다. 이러한 타입의 글레이징에 대한 그 이상의 상세에 대해, 독자는 특히 특허 EP-0 132 198, EP-0 131 523, EP-0 389 354 호를 참조할 수 있다.
따라서, 글레이징은 유리/박막 다중층/중합체 시트(들) 타입의 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 글레이징은 박막 다중층을 손상시키지 않고 열 처리를 받을 수 있다. 따라서, 글레이징은 가능하게는 구부러지고/구부러지거나 강화된다.
글레이징은 다중층을 구비하는 단일 기판으로 구성될 때, 구부러지고/구부러지거나 단단해질 수 있다. 그러면, "단일층" 글레이징으로 불리워진다. 글레이징이 구부러지면, 특히, 수송수단의 창을 만들기 위해 구부러지면, 박막 다중층은 바람직하게는 적어도 부분적으로 비평면 상에 있다.
글레이징은 또한 다중 글레이징 유닛, 특히, 이중-글레이징 유닛일 수 있고, 적어도 다중층을 수반하는 기판은 구부러지고/구부러지거나 강화된다. 다중 글레이징 구성에서, 다중층이 중간 가스-충전 공간을 향하도록 놓여지는 것이 바람직하다. 박막 구조에서, 다중층을 수반하는 기판은 바람직하게는 중합체 시트와 접촉한다.
글레이징이 단일층이거나 이중-글레이징 또는 적층 글레이징 타입의 다중 글레이징 형태일 때, 적어도 다중층을 수반하는 기판은 구부러지거나 단단한 유리로 이루어질 수 있고, 다중층이 증착되기 전 또는 후에 이 기판이 구부러지거나 강화되는 것이 가능하다.
한 변형에서, 글레이징은 상기 다중층에 전력이 공급되는 것을 가능하게 하는 수단을 구비한다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 기판을 제조하기 위한 공정에 관한 것으로, 스퍼터링, 선택적으로 자기적으로 향상된 스퍼터링의 진공 기술에 의해 기판 상에 박막 다중층을 증착하고, 광학 및/또는 기계적 성질을 퇴화시키지 않으면서 코팅된 기판 상에 벤딩, 강화 또는 어닐링 타입의 열 처리를 수행하는 데 있다.
그러나, 다중층의 첫 번째 층(들)이 다른 기술, 예를 들면, 열분해 타입의 열 증착 기술에 의해 증착될 수 있게 하는 것은 제외되지 않는다.
본 발명의 상세한 점과 유리한 특성은 첨부된 도면으로 예증되는 하기 제한적이지 않은 예들로부터 명백해질 것이다:
- 도 1은 평탄층이 있거나 없거나, 아래에 놓여진 유전층의 두께의 함수로서, 단일 오버블로킹층을 갖는 코팅을 구비하는 단일 기능층을 갖는 다중층의 시트 저항성에서 열 처리 전의 변화를 예증한 도.
- 도 2는 평탄층이 있거나 없거나, 아래에 놓여진 유전층의 두께의 함수로서, 도 1과 동일한 단일 기능층을 갖는 동일한 다중층의 시트 저항성에서 열 처리 후의 변화를 예증한 도.
- 도 3은 평탄층의 두께의 함수로서, 단일 오버블로킹층을 갖는 코팅을 구비하는 단일 기능층을 갖는 다중층의 시트 저항성에서 열 처리 전의 변화를 예증한 도.
- 도 4는 평탄층의 두께의 함수로서, 도 3의 단일 기능층을 갖는 다중층의 시트 저항성에서 열 처리 후의 변화를 예증한 도.
- 도 5는 본 발명에 따른 두 개의 기능 층들을 갖는 다중층으로, 각 기능층은 언더블로킹 코팅이 아니라 오버블로킹 코팅을 구비하는 다중층을 도시한 도.
- 도 6은 본 발명에 따른 두 개의 기능 층들을 갖는 다중층으로, 각 기능층은 오버블로킹 코팅이 아니라 언더블로킹 코팅을 구비하는 다중층을 도시한 도.
- 도 7은 본 발명에 따른 두 개의 기능 층들을 갖는 다중층으로, 각 기능층은 언더블로킹 코팅과 오버블로킹 코팅을 구비하는 다중층을 도시한 도.
- 도 8은 본 발명에 따른 세 개의 기능 층들을 갖는 다중층으로, 각 기능층은 오버블로킹 코팅이 아니라 언더블로킹 코팅을 구비하는 다중층을 도시한 도.
- 도 9는 본 발명에 따른 네 개의 기능 층들을 갖는 다중층으로, 각 기능층은 오버블로킹 코팅이 아니라 언더블로킹 코팅을 구비하는 다중층을 도시한 도.
다중층을 예증한 도면에서, 여러 물질들의 두께는 더 쉽게 이해되도록 일정한 비율로 엄격하게 그려지지 않았다.
더욱이, 하기 모든 예에서, 박막 다중층은 명백하게 언급되지 않는다면, 2mm의 두께를 갖는 소다-석회 유리로 이루어진 기판(10) 상에 증착된다.
열 처리가 기판에 가해지는 각 경우, 이것은 약 660℃ 온도에서 약 5분동안 어닐링 처리이고, 이어 주위의 공기(약 20℃)에서 냉각된다.
도 1 내지 도 4의 목적은 다중층에서 평탄층 존재의 중요성을 예증하기 위한 것이다.
그러나, 이러한 도면을 생산하는데 사용되어온 다중층은 본 발명에 따른 다 중층이 아닌데, 이는 하기 타입의 단일 기능층을 갖는 다중층이기 때문이다:
기판/Si3N4/SnZnOx:Sb/ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si3N4
변수/변수/8nm/10nm/2nm/8nm/20nm
도 1 및 도 2에서, 곡선(C1 및 C11)은 다중층이 평탄층을 구비하지 않을 때, 열 처리 전(BHT)과 후(AHT) 각각에서 기판과 접촉하는 질화 규소(e Si3N4)를 기초로 하는 유전층의 두께의 함수로서 다중층의 시트 저항성(옴)에서의 변화를 예증한다.
곡선(C2 및 C12)은, 다중층이 6nm의 두께를 갖는 SnZnOx:Sb(x는 0이 아닌 수를 나타낸다)로 이루어진 평탄층을 구비할 때, 열 처리 전과 후 각각에서 기판과 접촉하는 질화 규소(e Si3N4)를 기초로 하는 유전층의 두께의 함수로서 다중층의 시트 저항성(옴)에서의 변화를 예증한다.
곡선(C3 및 C13)은, 다중층이 20nm의 두께를 갖는 SnZnOx:Sb로 이루어진 평탄층을 구비할 때, 열 처리 전과 후 각각에서 기판과 접촉하는 질화 규소(e Si3N4)를 기초로 하는 유전층의 두께의 함수로서 다중층의 시트 저항성(옴)에서의 변화를 예증한다.
이러한 도 1 및 도 2에서 보여지는 것처럼, 다중층이 기판과 접촉하는 질화 규소를 기초로 하는 유전층과 은(Ag)을 기초로 하는 기능층 하부에 있는 산화 아연(ZnO)을 기초로 하는 습윤층 사이에 SnZnOx:Sb를 기초로 하는 평탄층을 포함할 때, 기판(예를 들면 20nm)과 접촉하는 유전층의 동일한 두께에서, 곡선(C2, C3, C12 및 C13)에 있어서, 다중층의 시트 저항성은 항상 더 낮고- 따라서 더 낫다; 더 나앙가, 다중층의 시트 저항성은 20nm 두께의 평탄층에서 항상 더 낮다(곡선 C3 및 C13).
혼합 산화물로 이루어진 평탄층이 두께에 걸쳐 비결정성인 반면에 습윤층과 금속 기능층은 모두 두께에 걸쳐 결정성임이 증명되었다.
결과적으로, 평탄층의 존재는 하위의 유전층의 비교되는 두께의 다중층의 시트 저항성을 확연하게 향상시키고, 이러한 향상은 평탄층의 두께가 클 때 심지어 더 크다.
도 3 및 도 4에서, 다중층이 기판과 SnZnOx:Sb를 기초로하는 층 사이에 질화 규소(Si3N4)를 기초로하는 20nm의 층을 구비할 때, 열 처리 전(BHT)과 후(AHT) 각각에서, 안티몬(e SnZnOx:Sb)으로 도핑되는 아연 및 주선 산화물을 기초로하는 평탄층 두께의 함수로서 다중층의 시트 저항성(옴)에서의 변화를 예증한다.
혼합 산화물로 이루어진 평탄층이 두께에 걸쳐 비결정성인 반면에 습윤층과 금속 기능층은 모두 두께에 걸쳐 결정성임이 또한, 증명되었다.
이러한 도 3 및 도 4에서 보여지는 것처럼, 평탄층의 존재는 0 초과 4nm 사이의 두께를 갖는 평탄층에 대한 다중층의 시트 저항성을 확연하게 향상시키고, 이러한 향상은 평탄층의 두께가 클 때 심지어 더 크다.
오버블로킹 코팅 없이 언더블로킹 코팅을 구비하는 또는 언더블로킹 코팅과 오버클로킹 코팅을 구비하는 단일 기능층을 갖는 다중층에서 이와 비슷한 관찰이 이루어질 수 있다.
추가적으로, 테스트는 층의 거칠기를 측정하기 위해 시행된다.
하기 표 1은 X-레이 반사계에 의해 측정되고 nm로 표현되는 거칠기(기판의 거칠기는 약 0.4)를 예증한다:
Figure 112008059966456-PCT00001
이 표에서 볼 수 있듯이, 유리 상에 홀로 증착된 질화 규소(Si3N4)를 기초로 하는 층의 거칠기는 높지만, 인듐 주석 산화물(SnInOx:ITO)을 기초로 하는 혼합된 산화물 층 또는 질화 규소를 기초로 하는 층 상에 증착되는 혼합된 아연 주석 산화물(SnZnOx:Sb)을 기초로 하는 층을 포함하는 다중층의 최종 거칠기는 더 낮다. 그러므로, 혼합된 산화물을 기초로 하는 습윤층은 이 거칠기를 감소시켜 습윤층과의 계면의 거칠기를 향상시키는 것을 가능하게 한다.
이러한 관찰부터 시작하여, 기판(10) 상에 적외선 및/또는 태양 복사선에서 반사 특성을 갖는 n개의 기능층들(40, 80, 120, 160), 특히 은 또는 은을 포함하는 금속 합금을 기초로 하는 금속 기능층들과, (n+1)개의 코팅들(20, 60, 100, 140, 180)의 교대를 포함하는 박막 다중층을 증착하는 것이 가능하고, n은 2 이상의 정수이며, 상기 코팅은 다수의 유전층(24, 26; 62, 64, 66; 102, 104, 106, 142, 144, 146, 182, 184)으로 구성되며, 각 기능층(40, 80, 120, 140)은 두 개의 코팅들(20, 60, 100, 140, 180) 사이에 놓여지고, 적어도 두 개의 기능층, 및 바람직하게는 각 기능층은 하부 코팅(20, 60, 100, 140) 각각에 증착된 습윤층(30, 70, 110, 150) 자체에 증착된다.
그러므로, 상기 단일-기능층 테스트에 기초하여, 여러 두-기능층 테스트들이 수행되지만, 만족스럽지 못하다.
각 기능층(40, 80)이 오버블로킹 코팅(45, 85)를 구비하지만 언더 블로킹 코팅을 구비하지 않는, 도 5에 예증된 두 개의 기능층을 갖는 다중층 구조를 기초로 하여, 1과 2로 매겨지는 두 예가 생성된다.
표 2는 각 층의 나노미터 두께를 예증한다:
Figure 112008059966456-PCT00002
그러므로, 본 발명에 따르는 예 1에서, 덜 두꺼운 하부 코팅(20)의 안티몬이-도핑된 아연 주석 산화물(SnZnOx:Sb)을 기초로 하는 평탄층(26)의 두께는 더 두꺼운 하부 코팅(60)의 안티몬이-도핑된 아연 주석 산화물(SnZnOx:Sb)을 기초로 하는 평탄층(66)의 두께보다 더 작은 반면, 대응 예 2에서, 덜 두꺼운 하부 코팅(20)의 평탄층(26)의 두께는 더 두꺼운 하부 코팅(60)의 평탄층(66)의 두께보다 더 크다.
얻어진 저항성은 하기 표 3에 주어진다:
Figure 112008059966456-PCT00003
그러므로, 본 발명에 따른 예 1의 저항성은 열 처리 전과 열 처리 후에 예 2의 저항성보다 더 우수하다.
예 2의 경우, 평탄층이 비결정성이고 습윤층이 결정성이더라도(이것은 증명되었음), 여러 기능층들을 갖는 다중층에서의 평탄층의 통합은 예 1의 경우 얻어지는, 기능층의 결정화에서, 바람직한 향상을 이루는 것을 불가능하게 한다.
3으로 매겨진, 또 다른 일련의 예들은 각 기능층(40, 80)이 언더블로킹 코팅(35, 75)을 구비하는 도 6에 예증된 두 개의 기능층을 갖는, 하지만 도 6에 보여진 기계적 보호층(200)은 없는 다중층 구조를 기초로 생성된다,
하기 표 4는 각 층의 두께를 나노미터로 예증한다.
Figure 112008059966456-PCT00004
이를 기초로, 3a 내지 3f로 매겨진 6개의 예가 생성된다.
하기 표 5는 각 예의 X 및 Y 값을 나노미터로 예증한다:
Figure 112008059966456-PCT00005
그러므로, 본 발명에 따르는 예 3a, 3c 및 3e에서, 덜 두꺼운 하부 코팅(20)의 평탄층(26)의 두께는 더 두꺼운 하부 코팅(60)의 평탄층(66)의 두께보다 적은 반면, 대응 예 3b, 3d 및 3f에서, 덜 두꺼운 하부 코팅(20)의 평탄층(26)의 두께는 더 두꺼운 하부 코팅(60)의 평탄층(66)의 두께보다 더 크다.
이러한 예의 저항성, 광학 및 에너지 특징은 하기 표 6에 주어진다(광학 및 에너지 특징은 어닐링 및 하기 구조를 갖는 적층 글레이진으로 삽입 후 측정된다: 외면/2.1mm 유리 기판/0.25mm PVB/다중층을 수반하는 2.1mm 유리 기판; 다중층은 그러므로, 입사 일광의 방향에 관계하여 매겨진 표면(3)에서 발견된다.)
Figure 112008059966456-PCT00006
그러므로, 본 발명에 따른 예 3a, 3c, 3e의 (열 처리 후 측정된) 다중층의 저항성은 대응하는 대응예 3b, 3d, 3f 각각 보다 더 낮다.
더욱이, 에너지 투과 (TE), 광원 A 하에 측정된 광 투과 (TL), 에너지 반사 (RE), 광원 D65 하에 측정된 광 반사{RL(D65)}, 층들의 면 상에 광원 D65 하에 측정된 LAB 시스템에서 반사 a* 및 b*에서의 색은 본 발명에 따른 예와 대응하는 대응 예 3b, 3d, 3f 사이에서 크게 변하지 않는다.
열 처리 전에 여기서 측정된 광학 및 에너지 특징들과 열 처리 후의 이러한 동일한 특징들을 비교에 의해, 어떠한 감소도 관찰되지 않았다.
다른 테스트들은 도 7에 예증된 두 개의 기능 층들을 갖는 다중층 구조에 기초하여 수행되었으며, 여기서 각 기능 층(40, 80)은 언더블로킹 코팅(35, 37)과 오버블로킹 코팅(45, 85)을 구비한다. 이러한 테스트들은 비슷한 관찰을 이끈다.
두 개의 기능층들을 갖는 구조에 있어서, 덜 두꺼운 하부 코팅의 평탄층이 기판에 가장 가깝게 하고 결과적으로 더 두꺼운 하부 코팅의 평탄층이 기판으로부터 가장 멀어지는 것이 바람직하다는 것이 관찰되었다.
추가적으로, 본 발명은 3 개의 기능층들을 갖는 다중층, 예를 들면, 도 8에 예증된 다중층에 적용시키는 것이 가능하다.
예증된 구성에서, 각 기능층(40, 80, 120)은 언더블로킹 코팅(35, 75, 115)을 구비한다; 하지만, 이는 또한, 이러한 언더블로킹 코팅(35, 75, 115)에 추가하여 또는 없이, 오버블로킹 코팅을 제공하는 것이 가능하다.
더욱이, 예증된 구성에서, 각 하부 코팅(20, 60, 100)은 본 발명에 따르는 평탄층(26, 66, 106)을 포함한다.
세 개의 기능층들을 갖는 구조에 있어서, 덜 두꺼운 하부 코팅의 평탄층이 기판에 가장 가깝게 되고, 더 두꺼운 하부 코팅의 평탄층이 중앙 평탄층(66)으로 되는 것과 기판(106)으로부터 가장 층이 기판에 가장 가까운 평탄층(26)보다 두껍게 그리고 중앙 평탄층(66)보다 덜 두껍게 되는 것이 바람직하다는 것이 관찰되었다.
이러한 구조에서, 오직 두 개의 평탄층만을 제공하는 것이 가능한데, 즉, 본 발명에 대응하는 오직 두 개의 하부 코팅만을 제공하는 것이 가능하다. 이러한 경우, 상기 두 개의 하부 코팅의 덜 두꺼운 코팅은 기판으로부터 가장 멀다.
추가적으로, 본 발명은 네 개의 기능 층을 갖는 다중층, 예를 들면 도 9에 예증된 다중층에 적용시키는 것이 가능하다.
예증된 구성에서, 각 기능층(40, 80, 120, 160)은 언더블로킹 코팅(35, 75, 115, 155)을 구비한다; 하지만, 또한, 이러한 언더블로킹 코팅(35, 75, 115, 155)에 추가하여 또는 없이, 오버블로킹 코팅을 제공하는 것이 가능하다.
더욱이, 예증된 구성에서, 각 하부 코팅(20, 40, 100, 140)은 본 발명에 따르는 평탄층(26, 66, 106, 146)을 포함한다.
이러한 다중층은 하기의 층을 증착하기 위해 얻어질 수 있고, 예를 들면, 기판(10)이 두 개의 기능층들을 갖는 다중층을 증착하기 위한 디바이스로 두 번 통과하여 얻어질 있고, 이는 국제 특허 출원 WO 2005/051858호로부터 알려져 있다, :
- 첫 번째 통과동안, 층(24 내지 102), 그 후
- 두 번째 통과동안, 층(104 내지 182), 그 후
- 증착을 마무리하기 위한 디바이스에서, 층(184 및 200)
이러한 구조에서, 오직 두 개의 평탄층을 제공하는 것이 가능하고, 즉, 본 발명에 따르는 오직 두 개의 하부 코팅을 제공하는 것이 가능하다. 이 경우, 상기 두 개의 하부 코팅 중 더 얇은 코팅은 기판으로부터 가장 멀리 있다.
본 발명은 예를 통해 상기에 기재되었다. 당업자는 청구항에 정의된 특허 범위에서 벗어나지 않는 발명의 여러 대안 형태를 생성할 수 있다는 것이 이해되어져야 할 것이다.
본 발명은, 단열재 및/또는 태양 보호 글레이징을 제조하기 위한 그러한 기판의 사용에 관한 것이다. 이러한 글레이징은 빌딩 및 수송수단에 장착되도록 의도되는데, 특히, 냉난방 부하를 줄이고 및/또는 심한 과열을 막으며 ("태양 조절" 글레이징으로 불리우는 글레이징) 및/또는 빌딩 및 수송수단 승객 구획에 유리가 끼워진 표면의 사용이 증가하면서 생기는 외부로 방산되는 에너지의 양을 줄이는 데 ("저-e" 또는 "저-방사율" 글레이징으로 불리우는 글레이징) 사용한다.

Claims (18)

  1. 기판(10), 특히 투명한 유리 기판으로서,
    적외선 및/또는 태양 복사선에 반사 특성을 갖는 n개의 기능 층(40, 80), 특히, 은 또는 은을 포함하는 금속 합금을 기초로 하는 금속 기능층, 및 (n+1)개의 코팅(20, 60, 100)의 교대를 포함하는 박막 다중층을 구비하며, 여기서 n은 2보다 크거나 같은 정수이고, 상기 코팅은 다수의 유전층(24, 26; 64, 66; 104)으로 구성되어, 각 기능층(40, 80)은 두 코팅들(20, 60, 100) 사이에 놓여지고, 적어도 두 개의 기능층(40, 80) 각각은 하부 코팅(20, 60) 상에 각각 직접적으로 증착되는 습윤층(30, 70) 자체에 증착되는 기판에 있어서,
    두 개의 하부 코팅(20, 60) 각각은 적어도 하나의 유전층(24, 64) 및 각 코팅 내에 있는 상기 유전층 물질과 다른 물질로 이루어진 적어도 하나의 비결정성 평탄층(26, 66)을 포함하고, 상기 평탄층(26, 66)은 상기 상부 습윤층(30, 70)과 접촉하는 것을 특징으로 하고, 이러한 두 개의 하부 코팅(20, 60)은 다른 두께를 갖고, 다른 하부 코팅(60, 20)의 총 두께보다 적은 총 두께를 갖는 하부 코팅(20, 60)의 평탄층(26, 66)의 두께는 이 다른 하부 코팅(60, 20)의 평탄층(66, 26)의 두께 이하인 것을 특징으로 하는, 기판.
  2. 제 1항에 있어서, 다중층은 세 개의 코팅과 번갈아 있는 두 개의 기능 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판.
  3. 제 1항에 있어서, 다중층은 네 개의 코팅과 번갈아 있는 세 개의 기능 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판.
  4. 제 1항에 있어서, 다중층은 다섯 개의 코팅과 번갈아 있는 네 개의 기능 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 기판에 가장 가까운 하부 코팅은 상기 두 개의 하부 코팅(20, 60) 중 더 얇은 코팅인 것을 특징으로 하는, 기판.
  6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 기판에서 가장 먼 하부 코팅은 두 개의 인접한 하부 코팅 중 더 얇은 코팅인 것을 특징으로 하는, 기판.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 평탄층(26, 66), 심지어 모든 평탄층(26, 66)(들)은 산화물층, 및 특히 하기 금속: Sn, Si, Ti, Zr, Hf, Zn, Ga, In 중 하나 이상의 산화물을 기초로 하는 혼합 산화물층인 것을 특징으로 하는, 기판.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 평탄층(26, 66), 심지어 모든 평탄층(26, 66)(들)은 혼합 산화물층, 특히, 아연 및 주석을 기 초로 하는 혼합 산화물층 또는 저온에서 증착된 혼합 인듐 주석 산화물(ITO)층인 것을 특징으로 하는, 기판.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 평탄층(26, 66), 심지어 모든 평탄층(26, 66)(들)은 비화학량론 양의 산소를 갖는 산화물층인 것을 특징으로 하는, 기판.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 그 또는 각각의 평탄층(26, 66)은 0.1 내지 30nm 및 바람직하게는 0.2 및 10nm 사이의 기하학적 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 기판.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의, 및 바람직하게는 각각의 기능층(40, 80)은 적어도 하나의 하부 블로킹 코팅(35, 75) 상에 직접 및/또는 적어도 하나의 위쪽 블로킹 층(45, 85) 바로 아래에 놓여지는 것을 특징으로 하는, 기판.
  12. 제 11항에 있어서, 적어도 하나의 블로킹 코팅(35, 45, 75, 85)는 Ni 또는 Ti를 기초로 하거나 Ni-기초로 한 합금을 기초로 하고, 특히, NiCr 합금을 기초로 하는 것을 특징으로 하는, 기판.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 기능층(40, 80) 밑에 있는 적어도 하나의, 및 바람직하게는 각각의 습윤층(30, 70)은 산화 아연을 기초로하는 것을 특징으로 하는, 기판.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하부 코팅(20, 60) 내에서 평탄층(26, 66)에 인접한 적어도 하나의, 및 바람직하게는 각각의 유전층(24, 64)은 질화물, 특히 질화 규소 및/또는 질화 알루미늄을 기초로하는, 기판.
  15. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 기판(10)을 병합하는 글레이징 유닛으로서,
    선택적으로 적어도 하나의 다른 기판과 결합되는, 글레이징 유닛.
  16. 제 15항에 있어서, 단일층 형태로 장착되거나 또는, 이중 글레이징 또는 적층 글레이징 타입의 다중 글레이징으로서 장착되는데,
    적어도 다중층을 수반하는 기판은 구부러지거나 강화되는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛.
  17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서, 상기 다중층이 전력을 공급받게 하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 글레이징 유닛.
  18. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 기재된 기판(10)을 제조하기 위한 공정방법으로서, 박막 다중층은 스퍼터링 타입, 선택적으로는 마그네트론 스퍼터링 타입의 진공 기술에 의해 기판 상에 증착되고, 그 후, 벤딩, 강화 또는 어닐링 타입의 열 처리는 광학 및/또는 기계적 성질을 떨어뜨리지 않고 상기 기판 상에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 기판을 제조하기 위한 공정.
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