KR20150036508A - 졸-겔 층을 포함하는 확산 반사를 갖는 투명 요소 - Google Patents

졸-겔 층을 포함하는 확산 반사를 갖는 투명 요소 Download PDF

Info

Publication number
KR20150036508A
KR20150036508A KR20157003520A KR20157003520A KR20150036508A KR 20150036508 A KR20150036508 A KR 20150036508A KR 20157003520 A KR20157003520 A KR 20157003520A KR 20157003520 A KR20157003520 A KR 20157003520A KR 20150036508 A KR20150036508 A KR 20150036508A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
sol
refractive index
gel
layers
Prior art date
Application number
KR20157003520A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102053773B1 (ko
Inventor
마리-비르지니 에렝스페르제
프랑수아 기예모
Original Assignee
쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쌩-고벵 글래스 프랑스 filed Critical 쌩-고벵 글래스 프랑스
Publication of KR20150036508A publication Critical patent/KR20150036508A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102053773B1 publication Critical patent/KR102053773B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10009—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
    • B32B17/10018—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising only one glass sheet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10009—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
    • B32B17/10036—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising two outer glass sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/1055—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer
    • B32B17/10559—Shape of the cross-section
    • B32B17/10577—Surface roughness
    • B32B17/10587—Surface roughness created by embossing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J3/00—Antiglare equipment associated with windows or windscreens; Sun visors for vehicles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/0236—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/0257—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties creating an anisotropic diffusion characteristic, i.e. distributing output differently in two perpendicular axes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
    • G02B5/0278—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
    • G02B5/0289—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used as a transflector
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B2027/0192—Supplementary details
    • G02B2027/0194—Supplementary details with combiner of laminated type, for optical or mechanical aspects

Abstract

본 발명은 본질적으로 동일한 굴절률을 갖는 유전 물질로부터 제조되는 2개의 외층, 및 2개의 외층 사이에 삽입되며, 외층의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 유전층 또는 금속층인 단일 층에 의해 또는 외층의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 적어도 하나의 유전층 또는 금속층을 포함하는 층들의 스택에 의해 형성되는 중심층을 포함하는, 확산 반사 성질을 갖는 투명 층상 요소에 관한 것이다. 상부 외층은 실리카를 함유하는 유기/무기 혼성 매트릭스를 포함하는 졸-겔 층이다.

Description

졸-겔 층을 포함하는 확산 반사를 갖는 투명 요소 {TRANSPARENT ELEMENT WITH DIFFUSE REFLECTION, COMPRISING A SOL-GEL LAYER}
본 발명은 확산 반사 성질을 갖는 투명 층들의 요소에 관한 것이다.
층상 요소는 강직성 또는 가요성일 수 있다. 층상 요소는 특히, 예를 들어 유리 또는 중합체 물질을 기재로 하여 제조되는 글레이징일 수 있다. 또한, 층상 요소는 특히, 표면에 확산 반사 성질을 제공하고 동시에 표면의 투과 성질을 보존하기 위해 표면에 적용될 수 있는 중합체 물질을 기재로 하는 가요성 필름일 수 있다.
공지된 글레이징은 글레이징 상에 입사하는 복사선의 경면 투과 및 반사를 일으키는 표준 투명 글레이징, 및 글레이징 상에 입사하는 복사선의 확산 투과 및 반사를 일으키는 반투명 글레이징을 포함한다.
보통, 주어진 입사각으로 글레이징 상에 입사하는 복사선이 글레이징에 의해 다수의 방향으로 반사될 때, 글레이징에 의한 반사를 확산 반사라고 한다. 주어진 입사각으로 글레이징 상에 입사하는 복사선이 입사각과 같은 반사각으로 글레이징에 의해 반사될 때, 글레이징에 의한 반사를 경면 반사라고 한다. 마찬가지로, 주어진 입사각으로 글레이징 상에 입사하는 복사선이 입사각과 같은 투과각으로 글레이징에 의해 투과될 때, 글레이징을 통한 투과를 경면 투과라고 한다.
표준 투명 글레이징의 단점은 그것이 거울처럼 날카로운 반사를 돌려보낸다는 것이고, 이것은 일부 응용에서 바람직하지 않다. 따라서, 글레이징이 건물 창문 또는 디스플레이 스크린에 이용될 때, 글레이징을 통한 가시도를 감소시키는 반사의 존재를 제한하는 것이 바람직하다. 또한, 글레이징 상에서 날카로운 반사는, 예를 들어 차량 헤드라이트가 건물의 글레이징 파사드 상에서 반사될 때, 안전에 관한 결과와 함께 눈부심의 위험을 일으킬 수 있다. 이 문제는 공항의 글레이징 파사드의 경우에 가장 특히 발생한다. 사실, 터미널 접근시 조종사의 어떠한 눈부심 위험도 제거하는 것은 필수이다.
게다가, 비록 반투명 글레이징이 날카로운 반사를 발생하지 않는 이점을 가질지라도, 하지만, 반투명 글레이징은 글레이징을 통해 선명한 시야를 제공하지 않는다.
이 결점들은 본 발명이 보다 특히 층상 요소를 제안함으로써 해소하려고 의도하는 것으로서, 이 층상 요소는 층상 요소를 통해 우수한 깨끗한 시야를 갖는 것 및 층상 요소 상에서의 "거울" 유형 반사를 제한하는 것 둘 다를 가능하게 하며, 동시에 또한 요소 상에서 확산 반사를 촉진한다.
본 출원인은 글레이징에 이용되는 특정 확산 반사를 갖는 투명 층들의 요소의 이용이 투과에 있어서는 투명하고 확산 반사를 갖는 글레이징을 얻는 것을 가능하게 한다는 것을 발견하였다. 특히, 이들 성질은 정해진 굴절률 및 정해진 기하학적 구조를 갖는 층들의 특별한 스택에 의해 얻어진다. 요약하면, 층상 요소는 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 유전 물질로 이루어진 2개의 외층인 상부 외층 및 하부 외층에 의해 둘러싸인 유전 또는 금속 물질로 이루어진 중심층, 바람직하게는 하나의 얇은 층 또는 얇은 층들의 스택을 포함한다. 이 층상 요소에서는, 하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률의 유전층인 층상 요소의 두 인접 층 사이의 각 접촉 표면(S0, S1, .... Sk)이 텍스쳐화되고, 하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률을 갖는 유전층인 두 인접 층 사이의 다른 텍스쳐화된 접촉 표면에 평행하다.
본 출원인은 본 발명의 층상 요소의 유리한 성질이 특히 외층들 간의 굴절률 일치, 즉, 이들 두 층이 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는다는 사실 때문이라는 것을 발견하였다. 본 발명에 따르면, 굴절률 일치 또는 굴절률 차이는 층상 요소의 두 외층의 구성 유전 물질들의 589 ㎚에서의 굴절률 차이의 절대값에 상응한다. 굴절률 차이가 작을수록, 글레이징을 통한 시야가 더 선명할 것이다. 본 출원인은 0.050 미만, 바람직하게는 0.030 미만, 보다 바람직하게는 0.015 미만의 굴절률 일치의 경우에 우수한 시야가 얻어진다는 것을 발견하였다.
특히, 하부 외층 및 중심층을 구성하는 물질의 선택에 변화를 줌으로써 층상 요소를 제조하는 몇 가지 구성 및 방법을 구상할 수 있다. 유전 물질로 이루어진 하부 외층은 다음으로부터 선택된다:
- 주요 표면 중 하나는 텍스쳐화되고 다른 하나는 평활한 것인 투명 기판, 바람직하게는 중합체, 유리 및 세라믹으로부터 선택된 광물 또는 유기 유리로 제조된 기판,
- 하나 이상의 전이 금속, 비금속 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물로부터 선택된, 예를 들어 마그네트론 스퍼터링에 의해 침착되는 유전 물질 층,
- 하기를 포함하는, 성형 작업에 적합한, 초기에 점성, 액체 또는 페이스트 상태인 경화성 물질을 기재로 하는 층:
- 광가교성 및/또는 광중합성 물질,
- 졸-겔 방법을 통해 침착되는 층,
- 바람직하게는 폴리비닐 부티랄(PVB), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 공중합체로부터 선택된 중합체를 기재로 할 수 있는 열성형성 또는 감압성 플라스틱 물질의 삽입물 또는 시트.
이들 물질 중에서, 일부, 예를 들어 세인트-고베인(Saint-Gobain)에서 판매하는 사티노보(Satinovo)® 같은 거친 또는 텍스쳐화된 유리 기판이 입수가능성 및/또는 가격에 있어서 특히 유리하다.
위에서 설명한 바와 같이, 글레이징을 통해 특히 선명한 시야를 얻기 위해서는, 거친 기판으로 이루어진 하부 외층과 층상 요소의 상부 외층을 구성하는 물질 간의 굴절률 변화량이 바람직하게는 0.050 미만, 보다 바람직하게는, 0.015 미만이다.
그러나, 상부 외층을 제조하기 위해 제안되는 물질 중에서, 0.015 만큼의 낮은 굴절률 변화량을 얻는 것이 항상 가능하지는 않다. 예를 들어, 표준 유리의 경우, 동일한 유형의 유리의 굴절률은 1.517 내지 1.523으로 공장마다 다를 수 있다. 0.006 정도의 이 변화량은 확산 반사를 갖는 투명 요소를 포함하는 글레이징의 경우의 우선 허용 범위의 굴절률 차이를 생각할 때 무시할 수 없다.
따라서, 텍스쳐화된 유리 기판이 하부 외층으로 선택될 때, 우수한 선명도를 추구하는 경우에는 위에서 하부 외층을 위해 제공된 목록에 있는 모든 유형의 물질을 상부 외층으로 선택하는 것이 가능하지 않다.
놀랍게도, 본 출원인은 층상 요소의 상부 외층으로서 특정 졸-겔 층의 특별한 이용이 특히 0.015 미만일 수 있는 굴절률 일치를 갖는 확산 반사를 갖는 층들의 투명 요소를 손쉽게 제조하는 것을 가능하게 한다는 것을 발견하였다. 본 발명의 졸-겔 층은 그것을 구성하는 다양한 전구체 화합물의 비율에 의존해서 특히 1.459 내지 1.700, 바람직하게는 1.502 내지 1.538의 범위 내에서 다를 수 있는 맞출 수 있는 굴절률을 갖는다.
따라서, 본 발명의 해결책에 의해, 하부 외층과 상부 외층 간의 굴절률 차이가 정해진 값 미만인 것을 보장하도록 굴절률을 정밀하게 맞추는 것이 가능하다.
본 발명의 졸-겔 층의 굴절률 면에서 유연성 있는 조성은 기판의 원천 또는 기판의 본성과 상관없이 광학 성능 면에서 일정한 품질을 갖는 층들의 투명 요소를 얻는 것을 가능하게 한다. 게다가, 또한, 상당히 더 높은 굴절률을 갖는 플라스틱 기판을 하부 외층으로 이용하는 것도 가능하다.
층상 요소의 상부 외층으로서 졸-겔 층의 특별한 선택은
- 하부 외층의 굴절률과 정밀하게 일치시키는 것을 가능하게 하고, 반면, 이것은 다른 유형의 외층으로는 가능하지 않고,
- 유리의 원천의 함수로서 유리의 정밀한 굴절률에 맞추는 것을 가능하게 하고,
- 하부 외층이 광물이든 유기이든 하부 외층의 본성의 함수로서 조정가능한 조성을 얻는 것을 가능하게 하고,
- 졸-겔 층에 착색된 측면을 제공하는 성분을 첨가하는 것을 가능하게 하고,
- 무거운 장비를 이용해야 하는 필요 없이도 다양한 크기의 복잡한 표면에 외층을 적용하는 것을 가능하게 하고,
- 표면, 조성 및 두께가 균질한 침착물을 얻는 것을 가능하게 한다.
이것을 위해, 본 발명의 대상은 층상 요소가
- 각각 층상 요소의 2개의 주요 외표면(2A, 4A) 중 하나를 형성하는, 실질적으로 동일한 굴절률(n2, n4)을 갖는 유전 물질로 이루어진 2개의 외층인 하부 외층(2) 및 상부 외층(4), 및
- 외층의 굴절률과 상이한 굴절률(n3)의 유전층 또는 금속층인 단일 층에 의해, 또는 외층의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 적어도 하나의 유전층 또는 금속층을 포함하는 층들(31, 32, ..., 3k)의 스택에 의해 형성되는 외층 사이에 삽입된 중심층(3)
을 포함하고,
여기서, 하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률의 유전층인 층상 요소의 두 인접 층 사이의 각 접촉 표면(S0, S1, ..., Sk)이 텍스쳐화되고, 하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률을 갖는 유전층인 두 인접 층 사이의 다른 텍스쳐화된 접촉 표면에 평행하고,
여기서, 상부 외층(4)이 실리카를 기재로 하는 유기/무기 혼성 매트릭스를 포함하는 졸-겔 층인 것
을 특징으로 하는 2개의 주요 평활 외표면(2A, 4A)을 갖는 투명 층상 요소(1)이다.
본 발명에 따라서 이용되는 특정 층상 요소는 원천의 방향과 상관없이 층상 요소 상에서 입사 복사선의 경면 투과 및 복사선의 확산 반사를 얻는 것을 가능하게 한다.
시야의 극선명도는 가능한 한 많이 조정되는 굴절률 일치 때문이다.
본 발명과 관련해서는, 한편으로는 굴절률 값이 중요하지 않은 금속층과 다른 한편으로는 외층의 굴절률과 비교한 굴절률 차이가 고려되어야 하는 유전층이 구별된다.
명세서 전체에 걸쳐서, 본 발명에 따른 투명 층상 요소는 그의 제1 면이 아래쪽으로 배향되어 주요 하부 외표면을 형성하고 그의 제2 면이 제1 면과 반대로 위쪽으로 배향되어 주요 상부 외표면을 형성하게 수평으로 놓이는 것으로 여겨지고; 따라서, "위에" 및 "아래에"라는 용어의 의미는 이러한 배향과 관련해서 고려되어야 한다. 특별히 규정되지 않으면, "위에" 및 "아래에"라는 용어는 두 층이 서로 접촉해서 배열된다는 것을 반드시 의미하지는 않는다. 본원에서는 이러한 위치설정과 관련해서 "하부" 및 "상부"라는 용어가 이용된다.
층상 요소는 상부 외층 및/또는 하부 외층의 위에 또는 아래에 위치하는 적어도 하나의 추가의 층을 임의로 포함한다. 상기 추가의 층(들)은 모두가 층상 요소의 외층의 유전 물질과 실질적으로 동일한 굴절률을 가지거나 또는 상이한 굴절률을 갖는 유전 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 목적상, "굴절률"이라는 용어는 589 ㎚의 파장에서 측정되는 광학 굴절률을 의미한다.
본 발명에 따르면, 얇은 층은 1 ㎛ 미만의 두께를 갖는 층이다.
두 유전 물질이 589 ㎚에서의 그들의 굴절률의 차의 절대값이 0.150 이하인 굴절률을 가질 때, 두 유전 물질 또는 층은 실질적으로 동일한 굴절률을 가지거나, 또는 실질적으로 같은 굴절률을 갖는다.
본 발명에 따르면, 층상 요소의 두 외층의 구성 유전 물질들의 589 ㎚에서의 굴절률 차이의 절대값은 바람직하게는 증가하는 순서로 0.050 이하, 0.030 이하, 0.020 이하, 0.018 이하, 0.015 이하, 0.010 이하, 0.005 이하이다.
두 유전 물질 또는 층은 589 ㎚에서의 그들의 굴절률 차이의 절대값이 엄격히 0.15 초과일 때, 상이한 굴절률을 갖는다. 유리한 특성에 따르면, 한편으로는 외층과 다른 한편으로는 중심층의 적어도 하나의 유전층 간의 589 ㎚에서의 굴절률 차이의 절대값은 0.3 이상, 바람직하게는 0.5 이상, 더 바람직하게는 0.8 이상이다. 이 상대적으로 큰 굴절률 차이는 층상 요소의 내부에 있는 적어도 하나의 텍스쳐화된 접촉 표면에서 생긴다. 이것은 이 텍스쳐화된 접촉 표면 상에서 복사선의 반사, 즉, 층상 요소에 의한 복사선의 확산 반사를 촉진하는 것을 가능하게 한다.
두 인접 층 사이의 접촉 표면은 두 인접 층 사이의 계면이다.
유전 물질 또는 층은 비금속 물질 또는 층이다. 바람직하게는, 유전 물질 또는 층은 유기 또는 광물 본성을 갖는 것이다. 광물 유전 물질 또는 층은 바람직하게는 규소, 티타늄, 주석, 아연, 알루미늄, 몰리브데넘, 니오븀, 지르코늄 및 마그네슘으로부터 선택된 하나 이상의 전이 금속, 비금속 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물로부터 선택될 수 있다. 유기 유전 물질 또는 층은 중합체로부터 선택된다.
유전 물질 또는 층은 낮은, 바람직하게는 100 S/m 미만의 전기 전도도의 물질 또는 층이라고 여긴다.
투명 요소는 적어도 그 요소의 의도된 응응에 유용한 파장 영역의 복사선의 투과가 일어나는 요소이다. 예로서, 그 요소가 건물 또는 차량 글레이징으로 이용될 때, 그것은 적어도 가시 파장 영역에서 투명하다.
텍스쳐화된 또는 거친 표면은 표면 상에 입사하는 복사선의 파장보다 더 큰 크기로 표면 성질이 달라지는 표면이다. 그래서, 입사 복사선이 그 표면에 의해 확산 방식으로 투과되고 반사된다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 텍스쳐화된 또는 거친 표면은 (평가 길이에서 프로파일의 중앙선으로부터 측정되는 거칠기 R의 프로파일의 모든 절대 거리의 산술 평균에 상응하는) 0.5 ㎛ 이상, 특히 1 내지 100 ㎛, 보다 바람직하게는 1 내지 5 ㎛의 산술 평균 차이 Ra에 상응하는 거칠기 파라미터를 갖는다.
평활한 표면은 복사선이 표면 요철에 의해 편향되지 않도록 하는 표면 요철을 갖는 표면이다. 그래서, 입사 복사선이 그 표면에 의해 경면 방식으로 투과되고 반사된다. 바람직하게는, 평활한 표면은 표면 요철이 표면 상에 입사하는 복사선의 파장보다 작은 치수를 갖는 표면이다. 그러나, 본 발명에 따르면, 어느 정도의 표면 요철을 가지지만, 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 유전 물질로 이루어진 하나 이상의 추가의 층과 접촉하고, 어느 정도의 요철을 나타내는 상기 층과 접촉하는 면의 반대쪽 면에 표면 요철이 표면 상에 입사하는 복사선의 파장보다 매우 훨씬 더 작거나 또는 매우 훨씬 더 큰 치수(큰 크기의 기복)를 갖는 표면을 갖는 외층 또는 추가의 층의 표면은 평활한 것으로 여긴다. 바람직하게는, 평활한 표면은 0.10 ㎛ 미만, 바람직하게는 0.01 ㎛ 미만의 산술 평균 차이 Ra에 상응하는 거칠기 파라미터 또는 10°미만의 기울기를 갖는 표면이다.
글레이징은 유기 또는 광물 투명 기판에 상응한다.
본 발명에 의해서, 층상 요소 상에 입사하는 복사선의 경면 투과 및 확산 반사가 얻어진다. 경면 투과는 층상 요소를 통한 선명한 시야를 보장한다. 확산 반사는 층상 요소 상에서 날카로운 반사 및 눈부심의 위험을 피하는 것을 가능하게 한다.
층상 요소 상에서 확산 반사는 하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률의 유전층인 두 인접 층 사이의 각 접촉 표면이 텍스쳐화된다는 사실 때문에 발생한다. 따라서, 층상 요소 상에 입사하는 복사선이 이러한 접촉 표면에 이를 때, 복사선은 금속층에 의해서 또는 두 유전층 간의 굴절률 차이 때문에 반사되고, 접촉 표면이 텍스쳐화되기 때문에, 반사는 확산 반사이다.
층상 요소의 두 외층이 평활한 주요 외표면을 가지고, 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 물질로 이루어진다는 사실 때문에, 및 하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률을 갖는 유전층인 층상 요소의 두 인접 층 사이의 각 텍스쳐화된 접촉 표면이 하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률의 유전층인 두 인접 층 사이의 다른 텍스쳐화된 접촉 표면에 평행하므로, 경면 반사가 일어난다.
층상 요소의 평활한 외표면은 각 공기/외층 계면에서 복사선의 경면 투과를 허용하고, 즉, 평활한 외표면은 공기로부터 외층으로 복사선의 진입, 또는 복사선의 방향 변경 없이, 외층으로부터 공기로 복사선의 탈출을 허용한다.
텍스쳐화된 접촉 표면들의 평행성은 외층의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 유전체이거나 또는 금속인 중심층의 구성 층 또는 각 구성 층이 중심층과 외층의 접촉 표면에 수직인 균일한 두께를 갖는다는 것을 암시한다.
이 두께 균일성은 텍스쳐의 전체 범위에 걸쳐서 전역적일 수 있거나, 또는 텍스쳐의 구역마다 국소적일 수 있다. 특히, 텍스쳐가 기울기 변화를 가질 때, 연속하는 두 텍스쳐화된 접촉 표면 사이의 두께는 텍스쳐의 기울기의 함수로서 구역마다 변할 수 있지만, 텍스쳐화된 접촉 표면들은 항상 그대로 서로 평행하다. 이 경우는 특히 캐소드 스퍼터링에 의해 침착된 층의 경우에 발생하고, 여기서는 텍스쳐의 기울기가 더 증가할수록, 그에 비례해서 층의 두께가 더 작아진다. 따라서, 국소적으로, 주어진 기울기를 갖는 텍스쳐의 각 구역에서는 층의 두께가 여전히 일정하지만, 제1 기울기를 갖는 텍스쳐의 제1 구역과 제1 기울기와 상이한 제2 기울기를 갖는 텍스쳐의 제2 구역의 층의 두께는 상이하다.
유리하게는, 층상 요소 내부의 텍스쳐화된 접촉 표면들의 평행성을 얻기 위해, 중심층의 구성 층 또는 각 구성 층은 캐소드 스퍼터링에 의해 침착된 층이다. 캐소드 스퍼터링, 특히 자기장에 의해 지원되는 캐소드 스퍼터링은 층의 경계를 정하는 표면들이 서로 평행하도록 하는 것을 보장하고, 이는 다른 침착 기술, 예컨대 증발 또는 화학증착(CVD), 또는 별법으로, 졸-겔 방법의 경우에는 그렇지 않다. 이제, 층상 요소 내부의 텍스쳐화된 접촉 표면들의 평행성은 그 요소를 통해 경면 투과를 얻기 위해서는 필수이다.
층상 요소의 제1 외층 상에 입사하는 복사선은 그의 방향 변경 없이 이 제1 외층을 통과한다. 유전체냐 금속이냐라는 본성의 차이, 또는 제1 외층과 중심층의 적어도 하나의 층 간의 굴절률 차이 때문에, 그래서 복사선이 중심층 내에서 굴절한다. 한편으로, 하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률의 유전층인 층상 요소의 두 인접 층 사이의 텍스쳐화된 접촉 표면들은 모두 서로 평행하고, 다른 한편으로, 제2 외층이 제1 외층과 실질적으로 동일한 굴절률을 가지기 때문에, 굴절에 관한 스넬-데카르트 법칙에 따르면, 중심층으로부터 제2 외층으로 입사하는 복사선의 굴절각은 제1 외층으로부터 중심층으로 입사하는 복사선의 입사각과 같다.
이렇게 해서, 복사선은 층상 요소의 제1 외층 상에서의 복사선의 입사 방향과 동일한 방향으로 층상 요소의 제2 외층으로부터 나온다. 이렇게 해서, 층상 요소에 의한 복사선의 투과는 경면 투과이다. 이렇게 해서, 층상 요소의 경면 투과 성질 때문에, 층상 요소를 통해 선명한 시야가 얻어지고, 즉, 층상 요소가 반투명이 아니다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 층상 요소의 확산 반사 성질을 활용해서 복사선의 입사측에서 복사선의 대부분을 다수의 방향으로 반사한다. 이 강한 확산 반사가 얻어지고, 동시에, 층상 요소의 경면 투과 성질 때문에 층상 요소를 통해 선명한 시야를 가지고, 즉, 층상 요소가 반투명이 아니다. 강한 확산 반사를 갖는 이러한 투명 층상 요소는 예를 들어 디스플레이 또는 투영 스크린을 위한 응용이 발견된다.
상부 외층은 졸-겔 방법에 따라서 얻은 실리카를 기재로 하는 유기/무기 혼성 매트릭스를 포함하는 졸-겔 층이다.
졸-겔 방법은 제1 단계는 물의 존재 하에서 중합 반응을 일으키는 전구체를 함유하는 "졸-겔 용액"으로 알려진 용액을 제조하는 것으로 이루어진다. 이 졸-겔 용액이 표면 상에 침착될 때, 졸-겔 용액 중에 물의 존재에 의해서 또는 주위 수분과 접촉해서 전구체가 가수분해되고 축합하여 용매를 가둔 망상조직을 형성한다. 이 중합 반응 때문에 점점 더 축합된 종들이 형성되고, 결국 졸 및 그 다음에 겔을 형성하는 콜로이드 입자에 이른다. 수백 °정도의 온도에서 이들 겔의 건조 및 치밀화는 실리카 기재 전구체 존재 하에서는 결국 표준 유리의 특성과 유사한 특성을 갖는 유리에 상응하는 졸-겔 층에 이른다.
콜로이드 용액 또는 겔 형태의 졸-겔 용액은 그의 점성 때문에 제1 외층 반대쪽에 있는 중심층의 주요 텍스쳐화 표면 상에 용이하게 침착될 수 있고, 이 표면의 텍스쳐와 합치한다. 졸-겔 층은 중심층의 거칠기를 "채울" 것이다. 특히, 이 층은 중심층의 표면 거칠기를 포함하고, 이렇게 해서 텍스쳐화된 표면, 및 이 표면 반대쪽에 있는 평평한 주요 외표면을 포함한다. 이렇게 해서, 졸-겔 방법에 의해 침착된 층은 층상 요소의 표면을 평면으로 되게 한다.
본 발명에 따르면, 졸-겔 층은 실리카 기재 유기/무기 혼성 매트릭스를 포함한다. 이 매트릭스는 유기실란 RnSiX(4-n)인 혼합된 전구체로부터 얻어진다. 동시에, 이 분자는 실리카 골격에 부착된 채로 있는 유기 관능기를 포함하는 실리카 망상조직 또는 매트릭스를 생기게 하는 가수분해성 관능기를 포함한다.
본 발명의 한 변형예에 따르면, 졸-겔 층은 또한 적어도 하나의 금속 산화물의 입자 또는 적어도 하나의 칼코게나이드의 입자를 포함한다.
본 발명의 또 다른 변형예에 따르면, 실리카 기재 유기/무기 혼성 매트릭스는 또한 적어도 하나의 금속 산화물을 포함한다. 유기 관능기 및 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하는 이러한 실리카 기재 매트릭스는 유기실란 및 금속 산화물의 적어도 하나의 전구체의 조합 사용으로부터 얻을 수 있다. 그 다음, 이 전구체는 유기실란과 함께 실리카 및 금속 산화물의 혼성 매트릭스를 형성한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 졸-겔 층은 적어도 하나의 금속 산화물의 입자 또는 적어도 하나의 칼코게나이드의 입자가 분산된, 실리카 기재 유기/무기 혼성 매트릭스 및 적어도 하나의 금속 산화물, 예컨대 이산화티타늄 입자가 분산된, 실리카 및 지르코늄 산화물의 유기/무기 혼성 매트릭스를 포함한다.
본 발명의 졸-겔 층의 주요 화합물은 매트릭스를 형성하는 화합물 및 상기 매트릭스에 분산된 입자로 이루어진다. 이렇게 해서, 졸-겔 층의 주요 화합물은
- 매트릭스의 유기 관능기를 포함하는 실리카,
- 매트릭스의 금속 산화물,
- 매트릭스에 분산된 금속 산화물 및/또는 칼코게나이드 입자
일 수 있다.
졸-겔 층의 굴절률을 정밀하게 맞추기 위해, 매트릭스로부터 유래한 또는 입자 형태로 분산된 금속 산화물의 비율이 변경된다. 일반적으로, 금속 산화물은 실리카의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는다. 금속 산화물의 비율을 증가시킴으로써, 졸-겔 층의 굴절률이 증가한다. 졸-겔 층의 굴절률은 문턱값 미만의 상기 금속 산화물의 부피 비율에서는 한 유형의 금속 산화물의 부피 분율의 함수로서 선형 증가한다. 예를 들어, TiO2 입자가 첨가될 때, 20% 미만의 졸-겔 층의 주요 화합물의 총 부피에 대한 TiO2의 부피 비율에서는 졸-겔 층의 굴절률의 선형 변화가 관찰된다.
이렇게 해서, 졸-겔 층의 굴절률을 졸-겔 층을 구성하는 주요 화합물의 함수로서 이론적으로 결정하는 것이 가능하고, 이렇게 해서, 경화 후 요구되는 굴절률을 갖는 졸-겔 층을 얻는 것을 가능하게 하는 졸-겔 용액의 조성을 이론적으로 결정하는 것이 가능하다.
이렇게 해서, 본 발명의 해결책은 특히 유리하다. 예를 들어, 하부 외층으로 이용되도록 의도된 유리 기판을 받을 때 그것의 굴절률을 측정한다. 그 다음, 경화 후 0.015 미만의 상기 기판과의 굴절률 일치를 갖는 졸-겔 층을 제공하는 졸-겔 용액을 조제한다.
졸-겔 층은 특히 1.459 내지 1.700, 바람직하게는 1.502 내지 1.538, 보다 바람직하게는 1.517 내지 1.523의 넓은 굴절률 범위 내에서 달라지는 굴절률을 가질 수 있다.
졸-겔 층의 주요 화합물은 졸-겔 층의 총 질량에 대한 질량으로 바람직하게는 증가하는 순서로 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 99% 이상, 100%를 나타낸다.
졸-겔 층은 바람직하게는 졸-겔 층을 구성하는 주요 화합물의 총 질량에 대한 질량 비율로
- 50% 내지 100%, 바람직하게는 70% 내지 95%, 보다 바람직하게는 85% 내지 90%의 매트릭스의 유기 관능기를 포함하는 실리카, 및/또는
- 0 내지 10%, 바람직하게는 1% 내지 5%, 보다 바람직하게는 2% 내지 4%의 매트릭스의 금속 산화물, 및/또는
- 0 내지 40%, 바람직하게는 1% 내지 20%, 보다 바람직하게는 5% 내지 15%의 매트릭스에 분산된 금속 산화물 및/또는 칼코게나이드 입자
를 포함한다.
졸-겔 층의 주요 화합물의 총 부피에 대한 금속 산화물 입자의 부피 비율은 바람직하게는 증가하는 순서로 0 내지 25%, 1% 내지 25%, 2% 내지 8%이다.
졸-겔 층은 졸-겔 용액을 경화시키는 것에 의해 얻어지고, 화학식 RnSiX(4-n)의 적어도 하나의 유기실란의 가수분해 및 축합으로부터 생성된 생성물을 포함하고, 여기서
- n은 1, 2, 3이고, 바람직하게는 n은 1 또는 2이고, 보다 바람직하게는 n은 1이고,
- X 기는 동일 또는 상이할 수 있고, 알콕시, 아실옥시 및 할라이드 기로부터 선택된 가수분해성 기, 바람직하게는 알콕시 기를 나타내고,
- R 기는 동일 또는 상이할 수 있고, 탄소 원자를 통해 규소에 결합된 비가수분해성 유기 기(또는 유기 관능기)를 나타낸다.
바람직하게는, 졸-겔 층은 졸-겔 용액을 경화시키는 것에 의해 얻어지고,
i) 적어도 하나의 유기 실란, 및
ii) 금속 산화물의 적어도 하나의 전구체, 및/또는
iii) 적어도 하나의 금속 산화물의 입자 또는 적어도 하나의 칼코게나이드의 입자
의 가수분해 및 축합으로부터 생성된 생성물을 포함한다.
금속 산화물 입자 및/또는 유기/무기 혼성 매트릭스의 금속 산화물 전구체는 티타늄, 지르코늄, 아연, 니오븀, 알루미늄 및 몰리브데넘으로부터 선택된 금속을 포함한다.
유기실란(들)은 2 개 또는 3 개, 특히 3 개의 가수분해성 X 기 및 1 개 또는 2 개, 특히 1 개의 비가수분해성 R 기를 포함한다.
X 기는 알콕시 기 -O-R', 특히 C1 - C4 알콕시, 아실옥시 기 -O-C(O)R'(여기서, R'은 알킬 라디칼, 우선적으로 C1 - C6 알킬 라디칼, 바람직하게는 메틸 또는 에틸, 할라이드, 예컨대 Cl, Br 및 I, 및 이들 기의 조합으로부터 우선적으로 선택된다. 바람직하게는, X 기는 알콕시 기, 특히 메톡시 또는 에톡시이다.
R 기는 비가수분해성 탄화수소 기재 기이다. 본 발명에 따르면, 일정수의 기가 적합하다. 이들 기의 존재 및 본성은 본 발명의 응용과 상용성 있는 두께를 갖는 졸-겔 층을 얻는 것을 가능하게 한다. 바람직하게는, 비가수분해성 유기 관능기에 상응하는 R 기는 50 g/mol 이상, 바람직하게는, 100 g/mol 이상의 몰 질량을 갖는다. 이렇게 해서, 이 R 기는 심지어 건조 단계 후에도 제거될 수 없는 기이고, 다음으로부터 선택될 수 있다:
- 알킬 기, 바람직하게는 선형 또는 분지형 C1 내지 C10, 더 바람직하게는 C3 내지 C10 알킬 기, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, n-부틸, i-부틸, sec-부틸 및 tert-부틸 기;
- 알케닐 기, 바람직하게는 C2 내지 C10 알케닐 기, 예를 들어, 비닐, 1-프로페닐, 2-프로페닐 및 부테닐 기;
- 알키닐 기, 예를 들어 아세틸레닐 및 프로파르길기;
- 아릴 기, 바람직하게는 C6 내지 C10 아릴 기, 예컨대 페닐 및 나프틸 기;
- 알킬아릴 기;
- 아릴알킬 기;
- (메트)아크릴 및 (메트)아크릴옥시프로필 기;
- 글리시딜 및 글리시딜옥시 기.
위에서 정의된 기, 예컨대 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬아릴 및 아릴알킬 기는 또한 1급, 2급 또는 3급 아민 (이 경우, 비가수분해성 라디칼은 예를 들어 아미노아릴 또는 아미노알킬 기임), 아미드, 알킬카르보닐, 치환된 또는 비치환된 아닐린, 알데히드, 케톤, 카르복실, 안히드라이드, 히드록시, 알콕시, 알콕시카르보닐, 메르캅토, 시아노, 히드록시페닐, 알킬 카르복실레이트, 술폰산, 인산 또는 메트(아크릴옥실옥시) 기, 에폭시드 고리를 포함하는 기, 예컨대 글리시딜 및 글리시딜옥시, 및 알릴 및 비닐 기로부터 선택된 적어도 하나의 기를 포함할 수 있다.
특히 바람직한 유기실란은 동일한 또는 상이한, 바람직하게는 동일한 X 기를 포함하고, 가수분해성 기, 바람직하게는 C1 내지 C4 알콕시 기, 더 바람직하게는 에톡시 또는 메톡시 기를 나타내고, R은 비가수분해성 기, 바람직하게는 글리시딜 또는 글리시딜옥시 C1 내지 C20, 바람직하게는 C1 내지 C6 알킬렌 기, 예를 들어 글리시딜옥시프로필 기, 글리시딜옥시에틸 기, 글리시딜옥시부틸 기, 글리시딜옥시펜틸 기, 글리시딜옥시헥실 기 및 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸 기이다.
유리하게는, 유기실란은 다음 화합물로부터 선택된다: 알릴트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-[N'-(2'-아미노에틸)-2-아미노에틸]-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(GLYMO), 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-페닐아미노프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, p-아미노페닐실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필디이소프로필에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, (3-글리시독시프로필)메틸디에톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, N-[(3-(트리에톡시실릴)프로필]-4,5-디히드록시이미다졸.
위에 열거된 화합물 중에서, 바람직한 화합물은 GLYMO이다.
실리카 기재 유기/무기 혼성 매트릭스에 분산되는 금속 산화물 및/또는 칼코게나이드 입자는 바람직하게는 다음 군으로부터 선택된다: TiO2, ZrO2, ZnO, NbO, SnO2, Al2O3, MoO3, ZnS, ZnTe, CdS, CdSe, IrO2, WO3, Fe2O3, FeTiO3, BaTi4O9, SrTiO3, ZrTiO4, Co3O4, 비스무트 기재 3원 산화물, MoS2, RuO2, Sb2O4, Sb2O5, BaTi4O9, MgO, CaTiO3, V2O5, Mn2O3, CeO2, RuS2, Y2O3, La2O3.
바람직하게는, 입자는 티타늄, 지르코늄, 아연, 니오븀, 알루미늄 및 몰리브데넘으로부터 선택된 금속을 포함하는 금속 산화물의 입자이다.
특히 유리한 실시양태에 따르면, 금속 산화물은 루틸형 또는 아나타제형 티타늄 산화물(TiO2), 또는 지르코늄 산화물(ZrO2)이다.
적어도 하나의 금속 산화물의 입자 또는 적어도 하나의 칼코게나이드의 입자는 바람직하게는 증가하는 순서로 1 ㎛ 이하, 60 ㎚ 이하, 50 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이하의 평균 직경을 갖는다. 입자는 일반적으로 1 ㎚ 초과, 보다 바람직하게는 5 ㎚ 초과의 직경을 갖는다.
칼코게나이드 금속 산화물의 굴절률은 바람직하게는 증가하는 순서로 1.49 초과, 1.50 초과, 1.60 초과, 1.70 초과, 1.80 초과, 1.90 초과, 2.00 초과, 2.10 초과, 2.20 초과이다.
이용될 수 있는 상업적 제품으로는, TiO2 콜로이드에 상응하는 캐탈리스트 앤드 케미칼(Catalyst & Chemical)(CCIC)라는 회사에서 옵토레이크(Optolake) 1120Z®(11RU7-A-8)라는 이름으로 판매하는 제품으로부터 제조될 수 있다. 또한, 약 330 ㎡/g의 BET 비표면적 및 약 50 ㎚의 평균 직경을 가지고, 분산액의 총 질량에 대한 질량으로 23%의 TiO2 입자의 안정한 수분산액에 상응하는 크리스탈 글로벌(Cristal Global)이라는 회사에서 참조 표시 S5-300A로 판매하는 제품으로 제조될 수 있다.
금속 산화물 전구체는 금속 원소를 포함하는 유기 금속 화합물, 예컨대 금속 알콕시드, 및 금속염으로부터 선택될 수 있다.
금속 산화물 전구체는 티타늄, 지르코늄, 아연, 니오븀, 알루미늄 및 몰리브데넘으로부터 선택된 금속을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 졸-겔 용액은 적어도 하나의 지르코늄, 알루미늄 또는 티타늄 산화물 전구체, 바람직하게는 금속 알콕시드 또는 금속 할라이드를 포함한다. 전구체 화합물의 예는 다음과 같다:
- Al(OCH3)3, Al(OC2H5)3, Al(OC3H7)3, Al(OC4H9)3, Al(OC2H4OC4H9)3, AlCl3, AlCl(OH)2,
- TiCl4, Ti(OC2H5)4, Ti(OC3H7)4, Ti(OC4H9)4, Ti(2-에틸헥속시)4,
- ZrCl4, Zr(OC2H5)4, Zr(OC3H7)4, ZrOCl2, Zr(2-에틸헥속시)4.
바람직하게는, 본 발명에 따른 졸-겔 용액은 지르코늄 알콕시드, 예컨대 지르코늄 테트라프로폭시드(TPOZ)로부터 선택된 단일의 화합물을 포함한다.
유기실란 (i), 금속 산화물 전구체 (ii) 및 금속 산화물 및 칼코게나이드 (iii)가 졸-겔 용액의 주요 화합물이다. 졸-겔 용액은 이들 "주요" 생성물 외에도 첨가제 및 용매를 포함한다. 첨가제는 바람직하게는 졸-겔 용액의 총 질량에 대한 질량으로 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만을 나타낸다.
유기실란의 비율은 졸-겔 용액의 주요 성분의 총 질량에 대한 질량 비율로 바람직하게는 증가하는 순서로 50% 내지 99%, 60% 내지 98%, 70% 내지 95%, 80% 내지 90%이다.
금속 산화물 전구체의 비율은 졸-겔 용액의 주요 성분의 총 질량에 대한 질량 비율로 바람직하게는 증가하는 순서로 0 내지 10%, 1% 내지 10%, 2% 내지 8%, 4% 내지 7%이다.
금속 산화물 및 칼코게나이드의 비율은 졸-겔 용액의 주요 성분의 총 질량에 대한 질량 비율로 바람직하게는 증가하는 순서로 0 내지 40%, 1% 내지 20%, 2% 내지 10%, 4% 내지 9%이다.
졸-겔 용액은 주요 화합물 외에도 추가로 적어도 하나의 용매 및 임의로, 적어도 하나의 첨가제를 포함할 수 있다.
용매는 물 및 유기 용매로부터 선택된다. 졸-겔 용액은 바람직하게는 물을 포함하여 가수분해 및 축합 반응을 허용한다. 또한, 졸-겔 용액은 대기압에서 비점이 바람직하게는 70 내지 140℃인 적어도 하나의 유기 용매를 포함할 수 있다. 본 발명에 따라서 이용될 수 있는 유기 용매로는 알콜, 에스테르, 케톤 및 테트라히드로피란, 및 그의 혼합물을 언급할 수 있다. 알콜은 바람직하게는 C1-C6 알콜로부터 선택되고, 예컨대 메탄올이다. 에스테르는 바람직하게는 아세테이트로부터 선택되고, 특히 에틸 아세테이트를 언급할 수 있다. 케톤 중에서는 바람직하게는 메틸 에틸 케톤이 이용될 것이다.
이렇게 해서, 적합한 용매 중에서는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올(n-프로판올 및 이소프로판올), 부탄올, 1-메톡시-2-프로판올, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 2-메틸-2-부탄올 및 부톡시에탄올, 및 물/유기 용매 혼합물을 언급할 수 있다.
용매의 비율은 넓은 범위에서 다를 수 있다. 용매의 비율은 특히 얻고자 하는 두께에 의존할 것이다. 특히, 졸-겔 용액의 고체 함량이 클수록, 큰 두께를 침착시키고, 이렇게 해서 큰 두께의 졸-겔 층을 얻는 것이 가능하다.
졸-겔 용액의 총 질량에 대한 용매의 질량 비율은 예를 들어 10% 이상 및 80% 이하를 나타낼 수 있다.
마찬가지로, 졸-겔 용액의 총 질량에 대한 주요 화합물의 질량 비율은 예를 들어 20% 이상 및 90% 이하를 나타낸다.
졸-겔 용액의 총 질량에 대한 물의 질량 비율은 예를 들어 10% 내지 40%, 10% 내지 30%, 또는 15% 내지 25%를 나타낸다.
졸-겔 용액이 또한 하나 이상의 유기 용매를 포함할 때, 졸-겔 용액의 총 질량에 대한 유기 용매의 질량 비율은 예를 들어 10% 내지 40%, 10% 내지 30%, 또는 15% 내지 25%를 나타낸다.
조성물은 또한 다양한 첨가제, 예컨대 계면활성제, UV 흡수제, 안료 또는 염료, 가수분해 및/또는 축합 촉매, 및 경화 촉매를 포함할 수 있다. 첨가제의 총 비율은 바람직하게는 졸-겔 용액의 총 질량에 대한 질량 비율로 5% 미만을 나타낸다.
계면활성제는 젖음 성질을 개선하고, 코팅할 표면 상에 조성물의 더 좋은 도포를 촉진한다. 이들 계면활성제 중에서, 비이온 계면활성제, 예컨대 에톡실화 또는 중성 지방 알콜, 예를 들어 플루오로 계면활성제를 언급할 수 있다. 플루오로 계면활성제로는 특히, 참조 표시 FC-4430으로 쓰리엠(3M)에서 판매하는 제품을 언급할 수 있다.
계면활성제의 비율은 졸-겔 용액의 총 질량에 대한 질량 비율로 바람직하게는 증가하는 순서로 0.01% 내지 5%, 0.05% 내지 3%, 0.10% 내지 2.00%를 나타낸다.
가수분해 및/또는 축합 촉매는 바람직하게는 산 및 염기로부터 선택된다.
산 촉매는 유기 산 및 광물 산, 및 그의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 유기 산은 특히 카르복실산, 예컨대 지방족 모노카르복실산, 예를 들어 아세트산, 폴리카르복실산, 예컨대 디카르복실산 및 트리카르복실산, 예를 들어 시트르산, 및 그의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 광물 산 중에서는 질산 또는 염산 및 그의 혼합물이 이용될 수 있다.
아세트산은 조성물이 금속 산화물 전구체를 포함할 때 안정제로서 역할을 하는 추가의 이점을 갖는다. 특히, 아세트산은 이 전구체를 킬레이트화하고, 이렇게 해서 이 유형의 생성물의 지나치게 신속한 가수분해를 방지한다.
염기성 촉매는 아민 염기, 예컨대 에탄올아민 및 트리에틸아민, 및 그의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 기판의 본성 또는 이용되는 실란 때문에 산이 금지되는 경우에는 특정 염기가 이용된다.
용액은 또한 안료, 염료 또는 진주층을 포함할 수 있다. 이 실시양태에 따르면, 졸-겔 층은 착색된 외관을 가질 수 있다. 이 착색된 외관을 얻기 위한 또 다른 대안은 콜로이드 입자의 매트릭스에 착색된 금속 산화물, 예컨대 코발트, 바나듐, 크로뮴, 망가니즈, 철, 니켈 또는 구리 산화물 입자 및 상기 착색된 외관을 제공할 수 있는 다른 전이금속 또는 비금속의 산화물 입자를 도입하는 것을 선택하는 것으로 이루어진다.
침착은 다음 기술 중 하나에 따라서 수행할 수 있다:
- 침지 코팅;
- 스핀 코팅;
- 층류 코팅 또는 메니스커스 코팅;
- 분사 코팅;
- 담금 코팅;
- 롤 프로세싱;
- 페인트 코팅;
- 스크린 인쇄.
침착은 바람직하게는 공압식 분무화로 분사함으로써 수행된다.
졸-겔 층은 중심층의 거칠기를 충전하고, 이렇게 해서 층상 요소의 표면의 평면도를 보장한다. 중심층의 주요 외표면의 텍스쳐는 접촉 표면의 일반 평면에 비해 움푹 들어가거나 또는 돌출되는 다수의 디자인에 의해 형성된다. 가장 낮은 움푹 들어간 곳과 가장 높은 피크 또는 크레스트 사이로 정의되는 두께는 피크와 골 간의 거리 값으로 알려진 값에 상응한다. 졸-겔 층의 두께는 중심층의 표면을 평면이 되게 하는 데 충분해야 하고, 이렇게 해서, 중심층의 텍스쳐의 피크와 골 간의 거리 값과 적어도 같아야 한다. 졸-겔 층의 두께는 바람직하게는 중심층의 피크와 골 간의 거리 값보다 크다.
본 발명에 따르면, 졸-겔 층의 두께는 중심층의 가장 낮은 움푹 들어간 곳에서부터 정한다. 졸-겔 층의 두께는 5 ㎚ 내지 100 ㎛, 바람직하게는 50 ㎚ 내지 50 ㎛일 수 있다. 이 두께는 침지, 살포 또는 분사 같은 기술을 통해 하나 이상의 적용 작업(또는 패스(pass))에 의해서 단일 층으로서 얻을 수 있다.
졸-겔 필름의 건조 온도는 0 내지 200℃, 바람직하게는 100℃ 내지 150℃, 더 바람직하게는 120℃ 내지 170℃의 범위일 수 있다.
유리하게는, 본 발명의 소자는
- 중심층 선택 및 하부 외층 두께의 함수로서 가변 빛 투과율을 얻는 것을 가능하게 하고,
- 5% 미만, 바람직하게는 2.5% 미만, 보다 바람직하게는 1% 미만의 표준 ASTM D 1003에 따라서 측정되는 투과 헤이즈를 얻는 것을 가능하게 하고,
- 93% 초과, 바람직하게는 95% 초과, 보다 바람직하게는 97% 초과의 비와이케이(BYK)로부터의 헤이즈-가드 플러스(Haze-Gard Plus) 기계를 이용해서 측정되는 밝기
를 얻는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 유전 물질로 이루어진 층상 요소의 하부 외층은 다음으로부터 선택된다:
- 주요 표면 중 하나는 텍스쳐화되고 다른 하나는 평활한 것인, 바람직하게는 중합체, 유리 및 세라믹으로부터 선택된 투명 기판,
- 하나 이상의 전이 금속, 비금속 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물로부터 선택된 유전 물질 층,
- 하기를 포함하는, 성형 작업에 적합한, 초기에 점성, 액체 또는 페이스트 상태인 경화성 물질을 기재로 하는 층:
- 광가교성 및/또는 광중합성 물질,
- 졸-겔 방법을 통해 침착되는 층,
- 바람직하게는 폴리비닐 부티랄(PVB), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 공중합체로부터 선택된 중합체를 기재로 할 수 있는 열성형성 또는 감압성 플라스틱 물질의 삽입물 또는 시트.
투명 기판의 주요 표면 중 하나의 텍스쳐화는 어떠한 공지된 텍스쳐화 방법을 통해서도, 예를 들어 변형시키는 것이 가능한 온도로 예열된 기판의 표면을 엠보싱함으로써, 특히 기판 상에 형성될 텍스쳐와 상보적인 텍스쳐를 표면에 갖는 롤러를 이용한 적층에 의해; 연마 입자 또는 표면을 이용한 연마에 의해, 특히 샌딩에 의해; 화학 처리, 특히 유리 기판의 경우 산 처리에 의해; 성형, 특히, 열가소성 중합체로 제조된 기판의 경우 사출 성형에 의해; 에칭에 의해 얻을 수 있다.
투명 기판이 중합체로 제조될 때, 투명 기판은 강직성 또는 가요성일 수 있다. 본 발명에 따라서 적합한 중합체의 예는 특히 다음을 포함한다:
- 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN);
- 폴리아크릴레이트, 예컨대 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA);
- 폴리카르보네이트;
- 폴리우레탄;
- 폴리아미드;
- 폴리이미드;
- 플루오로에스테르 중합체, 예컨대 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 및 플루오린화된 에틸렌-프로필렌 공중합체(FEP);
- 광가교된 및/또는 광중합된 수지, 예컨대 티올렌, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트 또는 폴리에스테르-아크릴레이트 수지, 및
- 폴리티오우레탄.
이들 중합체는 일반적으로 1.30 내지 1.70의 굴절률 범위를 갖는다. 그러나, 이들 중합체 중 일부, 특히 황을 포함하는 중합체, 예컨대 폴리티오우레탄은 1.74 이하일 수 있는 높은 굴절률을 가질 수 있다.
층상 요소의 외층으로서 직접 이용될 수 있는 유리 기판의 예는 다음을 포함한다:
- 이미 텍스쳐화되고 샌딩 또는 산 공격에 의해 얻은 텍스쳐를 주요 표면 중 하나에 갖는, 세인트-고베인 글래스(Saint-Gobain Glass)라는 회사에서 판매하는 사티노보(Satinovo)® 계열의 유리 기판,
- 적층에 의해 얻은 텍스쳐를 주요 표면 중 하나에 갖는, 세인트-고베인 글래스라는 회사에서 판매하는 알바리노(Albarino)® S, P 또는 G 계열 또는 마스터글래스(Masterglass)® 계열의 유리 기판;
- 예를 들어 스콧(Schott)이라는 회사에서 참조 표시 SF6(n=1.81), 7SF57(n=1.85), N-SF66(n=1.92) 및 P-SF68(n=2.00)으로 판매하는 샌딩에 의해 텍스쳐화된 고굴절률 유리 기판, 예컨대 플린트 유리.
하나 이상의 전이 금속, 비금속 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물로부터 선택된 유전 물질의 층은 마그네트론 스퍼터링에 의해 침착될 수 있고, 그 다음, 연마 입자 또는 표면을 이용하여 연마에 의해, 특히 샌딩에 의해; 화학 처리에 의해, 또는 에칭에 의해 텍스쳐화될 수 있다.
또한, 층상 요소의 하부 외층은 성형 작업에 적합한, 초기에 점성, 액체 또는 페이스트 상태인 경화성 물질을 기재로 할 수 있다.
초기에 점성, 액체 또는 페이스트 상태로 침착되는 층은 광가교성 및/또는 광중합성 물질의 층일 수 있다. 바람직하게는, 이 광가교성 및/또는 광중합성 물질은 실온에서 액체 형태이고, 그것이 조사되어 광가교되거나 또는 광중합될 때 기포가 없는 또는 어떤 다른 요철도 없는 투명 고체를 제공한다. 그것은 특히 수지, 예컨대 접착제, 결합제 또는 표면 코팅으로 보통 이용되는 것일 수 있다. 이들 수지는 일반적으로 에폭시, 에폭시실란, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴산 또는 메타크릴산 유형의 단량체/공단량체/예비중합체를 기재로 한다. 언급될 수 있는 예는 티올렌, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트 또는 폴리에스테르-아크릴레이트 수지를 포함한다. 수지 대신에, 그것은 광가교성 수성 겔, 예컨대 폴리아크릴아미드 겔일 수 있다. 본 발명에서 이용될 수 있는 광가교성 및/또는 광중합성 수지의 예는 UV 경화성 수지, 예컨대 제이에스알 코포레이션(JSR Corporation)이라는 회사에서 판매하는 제품 KZ6661을 포함한다.
한 변형예로서, 초기에 점성, 액체 또는 페이스트 상태로 침착되는 외층은 졸-겔 방법을 통해 침착되는 층일 수 있다.
초기에 점성, 액체 또는 페이스트 상태로 침착되는 경화성 물질을 기재로 하는 하부 외층의 텍스쳐화는 상기 층의 주요 외표면에 형성될 텍스쳐와 상보적인 텍스쳐를 표면에 갖는 롤러를 이용해서 수행될 수 있다.
하부 외층은 압축 및/또는 가열에 의해 텍스쳐화되는 열성형성 또는 감압성 플라스틱 물질의 삽입물 또는 시트를 기재로 하는 층을 포함할 수 있다. 중합체 물질을 기재로 하는 이 층은 특히 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리비닐 클로라이드(PVC)를 기재로 하는 층일 수 있다. 표준 적층 삽입물(PVB, EVA, PU, 센트리글라스(SentryGlas)®)의 굴절률은 589 ㎚에서 최대 약 1.491이다.
하부 외층의 두께는 바람직하게는 1 ㎛ 내지 6 ㎜이고, 유전 물질의 선택에 따라서 달라진다.
평평한 또는 텍스쳐화된 유리 기판은 바람직하게는 0.4 내지 6 ㎜, 바람직하게는 0.7 내지 2 ㎜의 두께를 갖는다.
평평한 또는 텍스쳐화된 중합체 기판은 바람직하게는 0.020 내지 2 ㎜, 바람직하게는 0.025 내지 0.25 ㎜의 두께를 갖는다.
유전 물질의 층으로 이루어진 외층은 바람직하게는 0.2 내지 20 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 2 ㎛의 두께를 갖는다.
성형 작업에 적합한, 초기에 점성, 액체 또는 페이스트 상태인 경화성 물질을 기재로 하는 층은 바람직하게는 0.5 내지 100 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 40 ㎛, 보다 바람직하게는 0.5 내지 15 ㎛의 두께를 갖는다. 광가교성 및/또는 광중합성 물질을 기재로 하는 층은 바람직하게는 0.5 내지 20 ㎛, 바람직하게는 0.7 내지 10 ㎛의 두께를 갖는다. 졸-겔 방법을 통해 침착되는 층은 바람직하게는 0.5 내지 50 ㎛, 바람직하게는 10 내지 15 ㎛의 두께를 갖는다.
플라스틱으로 제조되는 삽입물 또는 시트를 기재로 하는 층은 바람직하게는 10 ㎛ 내지 1 ㎜, 바람직하게는 0.3 내지 1 ㎜의 두께를 갖는다.
유전 물질 또는 층은 다음을 가질 수 있다;
- 예를 들어, 표준 유리를 이용하는 경우, 1.51 내지 1.53의 굴절률,
- 낮은 굴절률을 갖는 유전 물질 또는 층을 이용하는 경우, 1.51 미만, 바람직하게는 1.49 미만의 굴절률,
- 높은 굴절률을 갖는 유전 물질 또는 층을 이용하는 경우, 1.54 초과, 바람직하게는 1.7 초과의 굴절률.
층상 요소의 중심층의 층 또는 층들의 스택은 다음을 포함한다:
- 하나 이상의 전이 금속, 비금속 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물로부터 선택된 유전 물질로 이루어진 적어도 하나의 얇은 층,
- 적어도 하나의 얇은 금속 층, 특히 은, 금, 구리, 티타늄, 니오븀, 규소, 알루미늄, 니켈-크로뮴(NiCr) 합금, 스테인리스강 또는 그의 합금의 얇은 층.
유전 물질로 이루어진 얇은 층은 다음으로부터 선택될 수 있다:
- 외층의 굴절률과 상이한 높은 굴절률을 갖는 유전 물질, 예컨대 Si3N4, AlN, NbN, SnO2, ZnO, SnZnO, Al2O3, MoO3, NbO, TiO2, ZrO2로 이루어진 적어도 하나의 얇은 층,
- 외층의 굴절률과 상이한 낮은 굴절률을 갖는 유전 물질, 예컨대 SiO2, MgF2, AlF3로 이루어진 적어도 하나의 얇은 층.
중심층의 두께의 선택은 일정수의 파라미터에 의존한다. 일반적으로, 중심층의 총 두께는 5 내지 200 ㎚이고, 중심층의 한 층의 두께는 1 내지 200 ㎚인 것으로 여긴다.
중심층이 금속층일 때, 한 층의 두께는 바람직하게는 5 내지 40 ㎚, 보다 바람직하게는 6 내지 30 ㎚, 보다 바람직하게는 6 내지 20 ㎚이다.
중심층이 유전층, 예를 들어 TiO2일 때, 그것은 바람직하게는 20 내지 100 ㎚, 보다 바람직하게는 55 내지 65 ㎚의 두께 및/또는 2.2 내지 2.4의 굴절률을 갖는다.
유리하게는, 층상 요소의 중심층의 조성은 층상 요소에 추가의 성질, 예를 들어 태양 제어 유형의 열 성질을 제공하도록 조정될 수 있다. 이렇게 해서, 한 실시양태에서, 층상 요소의 중심층은 각 기능성 금속층이 두 반사방지 코팅 사이에 위치하는, "n" 개 (n ≥ 1)의 기능성 금속층, 특히 은을 기재로 하는 또는 은을 함유하는 금속 합금을 기재로 하는 기능성 층, 및 "(n+1)" 개의 반사방지 코팅을 번갈아서 포함하는 얇은 층들의 투명한 스택이다.
공지된 방식으로, 기능성 금속층을 갖는 이러한 스택은 태양 복사선 영역에서 및/또는 긴 파장의 적외 복사선 영역에서 반사 성질을 갖는다. 이러한 스택에서, 기능성 금속층은 본질적으로 열 성능 품질을 결정하고, 한편, 그것을 둘러싸는 반사방지 코팅은 간섭 방식으로 광학적 측면에 작용한다. 특히, 기능성 금속층이 각 기능성 금속층에 대해 10 ㎚ 정도의 낮은 기하학적 두께에서조차도 요망되는 열 성능 품질을 얻는 것을 가능하게 할지라도, 그러나, 기능성 금속층은 가시 파장 범위의 복사선의 통과를 강하게 저지한다. 따라서, 가시 범위에서 좋은 빛 투과를 보장하기 위해서는 각 기능성 금속층의 양면에 반사방지 코팅이 필요하다.
그래서, 얻은 층상 요소는 광학 성질, 즉, 층상 요소 상에 입사하는 복사선의 경면 투과 및 확산 반사 성질, 및 열 성질, 즉, 태양 제어 성질을 조합한다. 이러한 층상 요소는 건물 또는 차량의 태양 보호 글레이징 및/또는 단열 글레이징에 이용될 수 있다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률을 갖는 유전층인 층상 요소의 두 인접 층 사이의 각 접촉 표면의 텍스쳐는 접촉 표면의 일반 평면에 비해 움푹 들어가거나 또는 돌출되는 다수의 디자인에 의해 형성된다. 바람직하게는, 하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률을 갖는 유전층인 층상 요소의 두 인접 층 사이의 각 접촉 표면의 디자인의 평균 높이는 1 ㎛ 내지 100 ㎛이다. 본 발명의 목적상, 접촉 표면의 디자인의 평균 높이는 접촉 표면의 각 디자인에 대해서 피크와 접촉 표면의 일반 평면 사이에서 측정되는 거리 yi의 절대값의 산술 평균
Figure pct00001
으로 정의된다.
하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률을 갖는 유전층인 층상 요소의 두 인접 층 사이의 각 접촉 표면의 텍스쳐의 디자인은 접촉 표면 상에 랜덤하게 분포될 수 있다. 한 변형예로서, 하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률을 갖는 유전층인 층상 요소의 두 인접 층 사이의 각 접촉 표면의 텍스쳐의 디자인은 접촉 표면 상에 주기적으로 분포될 수 있다. 이들 디자인은 특히 원뿔, 각뿔, 홈, 채널 또는 잔물결일 수 있다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 그 자신과 상이한 또는 그 자신의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 유전 또는 금속 본성의 층들에 의해 둘러싸이는 중심층의 각 층에 대해, 인접 층들과의 접촉 표면에 수직으로 측정되는 이 층의 두께는 인접 층들과의 각 접촉 표면의 디자인의 평균 높이에 비해 낮다. 이러한 낮은 두께는 이 층 안으로 복사선의 진입 계면 및 이 층 밖으로 복사선의 탈출 계면이 평행할 확률을 증가시키는 것을 가능하게 하고, 이렇게 해서 층상 요소를 통한 복사선의 경면 투과의 백분율을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 유리하게는, 자신과 상이한 또는 자신과 상이한 굴절률을 갖는 유전 또는 금속 본성의 두 층 사이에 삽입된 중심층의 각 층의 두께는 인접 층들과의 각 접촉 표면의 디자인의 평균 높이의 1/4 미만이고, 여기서 이 두께는 인접 층들과의 접촉 표면에 수직으로 측정된다.
유리하게는, 층상 요소는 그의 주요 외부 평활 표면 중 적어도 하나 상에 이 주요 외표면을 형성하는 외층의 구성 물질과 공기 사이의 계면에 반사방지 코팅을 포함한다. 이 반사방지 코팅의 존재 때문에, 층상 요소 상에 이 주요 외표면 쪽에서 입사하는 복사선은 바람직하게는 층상 요소의 평활한 외표면에서가 아니라 각 텍스쳐화된 접촉 표면에서 반사되고, 이것은 경면 반사 모드가 아니라 확산 반사 모드에 상응한다. 이렇게 해서, 층상 요소에 의해 복사선의 확산 반사가 경면 반사에 비해 촉진된다.
층상 요소의 주요 외표면 중 적어도 하나 상에 제공된 반사방지 코팅은 공기와 층상 요소의 상응하는 외층 사이의 계면에서 복사선 반사를 감소시키는 것을 가능하게 하는 어떠한 유형도 될 수 있다. 그것은 특히 공기의 굴절률과 외층의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 층, 예컨대 진공 기술을 통해 외층의 표면 상에 침착되는 층 또는 졸-겔 유형의 다공성 층, 또는 별법으로, 외층이 유리로 제조된 경우에는, "에칭" 유형의 산 처리에 의해 얻은 유리 외층의 움푹 들어간 표면 부분의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 층일 수 있다. 한 변형예로서, 반사방지 코팅은 공기와 외층 사이의 계면에서 간섭 필터로서 작용하는 작은 굴절률 및 그 다음에는 큰 굴절률을 번갈아서 갖는 얇은 층들의 스택에 의해, 또는 공기의 굴절률과 외층의 굴절률 사이의 연속적 또는 단계적 구배의 굴절률을 갖는 얇은 층들의 스택에 의해 형성될 수 있다.
중심층은 제1 외층의 텍스쳐화된 주요 표면 상에 부합적(compliant) 방식으로 침착되는 단일 층에 의해, 또는 제1 외층의 텍스쳐화된 주요 표면 상에 연속적으로 부합적 방식으로 침착되는 층들의 스택에 의해 형성된다.
본 발명에 따르면, 침착 후 중심층의 상부 표면이 텍스쳐화되고 제1 외층의 텍스쳐화된 접촉 표면에 평행하다면, 중심층이 제1 외층의 텍스쳐화된 주요 표면 상에 부합적 방식으로 침착된 것이라고 여긴다. 중심층을 제1 외층의 주요 텍스쳐화 표면 상에 부합적 방식으로 침착시키는 것, 또는 중심층의 층들을 연속적으로 부합적 방식으로 침착시키는 것은 바람직하게는 캐소드 스퍼터링, 특히 자기장 지원 스퍼터링에 의해 수행된다.
추가의 층은 바람직하게는 다음으로부터 선택된다:
- 위에서 정의된 바와 같은 중합체, 유리 또는 세라믹으로부터 선택되지만 2개의 주요 평활 표면을 포함하는 투명 기판,
- 위에서 기술한 바와 같은 성형 작업에 적합한, 초기에 점성, 액체 또는 페이스트 상태인 경화성 물질,
- 위에서 기술한 바와 같은 열성형성 또는 감압성 플라스틱 물질로 제조된 삽입물 또는 시트.
졸-겔 층의 주요 외표면은 어느 정도의 큰 크기의 표면 요철을 가질 수 있다. 이렇게 해서, 층상 요소의 외층의 평활한 본성을 재확립하기 위해, 어느 정도의 요철을 지니는 이 표면과 접촉해서 상기 외층과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 추가의 층, 예컨대 위에서 기술한 플라스틱 물질의 시트를 놓는 것이 가능하다.
유리하게는, 층상 요소의 주요 외부 평활 표면 및/또는 글레이징의 주요 외부 평활 표면은 평평하거나 또는 구부러지고, 바람직하게는 이 주요 외부 평활 표면은 서로 평행하다. 이것은 층상 요소를 통과하는 복사선의 빛 분산을 제한하는 것의 원인이 되고, 이렇게 해서, 층상 요소를 통한 시야의 선명성을 개선하는 것의 원인이 된다.
층상 요소는 강직성 글레이징 또는 가요성 필름일 수 있다. 이러한 가요성 필름은 유리하게는 그의 주요 외표면 중 하나 상에 필름을 결합하기 위해서는 제거되도록 의도된 보호 스트립으로 덮인 접착층이 구비된다. 그래서, 기존 표면에 확산 반사 성질을 제공하고 동시에 경면 투과 성질을 유지하기 위해서 가요성 필름 형태의 층상 요소는 기존 표면, 예를 들어 글레이징의 표면에 결합함으로써 적용될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하부 외층은 투명 기판이다. 중심층은 제1 외층의 텍스쳐화된 주요 표면 상에 부합적 방식으로 침착되는 단일 층에 의해, 또는 제1 외층의 텍스쳐화된 주요 표면 상에 연속적으로 부합적 방식으로 침착되는 층들의 스택에 의해 형성된다. 바람직하게는, 중심층은 캐소드 스퍼터링, 특히 자기장 지원 스퍼터링에 의해 침착된다. 제2 외층 또는 상부 외층은 제1 외층 반대쪽에 있는 중심층의 텍스쳐화된 주요 표면 상에 침착되는 졸-겔 층을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 추가의 상부 층이 반대 기판으로서 이용될 수 있다. 그래서, 졸-겔 층은 중심층이 구비된 하부 외층과 반대 기판 사이에 일체형 연결을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 하부 외층 또는 추가의 층이 열성형성 또는 감압성 플라스틱 물질로 제조된 삽입물 또는 시트를 기재로 하는 층을 포함할 때, 추가의 층, 예를 들어 외층의 굴절률과 실질적으로 같은 굴절률을 갖는 투명 기판이 이용될 수 있다. 그래서, 플라스틱 물질로 제조된 삽입물 또는 시트를 기재로 하는 층은 중심층이 코팅된 층상 요소의 하부 외층과 추가의 층 사이에 연결을 제공하는 적층 삽입물에 상응한다.
본 발명의 투명 층상 요소는 바람직하게는 다음 스택을 포함한다:
- 임의로는, 주요 표면이 둘 다 평활한 것인 투명 기판, 예컨대 중합체 및 유리 및 열성형성 또는 감압성 플라스틱 물질로 제조된 삽입물로부터 선택된 적어도 하나의 추가의 하부 층,
- 투명 기판, 예컨대 중합체 및 유리, 및 성형 작업에 적합한, 초기에 점성, 액체 또는 페이스트 상태인 경화성 물질로부터 선택된 하부 외층,
- 유전 물질로 이루어진 얇은 층 또는 얇은 금속 층을 포함하는 중심층,
- 졸-겔 층으로부터 선택된 상부 외층,
- 임의로, 중합체 및 유리 및 열성형성 또는 감압성 플라스틱 물질로 제조된 삽입물로부터 선택된 주요 표면이 둘 다 평활한 것인 투명 기판으로부터 선택된 적어도 하나의 추가의 상부 층.
본 발명의 한 변형예에서, 층상 요소는 다음을 포함한다:
- 거친 유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택된 하부 외층,
- 중심층,
- 졸-겔 층으로부터 선택된 상부 외층,
- 평평한 유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택된 추가의 상부 층.
또 다른 실시양태에 따르면, 본 발명의 층상 요소는 다음 스택을 포함한다:
- 거친 유리로 제조된 투명 기판으로부터 선택된 하부 외층,
- 중심층,
- 졸-겔 층으로부터 선택된 상부 외층,
- 임의로, 우선적으로는 투명 유리 기판으로부터 선택된 또 다른 추가의 상부 층이 위에 겹쳐 놓이는, 열성형성 또는 감압성 물질로 제조된 삽입물로부터 선택된 추가의 상부 층.
본 발명의 또 다른 대상은
- 주요 표면 중 하나는 텍스쳐화되고 다른 주요 표면은 평활한 것인 투명 기판을 제1 외층 또는 하부 외층으로서 제공하는 단계,
- 하부 외층의 주요 텍스쳐화 표면 상에 중심층을 침착시키는 단계로서, 중심층을 하부 외층의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 유전층 또는 금속층의 단일 층으로 형성할 경우에는, 중심층을 상기 주요 텍스쳐화 표면 상에 부합적 방식으로 침착시킴으로써, 또는 중심층을 하부 외층의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 적어도 하나의 유전층 또는 금속층을 포함하는 층들의 스택으로 형성할 경우에는, 중심층의 층들을 상기 주요 텍스쳐화 표면 상에 연속적으로 부합적 방식으로 침착시킴으로써, 하부 외층의 주요 텍스쳐화 표면 상에 중심층을 침착시키는 단계,
- 졸-겔 방법을 통한 침착에 의해, 하부 외층 반대쪽에 있는 중심층의 주요 텍스쳐화 표면 상에 상부 졸-겔 외층을 형성하는 단계,
- 임의로는, 층상 요소의 주요 외부 평활 표면(들) 상에 적어도 하나의 상부 및/또는 하부 추가의 층을 형성하는 단계
를 포함하고, 여기서 하부 외층 및 상부 외층이 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 유전 물질로 이루어진, 앞에서 기술된 층상 요소의 제조 방법이다.
또한, 본 발명의 대상은 앞에서 기술된 바와 같은 적어도 하나의 층상 요소를 포함하는 건물 파사드, 특히 공항 터미널 파사드이다.
본 발명의 또 다른 대상은 앞에서 기술된 바와 같은 층상 요소를 포함하는 디스플레이 또는 투영 스크린이다. 특히, 본 발명의 대상은 앞에서 기술된 바와 같은 층상 요소를 포함하는 헤드업 디스플레이 시스템의 글레이징이다.
마지막으로, 본 발명의 대상은 차량, 건물, 도로 시설물, 실내 가구, 디스플레이 또는 투영 스크린, 또는 헤드업 디스플레이 시스템의 글레이징의 전부 또는 일부로서 앞에서 기술된 층상 요소의 용도이다. 본 발명에 따른 층상 요소는 예를 들어 디스플레이 윈도우에 통합될 수 있고, 이렇게 해서 상기 층상 요소에 이미지가 투영되는 것을 허용한다.
본 발명의 특성 및 이점은 첨부된 도면과 관련해서 예로서만 제공된 층상 요소의 수 개의 실시양태에 대한 다음 설명에서 나타날 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 층상 요소의 개략적 단면도이다.
도 2는 층상 요소의 제1 변형예에 관한 도 1의 세부사항 I의 더 큰 크기의 도면이다.
도 3은 층상 요소의 제2 변형예에 관한 도 1의 세부사항 I의 더 큰 크기의 도면이다.
도 4 및 5는 본 발명에 따른 층상 요소의 제조 방법의 단계들을 나타내는 도면이다.
도 6은 졸-겔 층에서의 TiO2의 부피 분율의 함수로서 굴절률의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 졸-겔 방법을 통해 졸-겔 층이 위에 침착된 사티노보® 투명 거친 유리로 제조된 사틴-마감 기판의 주사전자현미경 사진이다.
도 8 및 9는 졸-겔 층의 굴절률의 함수로서 및 외층으로 이용되는 사티노보® 기판과 졸-겔 층 간의 굴절률 변화량의 함수로서 헤이즈 변화(우측 y축) 및 밝기 변화(좌측 y축)를 나타내는 그래프이다.
도면의 명료성을 위해, 도면에서 다양한 층들의 상대 두께는 엄격하게 준수하지 않았다. 게다가, 이 가능한 두께 변화량이 텍스쳐화된 접촉 표면의 평행성에 영향을 미치지 않는다는 점을 고려할 때, 텍스쳐의 기울기의 함수로서 중심층의 구성 층 또는 각 구성 층의 가능한 두께 변화량은 도면에 나타내지 않았다. 특히, 텍스쳐의 각 주어진 기울기에서, 텍스쳐화된 접촉 표면은 서로 평행하다.
도 1에 도시된 층상 요소(1)는 실질적으로 동일한 굴절률(n2, n4)을 갖는 투명 유전 물질로 이루어진 2개의 외층(2 및 4)을 포함한다. 각 외층(2 또는 4)은 각각 층상 요소의 외부 쪽으로 향하는 평활한 주요 표면(2A 또는 4A), 및 각각 층상 요소의 내부 쪽으로 향하는 텍스쳐화된 주요 표면(2B 또는 4B)을 갖는다.
층상 요소(1)의 평활한 외표면(2A 및 4A)은 각 표면(2A 및 4A)에서 복사선의 경면 투과, 즉, 복사선의 방향 변경 없이 외층 내로 복사선 진입 또는 외층으로부터 복사선 탈출을 허용한다.
내표면(2B 및 4B)의 텍스쳐는 서로 상보적이다. 도 1에서 분명히 보이는 바와 같이, 텍스쳐화된 표면(2B 및 4B)은 그들의 텍스쳐가 서로 엄격하게 평행한 구성으로 서로 대향해서 위치한다. 또한, 층상 요소(1)는 텍스쳐화된 표면(2B 및 4B) 사이에 접촉해서 삽입된 중심층(3)을 포함한다.
도 2에 나타낸 변형예에서, 중심층(3)은 단층이고, 금속이거나 또는 외층(2 및 4)의 굴절률과 상이한 굴절률(n3)을 갖는 유전체인 투명 물질로 이루어진다.
도 3에 나타낸 변형예에서, 중심층(3)은 층(31 내지 3k) 중 적어도 하나가 금속층이거나 또는 외층(2 및 4)의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 유전층인 수 개의 층들(31, 32, ..., 3k)의 투명한 스택에 의해 형성된다. 바람직하게는, 적어도 스택의 말단에 위치하는 두 층(31 및 3k) 각각은 금속층이거나 또는 외층(2 및 4)의 굴절률과 상이한 굴절률(n31 또는 n3k)을 갖는 유전층이다.
도 2 및 3에서, S0은 외층(2)과 중심층(3) 사이의 접촉 표면을 나타내고, S1은 중심층(3)과 외층(4) 사이의 접촉 표면을 나타낸다. 게다가, 도 3에서, S2 내지 Sk는 표면(S0)에 가장 가까운 접촉 표면부터 시작해서 연속하여 중심층(3)의 내부 접촉 표면을 나타낸다.
도 2의 변형예에서, 서로 평행한 텍스쳐화된 표면(2B 및 4B) 사이에 접촉하는 중심층(3)의 배열 때문에, 외층(2)과 중심층(3) 사이의 접촉 표면(S0)은 텍스쳐화되고, 중심층(3)과 외층(4) 사이의 접촉 표면(S1)에 평행하다. 다시 말해서, 중심층(3)은 접촉 표면(S0 및 S1)에 수직으로 측정할 때 중심층 전체 영역에 걸쳐서 균일한 두께(e3)를 갖는 텍스쳐화된 층이다.
도 3의 변형예에서, 중심층(3)의 구성 스택의 두 인접 층 사이의 각 접촉 표면(S2,...,Sk)는 텍스쳐화되고, 외층(2, 4)과 중심층(3) 사이의 접촉 표면(S0 및 S1)에 엄격히 평행하다. 이렇게 해서, 상이한 유전 또는 금속 본성을 가지거나 또는 상이한 굴절률을 갖는 유전체인 요소(1)의 인접 층 사이의 모든 접촉 표면(S0, S1,..., Sk)은 텍스쳐화되고 서로 평행하다. 특히, 중심층(3)의 구성 스택의 각 층 (31, 32,..., 3k)는 접촉 표면(S0, S1,...,Sk)에 수직으로 측정되는 균일한 두께(e31, e32,...,e3k)를 갖는다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 층상 요소(1)의 각 접촉 표면(S0, S1 또는 S0, S1,...,Sk)의 텍스쳐는 접촉 표면의 일반 평면 π에 비해 움푹 들어가거나 또는 돌출되는 다수의 디자인에 의해 형성된다. 바람직하게는, 각 텍스쳐화된 접촉 표면(S0, S1 또는 S0, S1,...,Sk)의 디자인의 평균 높이는 1 ㎛ 내지 100 ㎛이다. 각 텍스쳐화된 접촉 표면의 디자인의 평균 높이는 산술 평균
Figure pct00002
(여기서, yi은 도 1에 개략적으로 나타낸 바와 같이 표면의 각 디자인에 대해서 피크와 평면 π 사이에서 측정되는 거리임)으로 정의된다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 중심층(3)의 구성 층 또는 각 구성 층의 두께(e3, 또는 e31, e32,...,e3k)는 층상 요소(1)의 각 텍스쳐화된 접촉 표면(S0, S1 또는 S0, S1,...,Sk)의 디자인의 평균 높이보다 작다. 이 조건은 중심층(3)의 층 안으로의 복사선의 유입 계면 및 이 층 밖으로의 복사선의 유출 계면이 평행할 확률을 증가시키기 위해 중요하고, 이렇게 해서 층상 요소(1)를 통한 복사선의 경면 투과의 백분율을 증가시키기 위해 중요하다. 다양한 층을 볼 수 있도록 하기 위해, 도면에서는 이 조건이 엄격히 준수되지 않았다.
바람직하게는, 중심층(3)의 구성 층 또는 각 구성 층의 두께(e3 또는 e31, e32,...,e3k)는 층상 요소의 각 텍스쳐화된 접촉 표면의 디자인의 평균 높이의 1/4 미만이다. 특히, 중심층(3)이 얇은 층이거나 또는 얇은 층들의 스택일 때, 중심층(3)의 각 층의 두께(e3 또는 e31, e32,...,e3k)는 층상 요소의 각 텍스쳐화된 접촉 표면의 디자인의 평균 높이의 1/10 정도 또는 그 미만이다.
도 1은 층상 요소(1) 상에 외층(2) 쪽에서 입사하는 복사선의 경로를 도시한다. 입사 빔(Ri)이 주어진 입사각(θ)으로 외층(2)에 도달한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 입사 빔(Ri)이 외층(2)과 중심층(3) 사이의 접촉 표면(S0)에 이를 때, 입사 빔(Ri)은 금속 표면에 의해, 또는 도 2의 변형예에서는 외층(2)과 중심층(3) 사이 및 도 3의 변형예에서는 외층(2)과 층(3i) 사이의 이 접촉 표면에서의 굴절률 차이에 의해 반사된다. 접촉 표면(S0)이 텍스쳐화되기 때문에, 반사가 다수의 방향(Rr)으로 일어난다. 이렇게 해서, 층상 요소(1)에 의한 복사선의 반사는 확산 반사이다.
또한, 입사 복사선의 일부는 중심층(3) 내에서 굴절된다. 도 2의 변형예에서, 접촉 표면(S0 및 S1)은 서로 평행하고, 이것은 스넬-데카르트 법칙에 따라 n2.sin(θ) = n4.sin(θ')(여기서, θ는 외층(2)으로부터 중심층(3) 상에 입사하는 복사선의 입사각이고, θ'은 중심층(3)으로부터 입사한 복사선의 외층(4) 내에서의 굴절각임)임을 의미한다. 도 3의 변형예에서, 접촉 표면(S0, S1,...,Sk)이 모두 서로 평행하기 때문에, 스넬-데카르트 법칙으로부터 유래되는 관계 n2.sin(θ) = n4.sin(θ')가 여전히 입증된다. 따라서, 두 변형예에서, 두 외층의 굴절률(n2 및 n4)은 서로 실질적으로 같기 때문에, 층상 요소에 의해 투과되는 빔(Rt)은 층상 요소 상에 입사하는 입사각(θ)과 같은 투과각(θ')으로 투과된다. 이렇게 해서, 층상 요소(1)에 의한 복사선의 투과는 경면 투과이다.
마찬가지로, 두 변형예에서, 층상 요소(1) 상에 외층(4) 쪽에서 입사하는 복사선은 앞에서와 동일한 이유로 층상 요소에 의해 확산 방식으로 반사되고 경면 투과 방식으로 투과된다.
유리하게는, 층상 요소(1)는 그의 평활한 외표면(2A 및 4A) 중 적어도 하나 상에 반사방지 코팅(6)을 포함한다. 바람직하게는, 반사방지 코팅(6)은 복사선을 받도록 의도된 층상 요소의 각 주요 외표면 상에 제공된다. 도 1의 예에서는, 표면(2A)이 복사선이 입사하는 쪽으로 향하는 층상 요소의 표면이기 때문에, 외층(2)의 표면(2A)에만 반사방지 코팅(6)이 구비된다.
앞에서 언급한 바와 같이, 외층(2 또는 4)의 평활한 표면(2A 및/또는 4A) 상에 제공되는 반사방지 코팅(6)은 공기와 외층 사이의 계면에서 복사선 반사를 감소시키는 것을 가능하게 하는 어떠한 유형도 될 수 있다. 그것은 특히 공기의 굴절률과 외층의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 층, 간섭 필터로서 역할하는 얇은 층들의 스택, 또는 굴절률의 구배를 갖는 얇은 층들의 스택일 수 있다.
본 발명의 글레이징을 제조하는 방법의 예를 도 4를 참고하여 아래에서 기술한다. 이 방법에 따르면, 층상 요소(1)의 외층(2)을 형성하는 강직성 또는 가요성 투명 기판의 텍스쳐화된 표면(2B) 상에 부합적 방식으로 중심층(3)을 침착시킨다. 텍스쳐화된 표면(2B) 반대쪽에 있는 기판의 주요 표면(2A)은 평활하다. 이 기판(2)은 특히 사티노보®, 알바리노(Albarino)® 또는 마스터글라스(Masterglass)® 같은 유형의 텍스쳐화된 유리 기판일 수 있다. 한 변형예로서, 기판(2)은 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리카르보네이트 같은 유형의 강직성 또는 가요성 중합체 물질을 기재로 하는 기판일 수 있다.
중심층(3)이 단층이든 수 개의 층들의 스택에 의해 형성되든, 중심층(3)의 부합적 침착은 바람직하게는 특히 진공 하에서 자기장 지원 캐소드 스퍼터링("캐소드 마그네트론" 스퍼터링이라고 알려짐)에 의해 제조된다. 이 기술은 기판(2)의 텍스쳐화된 표면(2B) 상에 단일 층을 부합적 방식으로 또는 스택의 다양한 층들을 연속하여 부합적 방식으로 침착시키는 것을 가능하게 한다. 그것은 특히 얇은 유전층, 특히 Si3N4, SnO2, ZnO, ZrO2, SnZnOx, AlN, NbO, NbN, TiO2, SiO2, Al2O3, MgF2, AlF3의 층 또는 얇은 금속층, 특히 은, 금, 티타늄, 니오븀, 규소, 알루미늄, 니켈-크로뮴(NiCr) 합금 층, 또는 합금 또는 이들 금속의 층일 수 있다.
도 4의 방법에서, 층상 요소(1)의 제2 외층(4)은 기판(2)의 굴절률과 실질적으로 같은 굴절률을 갖는 투명 졸-겔 층으로 중심층(3)을 덮음으로써 형성될 수 있다. 점성, 액체 또는 페이스트 상태의 이 층은 기판(2) 반대쪽에 있는 중심층(3)의 표면 (3B)의 텍스쳐를 포함한다. 이렇게 해서, 층(4)의 경화된 상태에서, 중심층(3)과 외층(4) 사이의 접촉 표면(S1)은 사실상 텍스쳐화되고, 중심층(3)과 외층(2) 사이의 접촉 표면(S0)에 평행하다는 것을 보장한다.
도 4의 층상 요소(1)의 외층(4)은 중심층(3)의 텍스쳐화된 표면 상에 졸-겔 방법에 의해 침착된 졸-겔 층이다.
마지막으로, 층상 요소에 하나 이상의 추가의 층(12)이 형성될 수 있다. 이 경우, 추가의 층(들)은 바람직하게는 평평한 유리 기판, 플라스틱 삽입물 또는 삽입물 및 평평한 유리 기판의 겹쳐놓기이다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 층상 요소의 외층을 형성하는 졸-겔 층 상에 층상 요소의 주요 평활 외표면에 맞대어 PVB 또는 EVA 적층 삽입물을 배치함으로써 추가의 층(12)을 형성하는 것이 유리할 수 있다. 이 경우에 추가의 층(12)은 바람직하게는 졸-겔 방법으로부터 얻은 층상 요소의 외층과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는다.
또한, 추가의 층은 투명 기판, 예를 들어 평평한 유리일 수 있다. 이 경우에 추가의 층은 반대 기판으로 이용된다. 그래서, 졸-겔 층은 중심층이 구비된 하부 외층과 반대 기판 사이에 일체를 이루는 연결을 보장한다.
추가의 상부 층으로서 투명 기판의 이용은 상기 추가의 상부 층 바로 아래의 추가의 층이 중합체 적층 삽입물에 의해 형성될 때 특히 유용하다.
PVB 또는 EVA 적층 삽입물에 의해 형성되는 제1 추가의 층(12)은 층상 요소의 상부 외표면에 맞대어 배치될 수 있고, 평평한 유리 기판으로 이루어진 제2 추가의 층(12)은 삽입물 상에 탑재될 수 있다.
이 구성에서, 추가의 층들은 표준 적층 방법을 통하여 층상 요소와 조합된다. 이 방법에서는, 중합체 적층 삽입물 및 기판을 층상 요소의 주요 상부 외표면부터 시작해서 연속적으로 배치하고, 그 다음, 이렇게 해서 형성된 적층된 구조에 적어도 중합체 적층 삽입물의 유리전이온도까지 압축 및/또는 가열을 예를 들어 프레스 또는 오븐에서 적용한다.
이 적층 방법 동안, 삽입물이 상부 층이 졸-겔 층인 층상 요소 바로 위에 위치하는 추가의 상부 층을 형성할 때, 그것은 졸-겔 층의 상부 표면 및 평평한 유리 기판의 하부 표면과 합치한다.
도 5에 도시된 방법에서, 층상 요소(1)는 약 200 - 300 ㎛의 총 두께를 갖는 가요성 필름이다. 층상 요소는 다음 층의 겹쳐놓기에 의해 형성된다:
- 중합체 가요성 필름에 의해 형성되는 추가의 하부 층(12),
- 가요성 필름의 주요 평활 표면 중 하나에 맞대어 적용된, UV 복사선의 작용 하에서 광가교성 및/또는 광중합성인 물질로 제조된 외층(2),
- 중심층(3),
- 층상 요소(1)의 제2 외층(4)을 형성하도록 50 ㎚ 내지 50 ㎛의 두께를 갖는 졸-겔 층.
추가의 하부 층을 형성하는 가요성 필름은 100 ㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 필름일 수 있고, 외층(2)은 약 10 ㎛ 두께를 갖는 제이에스알 코포레이션(JSR Corporation)이라는 회사에서 판매하는 KZ6661 같은 유형의 UV 경화성 수지의 층일 수 있다. 가요성 필름 및 층(2)은 둘 다 589 ㎚에서 약 1.65의 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는다. 경화된 상태에서, 수지의 층은 PET와 좋은 접착성을 나타낸다.
수지의 층(2)은 필름 (12) 반대쪽에 있는 그의 표면(2B) 상에 텍스쳐의 삽입을 허용하는 점도로 가요성 필름에 적용된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 표면(2B)의 텍스쳐화는 층(2) 상에 형성되는 텍스쳐에 상보적인 텍스쳐를 표면 상에 갖는 롤러 (13)를 이용해서 수행될 수 있다. 일단 텍스쳐가 형성되면, 도 5에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 겹쳐 놓인 가요성 필름 및 수지의 층(2)에 UV 복사선이 조사되고, 이것은 텍스쳐를 갖는 수지 층(2)의 고화 및 가요성 필름과 수지층(2) 간의 조립을 허용한다.
그 다음, 외층(2)의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 중심층(3)을 텍스쳐화된 표면(2B) 상에 부합적 방식으로 마그네트론 캐소드 스퍼터링에 의해 침착시킨다. 이 중심층은 앞에서 기술한 바와 같이 단층일 수 있거나 또는 층들의 스택에 의해 형성될 수 있다. 그것은 예를 들어
- 55 내지 65 ㎚, 즉, 약 60 ㎚의 두께 및 550 ㎚에서 2.45의 굴절률을 갖는 TiO2 층,
- 특허 출원 제WO 02/48065호 및 제EP 0 847 965호에 기술된 바와 같은 적어도 하나의 은 기재 층을 포함하는 층들의 스택.
그 다음, 층상 요소(1)의 제2 외층(4)을 형성하기 위해 중심층(3) 상에 졸-겔 층을 침착시킨다. 이 제2 외층(4)은 외층(2) 반대쪽에 있는 중심층(3)의 텍스쳐화된 표면 (3B)을 포함한다.
결합을 위해서는 제거되도록 의도된 보호 스트립(라이너) (15)으로 덮인 접착층(14)이 층상 요소(1)의 층(4)의 외표면(4A)에 적용될 수 있다. 이렇게 해서, 층상 요소(1)는 표면에 확산 반사 성질을 제공하도록 표면, 예컨대 글레이징의 표면 상에 결합함으로써 적용될 준비를 갖춘 가요성 필름 형태이다. 도 5의 예에서, 접착층(14) 및 보호 스트립 (15)은 층(4)의 외표면(4A)에 적용된다. 입사 복사선을 받도록 의도된 층(2)의 외표면(2A) 그 자체에 반사방지 코팅이 구비된다.
특히 유리한 방식으로, 도 5에 제안된 바와 같이, 이 방법의 다양한 단계들은 동일 제조 라인으로 연속적으로 수행될 수 있다.
도 4 내지 5에는 층상 요소(1)의 반사방지 코팅(들)의 삽입을 나타내지 않았다. 이들 도면에 도시된 각 방법에서는 우선성 없이 반사방지 코팅(들)이 층상 요소 조립 전 또는 후에 외층의 평활한 표면(2A 및/또는 4A) 상에 삽입될 수 있다.
본 발명은 기술되고 나타낸 예에 제한되지 않는다. 특히, 층상 요소가 도 5의 예에서처럼 가요성 필름일 때, 중합체 필름을 기재로 하여, 예를 들어 PET 필름을 기재로 하여 형성된 각 외층의 두께는 10 ㎛ 초과, 특히 약 10 ㎛ 내지 1 ㎜일 수 있다.
게다가, 도 5의 예에서의 제1 외층(2)의 텍스쳐화는 중합체 필름 상에 침착되는 경화성 수지 층을 이용하지 않고, 하지만, 직접적으로 중합체 필름의 고온 엠보싱에 의해, 특히 텍스쳐화된 롤러를 이용한 적층에 의해 또는 펀치를 이용한 프레싱에 의해 얻어질 수 있다.
또한, 유리 기판 대신 플라스틱 기판의 경우에도 유사한 구조가 예상될 수 있다.
본 발명에 따른 글레이징은 글레이징의 공지된 모든 응용, 예컨대 차량, 건물, 도로 시설물, 실내 가구, 조명, 디스플레이 스크린 등에 이용될 수 있다. 또한, 그것은 중합체 물질을 기재로 하는 가요성 필름일 수 있고, 특히 표면에 확산 반사 성질을 제공하고 동시에 표면의 투과 성질을 보존하기 위해 표면에 적용될 수 있다.
본 발명의 강한 확산 반사를 갖는 층상 요소는 헤드업 디스플레이(HUD) 시스템에 이용될 수 있다. 공지된 방식으로, 특히 항공기 조종석 및 열차 뿐만 아니라 요즘에는 개인용 모터 차량(자동차, 트럭 등)에 유용한 HUD 시스템은 글레이징, 일반적으로 차량의 앞유리에 투영되는 정보를 표시하는 것을 가능하게 하고, 그것은 차장 또는 관찰자에게로 반사된다. 이 시스템은 차장이 차량의 전방 시야로부터 그의 시선을 움직이지 않아도 차장에게 차량에 대해 알려주는 것을 가능하게 하고, 이는 안전성을 크게 향상시킨다. 차장은 글레이징 뒤에 일정 거리에 위치하는 허상을 본다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 층상 요소는 정보가 투영되는 글레이징으로서 HUD 시스템에 통합된다. 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 층상 요소는 HUD 시스템의 글레이징, 특히 앞유리의 주요 표면에 적용되는 가요성 필름이고, 정보는 글레이징 상에 가요성 필름 쪽에 투영된다. 이 두 경우 모두에서, 층상 요소 내의 복사선이 마주치는 제1 텍스쳐화된 접촉 표면에서 강한 확산 반사가 일어나고, 이것은 허상의 좋은 가시화를 허용하고, 한편으로는 글레이징을 통한 경면 투과가 보존되어, 글레이징을 통한 선명한 시야를 보장한다.
종래 기술의 HUD 시스템에서는 허상이 2 개의 유리 시트 및 플라스틱 삽입물로부터 형성되는 적층된 구조를 갖는 글레이징(특히, 앞유리) 상에 정보를 투영함으로써 얻어진다는 것을 주목한다. 이 기존 시스템의 단점은 그렇게 되면 차장이 이중 상, 즉, 조종석의 내부 쪽으로 배향되는 글레이징의 표면에 의해 반사되는 제1 상 및 글레이징의 외표면의 반사에 의한 제2 상을 보고, 이 두 상은 서로에 대해 약간 천이된다는 것이다. 이 천이는 정보를 보는 데 지장을 줄 수 있다.
본 발명은 이 문제를 극복하는 것을 가능하게 한다. 특히, 층상 요소가 투영원으로부터 복사선을 받는 글레이징으로서 또는 글레이징의 주요 표면에 적용되는 가요성 필름으로서 HUD 시스템에 통합될 때, 층상 요소 내의 복사선이 마주치는 제1 텍스쳐화된 접촉 표면 상에서의 확산 반사가 공기와 접촉하는 외표면 상에서의 반사보다 현저하게 높을 수 있다. 이렇게 해서, 층상 요소의 제1 텍스쳐화된 접촉 표면 상에서 반사를 촉진함으로써 이중 반사가 제한된다.
실시예
I. 졸-겔 용액, 및 조정가능한 굴절률을 포함하는 졸-겔 층의 제조
실시예에서 제조되는 졸-겔 층은 이산화티타늄 입자가 분산된, 실리카 및 지르코늄 산화물의 유기/무기 혼성 매트릭스를 포함하였다. 졸-겔 용액에 이용되는 주요 화합물은 다음 화합물이다:
- 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(GLYMO),
- 프로판올 중의 70%(질량 비율)의 용액 형태의 지르코늄 프로폭시드,
- 23%(질량 비율)의 고체 함량을 갖는 수분산액 중의 50 ㎚ 미만의 직경을 갖는 입자 형태의, 크리스탈 액티브(Cristal Activ)™라는 이름으로 판매되는 TiO2.
유기실란, 지르코늄 프로폭시드의 용액, 아세트산 및 임의로, 물을 혼합함으로써 매트릭스의 제1 전구체 조성물을 제조하였다. 구성 성분들은 격렬하게 교반하면서 적가해서 혼합하였다. 그 다음, 이 제1 조성물에 나머지 화합물, 즉, 입자 형태의 이산화티타늄의 수분산액, 계면활성제 및 임의로, 다른 희석 용매, 예컨대 에탄올을 첨가하였다. 이렇게 하여 졸-겔 용액을 얻었다.
졸-겔 용액에 첨가되는 이산화티타늄의 분산 비율에 따라, 졸-겔 층의 매트릭스가 일단 가교되면 TiO2 입자로 다소간 충전될 것이다. 졸-겔 층의 굴절률은 이산화티타늄의 부피 분율에 따라 좌우된다. 이렇게 해서, 얻은 졸-겔 층의 굴절률을 0.001 정도의 고정밀 조정으로 1.490 내지 1.670에서 다르게 하는 것이 가능하다. 이렇게 해서, 하부 외층으로 이용되는 모든 유형의 표준 유리 기판에 대해서 0.015 미만의 굴절률 일치를 얻는 것이 가능하다.
졸-겔 층의 고체 함량은 1회 패스로 침착시킬 수 있는 최대 두께에 영향을 미친다.
이 결과들을 예시하기 위해, 다양한 졸-겔 용액을 제조하였다. 그 다음, 이 용액들을 지지체 상에 분사함으로써 적용하고, 150℃ 또는 200℃의 온도에서 20 분 내지 수 시간의 시간 동안 가교해서 1.493 내지 1.670에서 다른 굴절률을 갖는 졸-겔 층을 형성하였다.
II. TiO2의 부피 비율이 졸-겔 층의 굴절률에 미치는 영향
아래 표들은 시험되는 졸-겔 용액의 조성 및 또한, 얻은 졸-겔 층의 조성을 요약한다.
졸-겔 용액에 관해서, 주어진 비율은 졸-겔 용액의 총 질량에 대한 질량 비율에 상응한다.
Figure pct00003
졸-겔 층에 관해서, 실리카 및 지르코늄 산화물의 혼성 매트릭스 및 TiO2 입자를 포함하는 주요 성분의 총 부피에 대한 TiO2의 부피 비율을 정하였다. 주요 성분의 비율은 주요 화합물의 총 질량에 대한 졸-겔 층의 주요 화합물의 질량 비율에 상응한다.
Figure pct00004
가수분해 반응 및 축합에 의한 유기실란 및 지르코늄 프로폭시드의 가교 후, 졸-겔 층의 매트릭스를 얻었고, 이 매트릭스는 이하에서는 "Gly-SiO2"라고 불리는 비가수분해성 유기 기를 포함하는 규소 산화물 및 지르코늄 산화물을 기재로 하고, 여기에 TiO2 입자가 분산되었다. 이 세 화합물은 졸-겔 층의 주요 화합물을 나타낸다.
이산화티타늄의 부피 분율은 20% 미만의 TiO2의 부피 비율에서는 졸-겔 층의 굴절률에 선형적 영향을 미쳤다. 더 높은 비율에서는, 굴절률이 계속 증가하지만, 곡선의 기울기 감소가 관찰되었다. 그러나, 일단 이 곡선이 결정되면, 관련 분야의 기술자는 20% 초과의 TiO2의 부피 분율을 포함하는 졸-겔 층의 굴절률을 근사법에 의해 추정할 수 있다.
도 6은 졸-겔 층 중의 TiO2의 부피 비율의 함수로서 굴절률 변화를 나타낸다. TiO2의 비율의 함수로서 굴절률의 선형 변화가 관찰되었고; 그것은 20% 미만의 비율에서 선형이었다.
굴절률에 대한 정밀도는 TiO2 양의 0.1%(부피 비율)의 오차에 대해 7 x 10-4이었다.
III. SEM 관찰
졸-겔 층이 두께에서 기판의 거칠기를 채우고 평평한 상부 표면을 얻는 것을 가능하게 하는 것을 보장하기 위해 주사전자현미경에 의한 관찰을 수행하였다. 도 7의 사진은 졸-겔 방법을 통해 졸-겔 층이 위에 침착된 세인트-고베인이라는 회사로부터의 투명한 거친 유리 사티노보®의 사틴 마감 기판을 나타낸다. 이 4 ㎜ 두께 기판은 산 공격에 의해 얻은 주요 텍스쳐화 표면을 포함하였다. 이렇게 해서, 이 기판을 층상 요소의 하부 외층으로 이용하였다. 유리 사티노보®의 텍스쳐화된 표면의 거칠기 Ra에 상응하는 이 하부 외층의 텍스쳐 디자인의 평균 높이는 1 내지 5 ㎛였다. 그의 굴절률은 1.518이고, 그의 PV는 12 내지 17 ㎛였다.
졸-겔 층으로 덮인 기판 사티노보®를 내부가 보이게 절취된 도면으로 나타낸 좌측 사진에서, 텍스쳐가 접촉 표면의 일반 평면에 비해 움푹 들어가거나 또는 돌출되는 다수의 디자인에 의해 형성된다는 것이 명백히 보인다. 졸-겔 층의 두께는 14.3 ㎛였다.
우측 사진은 동일 기판의 상면도를 나타낸다. 졸-겔 층을 의도적으로 기판 사티노보®의 전체 표면에 적용하지는 않았다. 졸-겔 층은 기판의 거칠기를 고르게 하는 것을 가능하게 하였다.
IV. 굴절률 일치의 영향에 대한 평가
졸-겔 층의 굴절률 변화량의 영향을 측정하기 위해서, 다양한 졸-겔 용액을 제조해서 위에서 정의한 투명한 거친 유리 사티노보®의 사틴-마감 기판 상에 침착시켰다. 건조 후 침착된 졸-겔 층의 두께는 약 15 ㎛였다.
이 시험의 목표는 상부 외층과 하부 외층 간의 굴절률 일치가 다음과 같은 글레이징의 광학 성질에 미치는 영향을 나타내기 위한 것이다:
- 표준 ISO 9050:2003(광원 D65; 2°관찰자)에 따라서 측정한 가시 범위에서의 빛 투과율 값 TL(%),
- 하부 외층 쪽에서 층상 요소 상에 입사하는 복사선에 대해 표준 ASTM D 1003에 따라서 헤이즈계로 측정한 헤이즈 투과 값(헤이즈 T)(%),
- 비와이케이로부터의 헤이즈-가드 헤이즈계로 측정한 밝기(%).
게다가, 이렇게 해서 얻은 기판을 통한 "시야"의 품질을 5명의 관찰자가 맹검 시험으로, 즉, 관찰자가 기판의 졸-겔 층의 굴절률 또는 굴절률 일치 같은 특성을 알지 못한 채로, 시각적으로 평가하였다. 관찰자는 졸-겔 층이 코팅된 각 기판에 대해 "-" (부정확함), "+" (정확함), "++" (좋음), "+++" (우수함)으로부터 선택되는 평가지표를 부여하였다.
이 시험을 간략화하기 위해, 중심층을 생략하였다. 그러나, 중심층의 부재는 연구된 성질에 관해서 관찰된 성향을 변경하지 않는다.
아래 표에 시험된 졸-겔 용액의 조성 및 얻은 졸-겔 층의 조성을 요약하였다.
얻은 결과를 상기 표에서 대조하였다.
Figure pct00005
△n은 기판 사티노보®와 졸-겔 층의 굴절률 변화량을 나타냄.
도 8은 졸-겔 층의 굴절률의 함수로서 헤이즈 변화(우측 y축) 및 밝기 변화(좌측 y축)를 나타내는 그래프이다. 굵은 수직선은 유리 기판 사티노보®의 굴절률을 도시한다.
도 9는 기판 사티노보®와 졸-겔 층 간의 굴절률 변화량의 함수로서 헤이즈 변화(우측 y축) 및 밝기 변화(좌측 y축)를 나타내는 그래프이다.
졸-겔 층이 1.500 내지 1.530의 굴절률을 가질 때, 이렇게 해서 코팅된 기판을 통해 0.5% 미만의 헤이즈 값을 얻었다. 그러나, 헤이즈 값만으로는 시야의 우수성을 특성화하기에 충분하지 않았다. 이런 이유 때문에 밝기도 결정하였다. 지시된 굴절률 범위에서 거의 일정한 헤이즈 값과 다르게, 밝기 값은 이 범위 내에서 졸-겔 층의 굴절률 값에 대해 기판의 굴절률 값, 즉, 1.518에 중심을 둔 피크를 나타낸다는 것을 발견하였다. 더 특히, 0.020 미만의 굴절률 차이에서는 좋은 결과를 얻었고, 0.015 미만, 또는 심지어 0.005 미만의 굴절률 차이에서는 우수한 결과를 얻었다.
결론적으로, 굴절률(n1)의 하부 외층과 굴절률(n2)의 상부 졸-겔 외층 간의 굴절률 차이의 절대값은 바람직하게는 0.020 미만, 보다 바람직하게는 0.015 미만, 보다 더 바람직하게는 0.013 미만이었다.
V. 적층의 영향
적층이 광학 성능 품질에 지장을 주지 않는다는 것을 입증하기 위해, 다음 기판들의 비교 시험을 수행하였다:
S1 : 졸-겔 층 O가 코팅된 기판 사티노보®
S2 : PVB 삽입물에 의해 평평한 유리와 적층된 졸-겔 층 O가 코팅된 기판 사티노보®
S3 : PVB 삽입물이 코팅된 기판 사티노보®
Figure pct00006
기판이 적층되지 않을 때 더 좋은 결과가 얻어지긴 하지만, 광학 성능 품질은 두 경우 모두에서 좋다. 적층은 졸-겔 층의 주요 표면의 결함을 "평평하게 하거나" 또는 없애는 이점을 갖는다. 이렇게 해서, 잔물결 측면이 없고 먼지로부터 보호되는 완전히 평평한 외표면이 얻어진다.
졸-겔 층 없이 직접 적층은 4.5%의 헤이즈 및 58%의 밝기를 초래한다는 것을 알아낸 것은 흥미롭고, 이 값들은 전적으로 허용가능 범위 밖이다.
VI. 마그네트론 층 존재의 영향
이 시험은 다음 스택을 포함하는 투명 층상 요소로 수행하였다:
- 하부 외층: 4 ㎜ 또는 6 ㎜의 유리 기판 사티노보®,
- 중심층: 마그네트론 스퍼터링에 의해 침착된 적어도 하나의 은 기재 층을 포함하는 층들의 스택,
- 상부 외층: 졸-겔 층 O,
- 추가의 상부 층: PVB 삽입물,
- 추가의 상부 층: 4 ㎜의 평평한 유리.
마그네트론에 의해 침착된 중심층의 존재는 층상 요소에 중심층 상에서의 반사로부터 생기는 고유 헤이즈 효과를 제공하였다. 그래서, 심지어 완전한 굴절률 일치의 경우조차도, 헤이즈가 얻어졌다. 헤이즈 값은 중심층의 성질에 의존한다.
졸-겔 층을 적용하였다. 마지막으로, 0.38 ㎜ 두께의 PVB 삽입물을 졸-겔 층 및 평평한 유리 플라니룩스(Planilux)®와 접촉해서 놓음으로써 어셈블리를 적층하였다. 사틴-마감 평평한 유리는 SKN 층을 갖는 처음 두 예에서는 4 ㎜의 두께를 가지고, 마지막 두 예에서는 6 ㎜의 두께를 가졌다.
중심층의 층들의 스택은 예를 들어 특허 출원 제WO 02/48065호 및 제EP 0 847 965호에 기술되어 있다. 중심층이 평평한 표면 상에 침착될 때, 중심층은 아래에 주어진 특성을 가졌다.
Figure pct00007
아래 표에서, 헤이즈 값 및 밝기 값은 마그네트론에 의해 침착된 은 기재 층들의 스택을 중심층으로 포함하는 층들의 상이한 요소에 대해서 측정하였다. 그래서, 헤이즈는 증가하고, 수 %의 상대적으로 높은 값에 도달할 수 있다는 것을 관찰하였다. 다른 한편, 밝기는 97% 초과의 값으로 매우 높았다. 이것은 투과에서 매우 좋은 품질의 시야를 갖는 글레이징을 갖는 것을 가능하게 한다.
Figure pct00008

Claims (15)

  1. 2개의 주요 평활 외표면(2A, 4A)을 갖는 투명 층상 요소(1)이며,
    - 각각 층상 요소의 2개의 주요 외표면(2A, 4A) 중 하나를 형성하는, 실질적으로 동일한 굴절률(n2, n4)을 갖는 유전 물질로 이루어진 2개의 외층인 하부 외층(2) 및 상부 외층(4), 및
    - 외층의 굴절률과 상이한 굴절률(n3)의 유전층 또는 금속층인 단일 층에 의해, 또는 외층의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 적어도 하나의 유전층 또는 금속층을 포함하는 층들(31, 32, ..., 3k)의 스택에 의해 형성되는, 외층 사이에 삽입된 중심층(3)
    을 포함하고,
    여기서, 하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률의 유전층인 층상 요소의 두 인접 층 사이의 각 접촉 표면(S0, S1, ..., Sk)이 텍스쳐화되고, 하나는 유전층이고 다른 하나는 금속층이거나 또는 둘 다가 상이한 굴절률을 갖는 유전층인 두 인접 층 사이의 다른 텍스쳐화된 접촉 표면에 평행하고,
    여기서, 상부 외층(4)이 실리카를 기재로 하는 유기/무기 혼성 매트릭스를 포함하는 졸-겔 층인 것
    을 특징으로 하는 층상 요소.
  2. 제1항에 있어서, 층상 요소의 2개의 외층의 구성 유전 물질 간의 589 ㎚에서의 굴절률 차이의 절대값이 0.020 이하, 바람직하게는 0.015 이하인 것을 특징으로 하는 층상 요소.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 한편으로는 외층(2, 4)과 다른 한편으로는 중심층(3)의 적어도 하나의 유전층 간의 589 ㎚에서의 굴절률 차이의 절대값이 0.3 이상, 바람직하게는 0.5 이상인 것을 특징으로 하는 층상 요소.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 졸-겔 층이 또한 적어도 하나의 금속 산화물 또는 적어도 하나의 칼코게나이드의 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 요소.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 실리카 기재 유기/무기 혼성 매트릭스가 또한 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 요소.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 금속 산화물이 티타늄, 지르코늄, 아연, 니오븀, 알루미늄 및 몰리브데넘으로부터 선택된 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 요소.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 졸-겔 층이 이산화티타늄 입자가 분산된, 실리카 및 지르코늄 산화물의 유기/무기 혼성 매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 요소.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 투과 헤이즈가 5% 미만이고/거나 밝기가 93% 초과인 것을 특징으로 하는 층상 요소.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 졸-겔 층이 졸-겔 용액을 경화시키는 것에 의해 얻어지고, 화학식 RnSiX(4-n)의 적어도 하나의 유기실란의 가수분해 및 축합으로부터 생성된 생성물을 포함하고, 여기서
    - n은 1, 2, 3이고, 바람직하게는 n은 1 또는 2이고, 보다 바람직하게는 n은 1이고,
    - X 기는 동일 또는 상이할 수 있고, 알콕시, 아실옥시 및 할라이드 기로부터 선택된 가수분해성 기, 바람직하게는 알콕시를 나타내고,
    - R 기는 동일 또는 상이할 수 있고, 탄소 원자를 통해 규소에 결합된 비가수분해성 유기 기를 나타내는 것
    을 특징으로 하는 층상 요소.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 졸-겔 층이 졸-겔 용액을 경화시키는 것에 의해 얻어지고,
    i) 적어도 하나의 유기 실란, 및
    ii) 금속 산화물의 적어도 하나의 전구체, 및/또는
    iii) 적어도 하나의 금속 산화물 또는 적어도 하나의 칼코게나이드의 입자
    의 가수분해 및 축합으로부터 생성된 생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 요소.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상부 외층 및/또는 하부 외층의 위에 또는 아래에 배치된, 바람직하게는
    - 2개의 평활한 주요 표면을 포함하는 중합체, 유리 및 세라믹으로부터 선택된 투명 기판,
    - 성형 작업에 적합한, 초기에 점성, 액체 또는 페이스트 상태인 경화성 물질,
    - 열성형성 또는 감압성 플라스틱 물질로 제조된 삽입물
    로부터 선택된 적어도 하나의 추가의 층을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 요소.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 층상 요소의 하부 외층이
    - 주요 표면 중 하나는 텍스쳐화되고 다른 하나는 평활한 것인, 바람직하게는 중합체, 유리 및 세라믹으로부터 선택된 투명 기판,
    - 하나 이상의 전이 금속, 비금속 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물로부터 선택된 유전 물질의 층,
    - 하기를 포함하는, 성형 작업에 적합한, 초기에 점성, 액체 또는 페이스트 상태인 경화성 물질을 기재로 하는 층:
    - 광가교성 및/또는 광중합성 물질,
    - 졸-겔 방법을 통해 침착되는 층,
    - 바람직하게는 폴리비닐 부티랄(PVB), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 공중합체로부터 선택된 중합체를 기재로 할 수 있는 열성형성 또는 감압성 플라스틱 물질로 제조된 삽입물
    로부터 선택된 것을 특징으로 하는 층상 요소.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 중심층의 층 또는 층들의 스택이
    - 하나 이상의 전이 금속, 비금속 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물로부터 선택된 유전 물질로 이루어진 적어도 하나의 얇은 층,
    - 적어도 하나의 얇은 금속 층, 특히 은, 금, 구리, 티타늄, 니오븀, 규소, 알루미늄, 니켈-크로뮴(NiCr) 합금, 스테인리스강 또는 그의 합금의 얇은 층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 층상 요소.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따라 정의된 층상 요소의 제조 방법이며,
    - 주요 표면 중 하나는 텍스쳐화되고 다른 주요 표면은 평활한 것인 투명 기판을 하부 외층으로서 제공하는 단계,
    - 하부 외층의 주요 텍스쳐화 표면 상에 중심층을 침착시키는 단계로서, 중심층을 하부 외층의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 유전층 또는 금속층의 단일 층으로 형성할 경우에는, 중심층을 상기 주요 텍스쳐화 표면 상에 부합적(compliant) 방식으로 침착시킴으로써, 또는 중심층을 하부 외층의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 적어도 하나의 유전층 또는 금속층을 포함하는 층들의 스택으로 형성할 경우에는, 중심층의 층들을 상기 주요 텍스쳐화 표면 상에 연속적으로 부합적 방식으로 침착시킴으로써, 하부 외층의 주요 텍스쳐화 표면 상에 중심층을 침착시키는 단계,
    - 졸-겔 방법을 통한 침착에 의해, 하부 외층 반대쪽에 있는 중심층의 주요 텍스쳐화 표면 상에 상부 졸-겔 외층을 형성하는 단계로서, 여기서 하부 외층 및 상부 외층이 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 유전 물질로 이루어진 것인 단계,
    - 임의로는, 층상 요소의 주요 외부 평활 표면(들) 상에 적어도 하나의 상부 및/또는 하부 추가의 층을 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  15. 차량, 건물, 도로 시설물, 실내 가구, 디스플레이 스크린 또는 헤드업 디스플레이 시스템을 위한 글레이징의 전부 또는 일부로서의, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 층상 요소(1)의 용도.
KR1020157003520A 2012-07-13 2013-07-11 졸-겔 층을 포함하는 확산 반사를 갖는 투명 요소 KR102053773B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1256760 2012-07-13
FR1256760A FR2993200B1 (fr) 2012-07-13 2012-07-13 Element transparent a reflexion diffuse comprenant une couche sol-gel
PCT/FR2013/051657 WO2014009663A1 (fr) 2012-07-13 2013-07-11 Élément transparent a réflexion diffuse comprenant une couche sol-gel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150036508A true KR20150036508A (ko) 2015-04-07
KR102053773B1 KR102053773B1 (ko) 2020-01-22

Family

ID=47080679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157003520A KR102053773B1 (ko) 2012-07-13 2013-07-11 졸-겔 층을 포함하는 확산 반사를 갖는 투명 요소

Country Status (12)

Country Link
US (1) US9846265B2 (ko)
EP (1) EP2872328B1 (ko)
JP (1) JP6082107B2 (ko)
KR (1) KR102053773B1 (ko)
CN (1) CN104619493B (ko)
EA (1) EA026270B1 (ko)
ES (1) ES2585258T3 (ko)
FR (1) FR2993200B1 (ko)
IN (1) IN2015DN00887A (ko)
PL (1) PL2872328T3 (ko)
PT (1) PT2872328T (ko)
WO (1) WO2014009663A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018163208A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 Saint-Gobain Glass France Automotive glazing system with a display

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2991064B1 (fr) * 2012-05-25 2014-05-16 Saint Gobain Procede de projection ou de retroprojection sur un vitrage comprenant un element en couches transparent presentant des proprietes de reflexion diffuse
FR3012363B1 (fr) * 2013-10-30 2015-10-23 Saint Gobain Element en couches transparent
CN105334554A (zh) * 2014-08-13 2016-02-17 中兴通讯股份有限公司 一种单向透光膜、光收集器和背光源模组
JP6707462B2 (ja) * 2014-12-02 2020-06-10 Ｊｘｔｇエネルギー株式会社 透視可能な積層体、それを備えた反射型スクリーン、およびそれを備えた画像投影装置
TW201722704A (zh) 2015-10-15 2017-07-01 聖高拜塑膠製品公司 季節性太陽能控制複合物
JP6763402B2 (ja) * 2015-12-25 2020-09-30 Ａｇｃ株式会社 反射型透明スクリーン
CN106959479B (zh) * 2016-04-01 2019-05-24 江苏集萃智能液晶科技有限公司 一种光学膜
US10466392B1 (en) * 2016-08-26 2019-11-05 Apple Inc. Systems with textured light-scattering films
FR3059938A1 (fr) * 2016-12-13 2018-06-15 Saint-Gobain Glass France Element en couches transparent comportant une zone ecran
FR3061074B1 (fr) * 2016-12-23 2021-05-28 Saint Gobain Vitrage feuillete colore
FR3062339B1 (fr) * 2017-01-31 2022-07-22 Saint Gobain Element en couches transparent a reflexion diffuse directionnelle
CN108394257B (zh) * 2017-02-11 2021-05-14 丁天皓 一种用于汽车的防车灯眩光装置及其使用方法
JP2019066832A (ja) * 2017-10-02 2019-04-25 Ａｇｃ株式会社 映像投影用構造体および透明スクリーン
JP2019070795A (ja) * 2017-10-05 2019-05-09 デクセリアルズ株式会社 光学体
US11186146B1 (en) 2018-06-13 2021-11-30 Apple Inc. Laminated glazing
WO2020072503A1 (en) * 2018-10-02 2020-04-09 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Chalcogenide hybrid organic/inorganic polymers films and coatings and the use thereof
MA54681A (fr) 2019-01-07 2022-04-13 Saint Gobain Système de vitrage et d'affichage de véhicule
US11846788B2 (en) 2019-02-01 2023-12-19 Racing Optics, Inc. Thermoform windshield stack with integrated formable mold
CN113453882B (zh) 2019-02-01 2024-03-15 锐思凌光学有限责任公司 具有集成可成形模具的热成形挡风玻璃堆叠
FR3095611B1 (fr) * 2019-04-30 2023-05-19 Saint Gobain Element transparent a reflexion diffuse
WO2021075359A1 (ja) * 2019-10-17 2021-04-22 日本板硝子株式会社 ガラス体
CN113383306A (zh) 2020-01-06 2021-09-10 法国圣戈班玻璃厂 具有主动投影透明屏幕的玻璃车辆侧车窗和分隔车窗
WO2021139992A1 (en) 2020-01-06 2021-07-15 Saint-Gobain Glass France Glass vehicle roof with projection transparent screen
CN113383307A (zh) 2020-01-06 2021-09-10 法国圣戈班玻璃厂 具有投影透明屏幕的玻璃车辆侧车窗和分隔车窗
US11261529B2 (en) * 2020-03-31 2022-03-01 Futuretech Capital, Inc. Reduced visibility conductive micro mesh touch sensor
WO2021213884A1 (en) 2020-04-21 2021-10-28 Saint-Gobain Glass France Vehicle compound glazing unit with projection area and vehicle glazing and display system
US20230347625A1 (en) 2020-05-18 2023-11-02 Saint-Gobain Glass France Vehicle compound glazing unit with projection area
JP7070613B2 (ja) * 2020-07-08 2022-05-18 大日本印刷株式会社 映像表示装置
JP7001132B2 (ja) * 2020-09-07 2022-01-19 大日本印刷株式会社 透過型スクリーン、背面投射型表示装置
FR3114045B1 (fr) * 2020-09-14 2022-12-23 Saint Gobain Isover Iberica S L Panneau pour conduits de climatisation
WO2022152511A1 (de) 2021-01-18 2022-07-21 Saint-Gobain Glass France Verglasung mit einer bedienvorrichtung und verfahren zur herstellung der verglasung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3034044B2 (ja) * 1991-10-07 2000-04-17 フォード モーター カンパニー 反射防止コーティング
KR100849750B1 (ko) * 2002-02-28 2008-07-31 솔루티아인코포레이티드 엠보싱 반사 라미네이트

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4173778A (en) * 1976-07-28 1979-11-06 Optical Coating Laboratory, Inc. Lighting fixtures and glass enclosure having high angle anti-reflection coating
FR2757151B1 (fr) 1996-12-12 1999-01-08 Saint Gobain Vitrage Vitrage comprenant un substrat muni d'un empilement de couches minces pour la protection solaire et/ou l'isolation thermique
FR2818272B1 (fr) 2000-12-15 2003-08-29 Saint Gobain Vitrage muni d'un empilement de couches minces pour la protection solaire et/ou l'isolation thermique
FR2827854B1 (fr) * 2001-07-25 2003-09-19 Saint Gobain Rech Substrat revetu d'un film composite, procede de fabrication et applications
US7553544B2 (en) * 2001-11-30 2009-06-30 Nikon Corporation Precursor composition for optical resin, resin for optical use, optical element, and optical article
WO2007045805A2 (fr) * 2005-10-21 2007-04-26 Saint-Gobain Glass France Materiau anti-salissures et son procede d'obtention
FR2898295B1 (fr) * 2006-03-10 2013-08-09 Saint Gobain Substrat transparent antireflet presentant une couleur neutre en reflexion
JPWO2008018247A1 (ja) * 2006-08-09 2009-12-24 日本板硝子株式会社 透過型偏光素子及びそれを用いた複合偏光板
TW200835956A (en) * 2007-02-16 2008-09-01 Au Optronics Corp Display panel and method for manufacturing thereof and electric-optic device including the display panel and method for manufacturing thereof.
US9017573B2 (en) * 2008-08-19 2015-04-28 Batlelle Japan Corporation Organic-inorganic complexes containing a luminescent rare earth-metal nanocluster and an antenna ligand, luminescent articles, and methods of making luminescent compositions
NL2002432C2 (en) * 2009-01-20 2010-07-21 Omt Solutions Beheer B V Diffusing device for diffusing light, and safety-glass panel, light source and greenhouse comprising diffusing device.
FR2944145B1 (fr) * 2009-04-02 2011-08-26 Saint Gobain Procede de fabrication d'une structure a surface texturee pour dispositif a diode electroluminescente organique et structure a surface texturee
JP5727718B2 (ja) * 2009-05-16 2015-06-03 デクセリアルズ株式会社 光学体およびその製造方法、窓材、建具、ならびに日射遮蔽装置
US8518561B2 (en) * 2009-07-03 2013-08-27 National Tsing Hua University Antireflection structures with an exceptional low refractive index and devices containing the same
CN101793979B (zh) * 2010-02-10 2012-01-04 东南大学 一维漫反射随机折射率梯度覆层及其应用
JP4888585B2 (ja) * 2010-06-16 2012-02-29 ソニー株式会社 光学体、壁材、建具、および日射遮蔽装置
WO2012005878A1 (en) * 2010-06-29 2012-01-12 3M Innovative Properties Company Method of applying window film
FR2971060B1 (fr) * 2011-01-31 2013-08-09 Saint Gobain Element transparent a reflexion diffuse

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3034044B2 (ja) * 1991-10-07 2000-04-17 フォード モーター カンパニー 反射防止コーティング
KR100849750B1 (ko) * 2002-02-28 2008-07-31 솔루티아인코포레이티드 엠보싱 반사 라미네이트

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018163208A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 Saint-Gobain Glass France Automotive glazing system with a display
RU2754012C2 (ru) * 2017-03-07 2021-08-25 Сэн-Гобэн Гласс Франс Автомобильная система остекления с устройством отображения

Also Published As

Publication number Publication date
EA201590213A1 (ru) 2015-04-30
FR2993200A1 (fr) 2014-01-17
ES2585258T3 (es) 2016-10-04
WO2014009663A1 (fr) 2014-01-16
JP6082107B2 (ja) 2017-02-15
US9846265B2 (en) 2017-12-19
EA026270B1 (ru) 2017-03-31
EP2872328B1 (fr) 2016-06-29
PT2872328T (pt) 2016-07-15
PL2872328T3 (pl) 2016-11-30
US20150192707A1 (en) 2015-07-09
CN104619493B (zh) 2016-09-28
EP2872328A1 (fr) 2015-05-20
KR102053773B1 (ko) 2020-01-22
CN104619493A (zh) 2015-05-13
JP2015530959A (ja) 2015-10-29
FR2993200B1 (fr) 2014-07-18
IN2015DN00887A (ko) 2015-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102053773B1 (ko) 졸-겔 층을 포함하는 확산 반사를 갖는 투명 요소
JP6371282B2 (ja) 好ましくは透明な少なくとも１つのパターンを含む半透明グレージング材
TWI775136B (zh) 附有防眩膜之車輛用透明零件及顯示裝置
US10094959B2 (en) Transparent layered element having a specular transmission and a diffuse reflection of radiation incident thereon
KR20220162779A (ko) p 편광 복사선을 갖는 헤드업 디스플레이(HUD)용 프로젝션 어셈블리
KR101978293B1 (ko) 확산 반사를 갖는 투명 요소
US10739669B2 (en) Transparent layered element comprising a display region
KR20120102097A (ko) 광전 변환 장치용 커버 유리 및 그 제조 방법
CN106348579A (zh) 不对称构成的在两个表面侧上化学强化的薄玻璃板、其制备方法及其用途
KR20010089191A (ko) 반사 감소 필름
CN114538791B (zh) 一种镀膜玻璃及其制备方法、汽车玻璃组件
CN110856441A (zh) 具有漫反射的透明元件
JP2005001900A (ja) 低光反射性皮膜被覆基材及びその製造方法、並びに該低光反射性皮膜用組成物
WO2002092526A1 (en) Bent glass sheet equipped with optical instrument for vehicle
JP4023206B2 (ja) 光学機器の設けられた車両用曲げガラス板
JP2022530386A (ja) 拡散反射を伴う透明要素
JP2005263517A (ja) Ｈｕｄ用コンバイナー付き車両用ガラス板、およびその製造方法
CN117460620A (zh) 具有反射元件的复合玻璃板
CN117321476A (zh) 包括复合玻璃板的投影组件
JPH11292570A (ja) 反射低減ガラス

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant