KR20150054864A - 낮은 필름측 반사율 및 낮은 가시투과율 흡수층을 갖는 저-e 코팅을 포함하는 코팅 제품 - Google Patents

낮은 필름측 반사율 및 낮은 가시투과율 흡수층을 갖는 저-e 코팅을 포함하는 코팅 제품 Download PDF

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베른트 디스텔도르프
안톤 디트리히
피오트르 코코트
아담 토카르츠
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가디언 인더스트리즈 코퍼레이션.
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Abstract

낮은 복사율(저-E)의 흡수층 코팅은 심미적 목적으로 유리한 낮은 필름측 반사율을 갖도록 설계된다. 특정한 실시형태에서, 흡수층은 금속성 또는 실질적으로 금속성을 갖고(예를 들면, NiCr 또는 NiCrNx), 선택적 열처리(예를 들면, 강화, 열 굽힘, 및/또는 배강화) 중에 흡수층의 산화를 저하하거나 방지하기 위해서 위치한다. 본 발명의 특정한 예의 실시형태에 따르는 코팅 제품은 단열 유리 (IG) 윈도우 유닛, 그 외의 형태의 윈도우, 등에 관련해서 사용될 수 있다.

Description

낮은 필름측 반사율 및 낮은 가시투과율 흡수층을 갖는 저-E 코팅을 포함하는 코팅 제품{COATED ARTICLE WITH LOW-E COATING HAVING ABSORBING LAYERS FOR LOW FILM SIDE REFLECTANCE AND LOW VISIBLE TRANSMISSION}
본 발명은 저-E 코팅(Low-emissivity coating)을 포함하는 코팅 제품에 관한 것이다. 특정한 예의 실시형태에서, 저-E 코팅의 흡수층은, 코팅이 (i) 낮은 가시투과율(예를 들면, 45% 이하, 더 바람직하게 40% 이하, 가장 바람직하게 35% 이하) 및 (ii) 감소된 가시 필름측 반사율을 갖도록 위치하고/설계된다. 상부 흡수층이 상부 스택 내에 제공될 수 있고, 추가의 흡수층이 저-E 코팅의 중간 스택 내에 제공될 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 흡수층은 금속성 또는 실질적으로 금속성을 갖는다. 선택적 열처리(예를 들면, 강화(thermal tempering), 열 굽힘(heat bending), 및/또는 배강화(heat strengthening)) 및/또는 제작 중에 흡수층의 산화를 저하하거나 방지해서 예측 가능한 색상 및 광학 특성을 달성하기 위해서, 중간 스택 내의 흡수층은 제1질화물층과 제2질화물층 사이에 각각 제공되는 반면, 상부 스택 내의 흡수층은 질화물층과 금속성 또는 실질적으로 금속성인 적외선(IR)반사층 사이에 제공될 수 있다. 본 발명의 특정한 예의 실시형태에 따르는 코팅 제품은 단열 유리 (IG) 윈도우 유닛, 차량 윈도우, 그 외의 형태의 윈도우, 또는 임의의 그 외의 적합한 용도에 관련해서 사용될 수 있다.
해당 분야에서, 코팅 제품이 단열 유리(IG) 윈도우 유닛, 차량 윈도우, 등과 같은 윈도우 용도에서 사용되는 것은 공지되어 있다. 특정한 예에서, 강화, 굽힘, 등의 목적을 위해서는 이러한 코팅 제품의 열처리(예를 들면, 강화, 열 굽힘, 및/또는 배강화)가 바람직하다는 것으로 공지되어 있다. 일반적으로 코팅 제품의 열처리는 적어도 580℃, 더 바람직하게 적어도 약 600℃, 더욱 더 바람직하게 적어도 620℃의 온도를 사용하는 것이 필요하다. 이러한 높은 온도(예를 들면, 약 5 내지 10분 이상)에서는 종종 코팅이 파괴되고 및/또는 열화되거나, 예기치 않게 변경된다. 따라서, 필요에 따라 코팅을 상당히 손상시키지 않는 예측 가능한 방법으로 열처리(예를 들면, 강화)에 견딜 수 있는 코팅이 바람직하다.
특정한 예에서, 코팅 제품의 설계자들은, 바람직한 가시투과율, 바람직한 색상, 낮은 복사율 (또는 복사도), 및 낮은 시트 저항(Rs)의 조합을 시도하고 있다. 이러한 코팅 제품은, 낮은 복사율(low-E) 및 낮은 시트 저항 특징에 의해서, 상당량의 IR 방사를 막고, 예를 들면, 차량 또는 건물 내부의 바람직하지 않은 난방을 줄일 수 있다. 종종 적은 가시투과율에 의해 추가의 IR 방사가 차단되는 단계(반사 포함)가 수행된다.
미국 특허 제7,597,965호에는 하부 유전체 스택 내에 NiCr 흡수층을 포함하는 저-E 코팅이 개시되어 있다. 그러나, 미국 특허 제7,597,965호의 예시의 코팅은 높은 가시투과율에 대해 설계되고, 실제 가시투과율(Tvis 또는 TY)이 59%이다. 종종 더 낮은 가시투과율이 바람직하다. 예를 들면, 종종 심미적 및/또는 광학 목적으로 가시투과율이 약 45% 이하, 더 바람직하게 40% 이하, 경우에 따라 약 35% 이하인 (저 E 코팅을 포함하는) 코팅 제품을 제공하는 것이 바람직하다. 하지만, 코팅 제품의 가시투과율이 저-E 코팅 설계를 통해 감소되는 경우, 일반적으로 코팅의 필름측 반사율이 증가한다.
미국 특허 제7,648,769호에서는, 코팅의 상부 및 하부 유전체 스택이 아닌 중간 유전체 스택 내에만 NiCr 흡수층이 제공되는 저-E 코팅이 개시되어 있다(예를 들면, 미국 특허 제7,648,769호의 도 1 참조). 미국특허 제7,648,769호의 실시예 1에서는 모노리식으로 측정된 가시투과율이 54.5% 및 필름측 반사율이 19.5%이고, 단열 유리(IG) 윈도우 유닛에서 측정되는 경우 가시투과율 50% 및 필름측 반사율 23%으로 변경되는 것이 구현되었다. 미국특허 제7,648,769호의 실시예 2에서는 가시투과율이 증가하고, 모노리식으로 측정된 가시투과율이 67.5% 및 필름측 반사율이 11.5%이고, 단열 유리(IG) 윈도우 유닛에서 측정되는 경우 가시투과율 62% 및 필름측 반사율 17%으로 변경되는 것이 구현되었다. 미국특허 제7,648,769호의 실시예에서는 가시투과율이 감소되면, 필름측 반사율이 증가하는 것으로 교시되어 있다.
가시투과율 약 40%를 갖는 저-E 코팅의 중간 유전체 스택 내에만 소정의 흡수층이 제공되면, 가시 필름측 반사율(RfY)(모노리식으로 측정됨)은 30% 초과 정도로 바람직하지 않게 높아지고, 이는 본원의 상세한 설명 부분에서 설명될 것이다.
(i) 바람직하게 낮은 가시투과율 및 (ii) 낮은 필름측 반사율의 조합을 갖는 저-E 코팅을 포함하는 코팅 제품을 달성하는 것이 곤란한 것을 알 수 있다. 당업자는, 낮은 복사율(또는 낮은 시트 저항), 및 낮은 가시투과율(예를 들면, 45% 이하, 더 바람직하게 약 40% 이하, 가장 바람직하게 약 35% 이하) 및 낮은 필름측 반사율의 조합을 갖는 코팅 제품이 해당 기술 분야에서 필요한 것을 알 수 있다.
코팅 제품은 저-E 코팅을 포함한다. 특정한 예의 실시형태에서, 저-E 코팅내의 흡수층은, 저-E 코팅이 (i) 낮은 가시투과율(예를 들면, 45% 이하, 더 바람직하게 40% 이하, 가장 바람직하게 35% 이하) 및 (ii) 심미적 목적에 대해 유리한 낮은 가시 필름측 반사율을 갖도록 위치하고/설계된다. 흡수층이 저-E 코팅의 상부 스택 내에 제공되고, 추가의 흡수층이 저-E 코팅의 중간 스택 내에 제공되고, 특정한 이중 은 실시형태에서 저-E 코팅의 중간 스택 내에 유사한 흡수층이 제공되지 않는다. 흡수층은, 금속성 또는 실질적으로 금속성을 갖는다(NiCr 또는 NiCrNx). 특정한 예의 실시형태에서, 선택적 열처리(예를 들면, 강화, 열 굽힘, 및/또는 배강화) 및/또는 제작 중에 흡수층의 산화를 저하거나 방지해서 예측 가능한 색상 및 광학 특성을 달성하기 위해서, 중간 스택 내의 흡수층은 제1질화물층과 제2질화물층(예를 들면, 실리콘 질화물 기반 층) 사이에 제공되고, 상부 스택 내의 흡수층은 질화물층과 금속성 적외선(IR) 반사층 또는 실질적으로 금속성인 적외선(IR) 반사층 사이에 제공된다. 이러한 흡수층이 코팅의 상부 및 중간 부분 내에 사용되면, 놀랍고 예기치 못하게 낮은 가시투과율 및 낮은 필름측 반사율의 조합이 동시에 구현되는 것을 발견했다. 본 발명의 특정한 예의 실시형태에 따른 코팅 제품은 단열 유리 (IG) 윈도우 유닛, 차량 윈도우, 그 외의 형태의 윈도우, 또는 임의의 그 외의 적합한 용도에 관련해서 사용될 수 있다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 유리 기판에 의해서 지지되는 코팅을 포함하는 코팅 제품을 제공하고, 코팅은 (은이거나 이를 포함하는)제1적외선(IR) 반사층 및 제2적외선(IR) 반사층 - 상기 IR 반사층들은 서로 이격되어 있고, 제1 IR 반사층은 제2 IR 반사층보다 유리 기판에 더 가깝게 위치함 -; 제1 IR 반사층과 제2 반사층 사이에 제1흡수층이 위치하도록 하는 (NiCr 및/또는 NiCrNx이거나 이를 포함하는) 제1 실질적으로 금속성인 흡수층 또는 금속성 흡수층 - 제1흡수층은 실리콘 질화물을 포함하는 제1유전체층과 제2유전체층 사이에 접촉하도록 개재됨 -; 유리 기판과 제2흡수층 사이에 제1 IR 반사층 및 제2 IR 반사층이 위치하도록 하는 (NiCr 및/또는 NiCrNx이거나 이를 포함하는) 제2 실질적으로 금속성인 흡수층 또는 금속성 흡수층 - 제2흡수층은 각각 실리콘 질화물을 포함하는 제3유전체층과 제2 IR 반사층 사이에 접촉하도록 위치함 - 을 포함한다.
도 1은 본 발명의 예의 실시형태에 따르는 코팅 제품의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예의 실시형태에 따르는 IG 윈도우 내에 제공된 도 1의 코팅 제품의 단면도이다.
본원의 코팅 제품은 다수의 용도, 예를 들면, IG 윈도우 유닛, 차량 윈도우, 모노리식 건축물의 윈도우, 주택의 윈도우, 및/또는 하나 또는 다수의 유리 기판을 포함하는 임의의 그 외의 적합한 용도에서 사용될 수 있다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 코팅은 이중-은 스택(도 1에 도시됨)을 포함하지만, 본 발명은 이러한 모든 예에 의해서 한정되지 않는다.
예를 들면, 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 다수의 IR 반사층(예를 들면, 이격된 2개의 은-기반 층)을 갖는, 열처리된 코팅 제품 및/또는 비-열처리된 코팅 제품은 시트 저항(Rs)이 3.0 이하(바람직하게 2.5 이하, 더 바람직하게 2.1 이하, 가장 바람직하게 2.0 이하)인 것을 실현할 수 있다. 본원에 기재된 "열처리" 및 "열처리하는 것"은 유리-포함 제품의 강화, 열 굽힘 및/또는 배강화를 얻기 위해 충분한 온도까지 제품을 가열하는 것을 의미한다. 이 정의는, 강화, 굽힘 및/또는 배강화를 얻기 위해, 예를 들면, 적어도 약 580℃, 바람직하게 적어도 약 600℃의 온도에서 오븐 또는 퍼니스에서 충분한 기간 동안 코팅 제품을 가열하는 것을 포함한다. 특정한 예에서, HT는 적어도 약 4 내지 5 분 동안 실시될 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 코팅 제품은 열처리되거나 열처리되지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 예의 비제한 실시형태에 따르는 코팅 제품의 측 단면도이다. 코팅 제품은 기판(1)(예를 들면, 두께가 약 1.0 내지 10.0 mm, 더 바람직하게 약 1.0 내지 3.5 mm인, 투명, 녹색, 청동색, 또는 청녹색 유리 기판) 및 기판(1) 상에 직접 또는 간접적으로 제공되는 저-E 코팅(또는 층 시스템)(30)을 포함한다. 코팅(또는 층 시스템)(30)은, 예를 들면, 헤이즈 감소용 Si-풍부 형태의 Si3N4, 또는 본 발명의 다른 실시형태에서 임의의 다른 적합한 화학양론 실리콘 질화물일 수 있는 하부 유전체 실리콘 질화물층(3), 제1하부 접촉층(7)(이는 하부 IR 반사층(9)과 접촉함), 제1 전도성(바람직하게 금속성 또는 실질적으로 금속성) 적외선(IR) 반사층(9), 제1상부 접촉층(11)(IR 반사층(9)에 접촉), 유전체층(13), 유전체 실리콘 질화물-기반 및/또는 실리콘 질화물-포함 층(14), 금속성 흡수층 또는 실질적으로 금속성인 흡수층(4)(예를 들면, NiCr, NiCrNx이거나 이를 포함), 헤이즈 감소용 Si-풍부 형태의 Si3N4, 또는 임의의 다른 적합한 화학양론 실리콘 질화물일 수 있는 추가의 유전체 실리콘 질화물층(14'), 주석 산화물-기반 및/또는 주석 산화물 함유 중간층(15), 제2 하부 접촉층(17)(이는 IR 반사층(19)에 접촉함), 제2 전도성(바람직하게 금속성 또는 실질적으로 금속성) IR 반사층(19), 상부 IR 반사층(19) 상에 접촉해서 위치하는 금속성 흡수층 또는 실질적으로 금속성인 흡수층(25)(예를 들면, NiCr, NiCrNx이거나 이를 포함), 및 헤이즈 감소용 Si-풍부 형태의 Si3N4, 또는 임의의 다른 적합한 화학양론 실리콘 질화물일 수 있는 오버코트 유전체 실리콘 질화물층(26)을 포함한다. "접촉"층(7,11, 및 17)은 각각 적어도 하나의 IR 반사층(예를 들면, Ag-기반 층)에 접촉한다. 상기 스퍼터 증착 층(3 내지 26)은, 유리 또는 플라스틱 기판(1) 상에 제공되는 저-E(즉, 낮은 복사율) 코팅(30)을 구성한다.
모노리식 예에서, 코팅 제품은 도 1에서 도시된 바와 같이 하나의 유리 기판(1)만을 포함한다. 그러나, 본원에 기재된 모노리식 코팅 제품은 적층된 차량 차폐판, IG 윈도우 유닛 등과 같은 장치에서 사용될 수 있다. IG 윈도우 유닛에 대해서, IG 윈도우 유닛은 2개의 이격된 유리 기판을 포함할 수 있다. 예시의 IG 윈도우 유닛은 미국특허 문헌 제2004/0005467호에서 도시되어 기재되고, 그 전체 내용은 참조로 포함되어 있다. 도 2에는 예시의 IG 윈도우 유닛을 도시하고, 이는, 도 1에 도시된 코팅된 유리 기판이 추가의 유리 기판(2)과 사이에 한정된 갭(50)을 갖도록, 스페이서, 씰란트(40) 등을 통해서 추가의 유리 기판(2)에 커플링된 것을 포함한다. IG 유닛 실시형태에서 기판 사이의 갭(50)은, 특정한 예에서 아르곤(Ar)(또한 공기를 포함)과 같은 기체로 충진될 수 있다. 예시의 IG 유닛은 한 쌍의, 이격된 투명한 유리 기판을 포함하고, 각각의 두께는 약 3 내지 6 mm이고, 2개의 기판 중 하나는 특정한 예에서 코팅(30)으로 코팅되고, 기판 사이의 갭(50)은 약 5 mm 내지 30 mm, 바람직하게 10 내지 20 mm, 더 바람직하게 약 16 mm일 수 있다. 특정한 예에서, 코팅(30)은 갭을 대향하는 2개의 기판의 내측 표면에 제공된다(코팅은 갭(50)을 대향하는 도 2에 도시된 기판(1)의 내측 주요면 상에 배치되지만, 갭(50)을 대향하는 기판(2)의 내측 주요면 상에 배치될 수도 있다). 기판(1) 또는 기판(2)은 건물 외측에서 IG 윈도우 유닛의 최외측 기판일 수 있다(예를 들면, 도 2에 도시된 기판(1)은 건물 외측에 가장 가까운 기판이다).
본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 흡수층(4)은 질화물 기반 유전체층(14 및 14') 사이에 접촉하도록 위치한다. 특정한 예의 실시형태에서, 흡수층(4)을 덮는 층(14 및 14')는 각각 질화물층이고 실질적으로 또는 전체 산화되지 않는다. 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 흡수층(25)은 금속성 IR 반사층 또는 실질적으로 금속성인 IR 반사층(19)과 질화물 기반 유전체층(26) 사이에 접촉하도록 위치한다. 특정한 예의 실시형태에서, 흡수층(25)을 덮는 층(19 및 26)은 각각 실질적으로 또는 전체 산화되지 않는다. 선택적으로, 최외측 부분의 층(26)은 코팅(30)의 최외층으로 대기에 노출되는 경우, 산화될 수 있다. 흡수층(4 및 25) 주위에 질화물층(14, 14', 및 26) 및 금속성 IR 반사층 또는 실질적으로 금속성인 IR 반사층(19)이 사용되면, 흡수층(4,25)이 열처리 중에 산화되는 것을 방지하는 것(또는 그 가능성 줄이는 것)을 도움으로써, 흡수층(4,25)이 의도한 기능을 실시하고, 특히 가시광의 적어도 약간의 양(예를 들면, 적어도 5%, 더 바람직하게 적어도 10%)를 흡수할 수 있다는 점에서 유리하다. 열처리 중에 흡수층이 너무 산화되면, 적절한 흡수층으로서 더 이상 기능하지 못하는 것을 알 수 있다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 흡수층(4 및 25)은 NiCr이거나 이를 포함할 수 있고(임의의 적합한 비율, Ni:Cr), 질화되거나 질화되지 않을 수 있다(NiCrNx). 흡수층(4 및 25)는 도 1에 도시된 실질적으로 산화되지 않은 층 사이에 접촉해서 위치한다. 특정한 예의 실시형태에서, 흡수층(4 및 25)을 덮는 질화물 기반 층(14, 14', 및 26)은 각각 질화물층이고 실질적으로 또는 전체 산화되지 않고, IR 반사층(19)는 또한 실질적으로 또는 전체 산화되지 않는다. 특정한 예의 실시형태에서, 흡수층(4 및 25)은 0 내지 10% 산소, 바람직하게 0 내지 5% 산소, 가장 바람직하게 0 내지 2%(원자%) 산소를 포함할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 흡수층(4 및 25)의 1개 또는 2개는 0 내지 20% 질소, 바람직하게 1 내지 15% 질소, 가장 바람직하게 약 1 내지 12% 질소(원자%)을 포함한다. NiCr는 흡수층(4 및 25)에 대한 바람직한 물질이지만, 그 외의 물질도 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 특정한 열처리 가능한 예시의 실시형태에서, 흡수층(4 및 25)은 Ni, Cr, NiCrNx, CrN, ZrN, 또는 TiN 등이거나 이를 포함할 수 있다. 비-열처리 가능한 실시형태에서, 흡수/흡수하는 층(4 및/또는 25)에는, 상기 임의의 물질, 및 Ti, Zr, NiOx 등과 같은 그 외의 물질이 사용될 수 있다.
저-E 코팅(30)의 흡수층(4 및 25)은, 코팅(30)이 낮은 가시투과율, 바람직한 색상, 및 낮은 필름측 반사율을 갖도록 설계된다. 특정한 예의 실시형태에서, 금속성 흡수층 또는 실질적으로 금속성인 흡수층(예를 들면, NiCr 또는 NiCrNx)(4)은 두께가 약 20 내지 120 Å, 바람직하게 35 내지 75 Å, 더 바람직하게 약 50 내지 70Å이다. 또한, 특정한 예의 실시형태에서, 상부 금속성 흡수층 또는 실질적으로 금속성인 흡수층(예를 들면, NiCr 또는 NiCrNx)(25)는 두께가 15 내지 70 Å, 바람직하게 23 내지 48 Å, 더 바람직하게 약 27 내지 43 Å이다. 특정한 예의 실시형태에서, 상부 흡수층(25)은 하부 흡수층(4)보다 얇을 수 있다. 예를 들면, 특정한 예의 실시형태에서, 상부 흡수층(25)은 코팅 제품의 바람직한 광학 특성을 제공하기 위해 하부 흡수층(4)보다 적어도 10 Å 얇다(더 바람직하게 적어도 약 20 Å 얇다). 낮은 가시 투과율, 감소한 가시 필름측 반사율, 및 바람직한 광 특성의 조합은, 스택의 중간 유전체 부분에 흡수층(흡수층(4) 참조)을 구비하고 상부 IR 반사층(19) 상의 스택의 상부에 추가의 흡수층(25)를 제공함으로써 달성될 수 있는데, 이는 흡수성이 층(25)을 통해 스택의 상부로 상당히 이동되어 IR 반사층 사이에만 흡수층을 제공하는 것에 비해 필름측 반사율을 감소하고, 스택의 중간 부분 내에 흡수층(4)을 통해 임의의 각도에서의 색상과 같은 바람직한 광 특성이 얻어진다.
흡수층(25)은 (상부 Ag-기반 IR 반사층(19) 위에)상부 스택 내에 제공되고, 제2흡수층(4)은 (IR 반사층(9, 19) 사이에)스택의 중간 부분 내에 제공된다. 바람직하게, 특정한 이중 은 실시형태(즉, 저-E 코팅이 2개의 Ag-기반 IR 반사층을 포함)에서, 하부 IR 반사층(9) 아래에 흡수층이 제공되지 않는다. 즉, 흡수층(4 및 25)이 코팅의 중간부 및 상부 내에 제공되지만, 하부 IR 반사층(9) 아래에 질화물 사이에 유사한 흡수층이 제공되지 않는다.
본 발명의 특정한 실시형태에서, 유전체층(3, 14, 14', 및 26)은 실리콘 질화물이거나 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 실리콘 질화물층(3, 14, 14', 및 26)은 특히 코팅 제품의 열처리 가능성을 개선하고 선택적인 열처리(예를 들면, 강화 등) 중에 흡수층을 보호할 수 있다. 실리콘 질화물층(3, 14, 14', 및 26) 중 하나는 화학양론 형태(즉, Si3N4)이거나, 본 발명의 다른 실시형태에서의 Si-풍부 형태의 실리콘 질화물일 수 있다. Si-풍부 실리콘 질화물-포함 층(3)에서 프리 Si(free-Si)가 존재하면, HT 중에 유리(1)로부터 외측으로 이동하는 나트륨(Na)과 같은 특정한 원자가 은(9)에 도달하고 손상시키기 전에, Si-풍부 실리콘 질화물-포함 층에 의해서 특정한 원자가 효율적으로 차단될 수 있다. 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, Si-풍부 SixNy가 HT 중에 손상되는 은 층의 양을 줄여서, 시트 저항(Rs)을 만족스러운 수준으로 감소시키거나 유지할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 특정한 예의 선택적 실시형태에서, Si-풍부 SixNy는 HT 중에 손상(예를 들면, 산화)되는 흡수층(4 및/또는 25)의 양을 줄일 수 있는 것을 알 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, Si-풍부 실리콘 질화물이 사용되는 경우, 증착된 Si 풍부 실리콘 질화물층은 SixNy 층을 특징으로 하고, x/y는 0.76 내지 1.5, 더 바람직하게 0.8 내지 1.4, 더욱 바람직하게 0.82 내지 1.2일 수 있다. 또한, 특정한 예의 실시형태에서, HT 전 및 후에, Si-풍부 SixNy 층은 굴절률 n이 적어도 2.05, 바람직하게 적어도 2.07, 경우에 따라서 적어도 2.10(예를 들면, 632 nm)이다(주의: 사용될 수 있는 화학양론 Si3N4는 굴절률 n이 2.02 내지 2.04일 수 있다). n 및 k는 열처리 때문에 감소하는 경우가 있는 것을 유의한다. 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 본원에 검토된 실리콘 질화물층의 일부 또는 전부가 스테인레스 스틸 또는 알루미늄과 같은 그 외의 물질로 도프될 수 있다. 예를 들면, 본원에서 검토된 실리콘 질화물층의 일부 및/또는 전체는, 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 선택적으로 약 0 내지 15% 알루미늄, 바람직하게 약 1 내지 10% 알루미늄을 포함할 수 있다. 실리콘 질화물은, 본 발명의 특정한 실시형태에서, 아르곤 및 질소 가스를 갖는 분위기에서 대상 Si 또는 SiAl을 스퍼터링함으로써 증착될 수 있다. 특정한 예에서 소량의 산소는 실리콘 질화물층에 제공될 수 있다.
적외선(IR) 반사층(9 및 19)은 바람직하게 실질적으로 또는 전체 금속성 및/또는 전도성을 갖고, 은(Ag), 금, 또는 임의의 그 외의 적합한 IR 반사 물질을 포함하거나 기본적으로 이들로 구성될 수 있다. IR 반사층(9 및 19)은 코팅이 저-E 및/또는 양호한 광 제어 특징을 가질 수 있도록 돕는다. 그러나, 본 발명의 특정한 실시형태에서, IR 반사층은 약간 산화될 수 있다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 접촉층(11)은 니켈(Ni) 산화물, 크롬/크롬(Cr) 산화물, NiCr, 또는 니켈 합금 산화물, 예를 들면, 니켈 크롬 산화물(NiCrOx), 또는 그 외의 적합한 물질이거나, 이들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이러한 층(11)에서 NiCrOx를 사용하면, 내구성이 개선될 수 있다. 층(11)의 NiCrOx는 본 발명의 특정한 실시형태에서 충분히(또는 충분히 화학양론으로) 산화되거나 부분적으로 산화될 수 있다. 특정한 예에서, NiCrOx 층(11)은 적어도 약 50% 산화될 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 접촉층(11)(예를 들면, Ni 및/또는 Cr의 산화물이거나 이를 포함한다)은 산화 구배되거나(oxidation graded) 산화 구배되지 않을 수 있다. 산화 구배는, 층의 산화 정도에 의해서 층 두께가 변화되어, 예를 들면, 직접 인접한 IR 반사층(9)으로부터 먼 또는 더욱/가장 먼 접촉층의 일부보다 직접 인접한 IR 반사층과 접촉한 계면에서 적게 산화되도록 접촉층이 구배되는 것을 의미한다. 다양한 형태의 산화물 구배 접촉층의 설명은 미국 특허 제6,576,349호에 기재되어 있고, 본원에 참조로 포함되어 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 접촉층(11)(예를 들면, Ni 및/또는 Cr의 산화물이거나 Ni 및/또는 Cr의 산화물을 포함하는 것)은 전체의 IR 반사층(9)에서 연속적이거나 연속적이지 않을 수 있다. 본 발명의 추가의 예의 실시형태에서, 접촉층(11)은 층(25)와 같은 금속성 흡수층 또는 실질적으로 금속성인 흡수층(예를 들면, NiCr 또는 NiCrNx)으로서 형성될 수 있다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 유전체층(13 및 25)은 주석 산화물이거나 주석 산화물을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 예에서, 본원에 기재된 그 외의 층과 함께, 그 외의 물질이 사용될 수 있다. 주석 산화물이거나 이를 포함하는 중간층(15)은 실리콘 질화물층(14')과 아연 산화물 층(17) 사이에 위치하도록 IR 반사층(19) 아래에 제공된다. 이러한 주석 산화물 함유 중간층(15)이 사용되면, 사용되지 않는 경우에 비해 다수 사항이 개선된다. 예를 들면, 이러한 주석 산화물 함유 중간층(15)이 사용되면, 코팅 제품은, (a) 열처리에 의한 가시투과율 시프트 감소; (b) 열처리 후 가시투과율 증가; (c) 열처리에 의한 특정한 색도의 시프트 감소; (d) 열처리 후 실질적으로 중성 색상; (e) 열처리에 의한 시트 저항 유지 또는 감소; (f) 열처리 후 시트 저항 감소, 따라서 복사율 감소; 및/또는 (g) 열처리 후 헤이즈 특성 개선; 및/또는 (h)열처리 전 및/또는 후 스크래치 내성과 같은 기계적 내구성 개선이 구현되는 것을 발견했다. 따라서, 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 코팅 제품은 바람직하지 않은 상당한 투과율 감소 및/또는 시트 저항 증가 없이 열처리 중 및/또는 긴 시간 동안 높은 온도에서 수행될 수 있다. 특정한 또 다른 실시형태에서, 주석 산화물 층(15)을 Al, Zn 등과 같은 그 외의 물질로 도프할 수 있다. 또한, 그 외의 금속 산화물이 특정한 예에서 층(15)에 사용될 수 있다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 하부 접촉층(7 및/또는 17)은 아연 산화물(예를 들면, ZnO)이거나 이를 포함한다. 층(7 및 17)의 아연 산화물은 그 외의 물질, 예를 들면, Al(예를 들면, ZnAlOx를 형성하기 위해)을 함유할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서 아연 산화물층(7 및 17) 중 하나 이상은 약 1 내지 10% Al, 더 바람직하게 약 1 내지 5% Al, 가장 바람직하게 약 1 내지 4% Al로 도프될 수 있다.
도시된 코팅의 상부 또는 하부에 그 외의 층이 또한 제공될 수 있다. 따라서, 층 시스템 또는 코팅이 기판 (1) "상에" 또는 기판(1)에 "의해서" (직접 또는 간접적으로) 지지된다고 하더라도, 그 사이에 다른 층이 제공될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 도 1의 코팅은, 층(3)과 기판(1) 사이에 그 외의 층이 제공되더라도, 기판 (1) "상에" 또는 기판(1)에 "의해서" 지지된다고 볼 수 있다. 또한, 특정한 실시형태에서, 도시된 코팅의 특정한 층은 제거될 수 있지만, 본 발명의 특정한 실시형태의 전체의 사상을 벗어나지 않는 범위에서, 그 외의 층이 다양한 층 사이에 첨가되거나, 본 발명의 그 외의 실시형태에서, 다양한 층이 분리되고, 분리된 영역 사이에 그 외의 층이 첨가될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서 다양한 두께 및 물질이 층에 사용되지만, 도 1 실시형태에서 유리 기판(1) 상에, 유리 기판으로부터 외부로 각각의 층의 예시의 두께 및 물질은 다음과 같다:(NiCr 층은 부분적으로 질화되거나 질화되지 않을 수 있다)
Figure pct00001
하부 흡수층(4)은 상부 흡수층(25)보다 두꺼운 것을 알 수 있다. 예를 들면, 특정한 예의 실시형태에서, 하부 흡수층(4)은 상부 흡수층(25)보다 적어도 10Å 두껍고, 더 바람직하게 적어도 20Å 두껍고, 더욱 더 바람직하게 적어도 25Å 두껍다. 또한, 흡수층(4)에 대한 하부 실리콘 질화물층(14)은 상부 실리콘 질화물층(14')보다 얇은 것을 알 수 있다. 예를 들면, 특정한 실시형태에서, 흡수층(4)을 덮는 하부 실리콘 질화물층(14)은 상부 실리콘 질화물층(14')보다 적어도 10Å 얇고, 더 바람직하게 적어도 약 20Å 또는 25Å 얇다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 본원에 기재된 코팅 제품은 모노리식으로 측정되는 경우, 표 2에 기재된 다음의 광학 및 광 특징을 가질 수 있다. 본원에 기재된 시트 저항(Rs)은 모든 IR 반사층 (예를 들면, 은-기반 층(9,19))을 고려한다.
Figure pct00002
특정한 예의 실시형태에서, 코팅 제품은 열처리(HT) 후 예를 들면 모노리식으로 측정된 다음의 특징을 가질 수 있다:
Figure pct00003
또한, 본 발명의 특정한 예시의 적층 실시형태에서, 선택적으로 강화하기에 충분한 정도로 열처리되고 IG 유닛을 형성하기 위해서 추가의 유리 기판에 커플링되는, 본원에 기재된 코팅 제품은 도 2에 도시된 구조(예를 들면, 2개의 유리 시트는 투명한 유리이며, 두께가 4 mm 및 6 mm이고, 그 사이의 16 mm 갭은 90/10 아르곤/공기로 충진된다)로 다음의 IG 유닛 광학/광 특징을 가질 수 있다. 필름측 반사율은, IG 윈도우 유닛 내에 배치하는 경우 증가하는 것을 알 수 있다.
Figure pct00004
다음의 실시예는 예시의 목적으로 제공되고, 특정하게 기재되지 않으면, 제한되지 않는다.
실시예
다음의 실시예 1은, 6 mm 두께의 투명한 유리 기판에, 하기 기재된 층 스택을 갖도록, 스퍼터링을 통해서 실시되었다. 실시예 1은 도 1에서 도시된 본 발명의 예의 실시형태에 따르는 반면, 하기 비교예(CE)는 스택의 중간에만 NiCr 흡수층을 포함하는 것으로 비교하기 위해 제공된다. 실시예 1은 다음의 층 스택을 갖고, 두께는 옹스트롱 단위이고, NiCr 흡수층(4 및 25)은 약간 질화되었다.
Figure pct00005
비교예(CE)는 실시예 1과 유사한 NiCr 흡수층을 갖지만, CE에서 흡수층은 은 층 사이에 중간 스택에서만 위치하였다. CE에서는 유리 외측으로부터 다음의 층 스택을 포함했다.
Figure pct00006
열처리 후 모노리식으로 측정된, 비교예(CE)와 비교한 실시예 1의 광학 특성이 하기에 기재된다.
Figure pct00007
상기 기재된 것으로부터, 실시예 1에서는 비교예(CE)에서의 가시투과율(TY)보다 낮고(즉 실시예 1에서의 가시투과율은 22.3%이고 CE에서는 32.3%이다), 실시예 1에서는 CE보다 우수한(낮은) 가시 필름측 반사율(RfY)을 갖는 것을 알 수 있다. 따라서, (CE에서 중간부에만 위치하는 것과 달리), 실시예 1에서의 저-E 코팅의 중간부 및 상부 내에 위치한 흡수층(4 및 25)(비교예의 상부 유전체 스택으로부터 주석 산화물층을 제거함)에 의해, 놀랍게도 저-E 코팅은 (i) 낮은 가시투과율 및 (ii) 낮은 가시 필름측 반사율의 조합을 갖는다. 실시예 1의 층 두께는 놀랍게도 CE에 비해 바람직한 광 특성이 구현될 수 있다.
본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 유리 기판(1)에 의해 지지되는 코팅(30)을 포함하는 코팅 제품이 제공되고, 코팅은 은을 포함하는 제1적외선(IR) 반사층 및 제2적외선(IR) 반사층(9 및 19) - 상기 IR 반사층들(9 및 19)은 서로 이격되어 있고, 제1 IR 반사층(9)은 제2 IR 반사층(19)보다 유리 기판(1)에 더 가깝게 위치함 -; 제1 IR 반사층(9) 및 제2 IR 반사층(19) 사이에 제1흡수층(4)이 위치하도록 하는 Ni 및/또는 Cr을 포함하는 제1 실질적으로 금속성인 흡수층 또는 금속성 흡수층(4) - 제1흡수층(4)이 기본적으로 실리콘 질화물을 포함하거나 이들로 구성된 제1유전체층(14)과 제2유전체층(14') 사이에 접촉하도록 개재되어 있음 -; 유리 기판(1)과 제2흡수층(25) 사이에 제1 IR 반사층 및 제2 IR 반사층(9 및 19)이 위치하도록 하는 Ni 및/또는 Cr을 포함하는 제2 실질적으로 금속성인 흡수층 또는 금속성 흡수층(25) - 제2흡수층(25)은 제2 IR 반사층(19)과 실리콘 질화물 함유 제3유전체층(26) 사이에 접촉하도록 개재되어 있음 - 을 포함한다.
선행하는 단락에서, 상기 제1흡수층 및/또는 제2흡수층은 각각 NiCr 및/또는 NiCrNx를 포함하거나 이들로 구성될 수 있다.
선행하는 2개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 상기 제1흡수층 및/또는 제2흡수층은 각각 1 내지 15% 질소(원자%)를 포함할 수 있다.
선행하는 3개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 상기 제1 IR 반사층 및 제2 IR 반사층은 적어도 유리 기판으로부터 순서대로, 주석 산화물 함유 층(13), 실리콘 질화물 함유 제1층(14), 제1흡수층(4), 실리콘 질화물 함유 제2유전체층(14'), 추가의 주석 산화물 함유 층(15), 및 아연 산화물 함유 층(17)에 의해 이격될 수 있다.
선행하는 4개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 특정한 예의 실시형태에서 제1 IR 반사층과 유리 기판 사이에 금속성 흡수층 또는 실질적으로 금속성인 흡수층이 위치하지 않는다.
선행하는 5개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 특정한 예의 실시형태에서 은을 포함하는 2개의 IR 반사층만이 코팅 내에 함유된다.
선행하는 6개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 제1흡수층은 두께가 약 35 내지 75Å일 수 있다.
선행하는 7개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 제2흡수층은 두께가 약 23 내지 48 Å일 수 있다.
선행하는 8개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 제1흡수층은 실질적으로 제2흡수층보다 두꺼울 수 있다.
선행하는 9개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 상기 코팅 제품은 모노리식으로 측정된 가시투과율이 약 20 내지 43%(더 바람직하게 약 24 내지 36%)일 수 있다.
선행하는 10개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 코팅 제품은 열처리되거나 열처리되지 않을 수 있다.
선행하는 11개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 특정한 예의 실시형태에서 코팅은 기본적으로 NiCr 또는 NiCrNx 로 구성된 2개 이하의 금속성 흡수층 또는 실질적으로 금속성인 흡수층을 포함할 수 있다.
선행하는 12개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 실리콘 질화물 함유 제3층은 코팅의 최상층일 수 있다.
선행하는 13개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 상기 제1 IR 반사층 및 상기 제1흡수층은 적어도 유리 기판으로부터 순서대로, NiCr 산화물 함유 층, 주석 산화물 함유 층, 및 실리콘 질화물 함유 제1층에 의해 이격될 수 있다.
선행하는 14개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 코팅 제품은 모노리식으로 측정된 가시 필름측 반사율(RfY)이 26% 이하, 더 바람직하게 24% 이하일 수 있다.
선행하는 15개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, NiCr 산화물을 포함하는 실질적으로 산화된 층은 제1 IR 반사층 상에 직접 접촉하도록 위치할 수 있다.
본 발명은 현재 가장 실용적이고 바람직한 실시형태로 고려되는 것에 관련해서 기재되지만, 본 발명은 개시된 실시형태로 한정되는 않고, 첨부한 청구범위의 사상과 범위 내에서 포함된 다양한 변경 및 동등한 배열을 포함하는 것으로 이해된다.

Claims (22)

  1. 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅 제품으로서, 상기 코팅은,
    은을 포함하는 제1적외선(IR) 반사층 및 제2적외선(IR) 반사층 - 상기 IR 반사층들은 서로 이격되어 있고, 상기 제1 IR 반사층은 상기 제2 IR 반사층보다 상기 유리 기판에 더 가깝게 위치함 -;
    상기 제1 IR 반사층과 제2 IR 반사층 사이에 제1흡수층이 위치하도록 하는 Ni 및/또는 Cr을 포함하는 제1 실질적으로 금속성인 흡수층 또는 금속성 흡수층 - 상기 제1흡수층은 실리콘 질화물을 함유하는 제1유전체층과 제2유전체층 사이에 접촉하도록 개재됨 -;
    상기 유리 기판과 제2흡수층 사이에 상기 제1 IR 반사층 및 상기 제2 IR 반사층이 위치하도록 하는 Ni 및/또는 Cr을 포함하는 제2 실질적으로 금속성인 흡수층 또는 금속성 흡수층 - 상기 제2흡수층은 실리콘 질화물을 함유하는 제3유전체층과 상기 제2 IR 반사층 사이에 접촉하도록 위치함 -;
    을 포함하는, 코팅 제품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1흡수층 및 제2흡수층은 각각 NiCr을 포함하는, 코팅 제품.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1흡수층 및 제2흡수층은 각각 NiCrNx을 포함하는, 코팅 제품.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1흡수층 및 제2흡수층은 각각 1 내지 15% 질소(원자%)를 포함하는, 코팅 제품.
  5. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 IR 반사층 및 제2 IR 반사층은 적어도 유리 기판으로부터 순서대로, 주석 산화물 함유 층, 상기 실리콘 질화물 함유 제1층, 상기 제1흡수층, 상기 실리콘 질화물 함유 제2유전체층, 추가의 주석 산화물 함유 층, 및 아연 산화물 함유 층에 의해 이격되는, 코팅 제품.
  6. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 IR 반사층과 상기 유리 기판 사이에 금속성 흡수층 또는 실질적으로 금속성인 흡수층이 위치하지 않는, 코팅 제품.
  7. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅 내에 은을 포함하는 2개의 IR 반사층만이 함유된, 코팅 제품.
  8. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1흡수층은 두께가 약 35 내지 75Å인, 코팅 제품.
  9. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2흡수층은 두께가 약 23 내지 48 Å인, 코팅 제품.
  10. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1흡수층은 실질적으로 상기 제2흡수층보다 두꺼운, 코팅 제품.
  11. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅 제품은 모노리식으로 측정된 가시투과율이 약 20 내지 43%인, 코팅 제품.
  12. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅 제품은 모노리식으로 측정된 가시투과율이 약 24 내지 36%인, 코팅 제품.
  13. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅 제품이 열 강화 처리된 것인, 코팅 제품.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅 제품이 열처리되지 않은, 코팅 제품.
  15. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 기본적으로 NiCr 또는 NiCrNx로 구성된 2개 이하의 금속성 흡수층 또는 실질적으로 금속성인 흡수층을 포함하는, 코팅 제품.
  16. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 질화물 함유 제3층은 상기 코팅의 최상층인, 코팅 제품.
  17. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 IR 반사층 및 상기 제1흡수층은 적어도 상기 유리 기판으로부터 순서대로, NiCr 산화물 함유 층, 주석 산화물 함유 층, 및 상기 실리콘 질화물 함유 제1층에 의해 이격되는, 코팅 제품.
  18. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅 제품은 모노리식으로 측정된 가시 필름측 반사율(RfY)이 26% 이하인, 코팅 제품.
  19. 상기 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅 제품은 모노리식으로 측정된 가시 필름측 반사율(RfY)이 24% 이하인, 코팅 제품.
  20. 상기 어느 한 항에 있어서,
    NiCr 산화물을 함유하는 실질적으로 산화된 층은 상기 제1 IR 반사층 상에 직접 접촉하도록 위치하는, 코팅 제품.
  21. 상기 어느 한 항에 있어서,
    NiCr 및/또는 NiCrNx 을 함유하는 금속성 층 또는 실질적으로 금속성인 층은 상기 제1 IR 반사층 상에 직접 접촉하도록 위치하는, 코팅제품.
  22. 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅 제품으로서, 상기 코팅은,
    제1적외선(IR) 반사층 및 제2적외선(IR) 반사층 - 상기 IR 반사층들은 서로 이격되어 있고, 상기 제1 IR 반사층은 상기 제2 IR 반사층보다 상기 유리 기판에 더 가깝게 위치함 -;
    상기 제1 IR 반사층과 제2 IR 반사층 사이에 제1흡수층이 위치하도록 하는 제1 실질적으로 금속성인 흡수층 또는 금속성 흡수층 - 상기 제1흡수층은 실리콘 질화물을 함유하는 제1유전체층 제2유전체층 사이에 접촉하도록 개재됨 -;
    상기 유리 기판과 제2흡수층 사이에 상기 제1 IR 반사층 및 상기 제2 IR 반사층이 위치하도록 하는 제2 실질적으로 금속성인 흡수층 또는 금속성 흡수층 - 상기 제2흡수층은 실리콘 질화물을 함유하는 제3유전체층과 상기 제2 IR 반사층 사이에 접촉하도록 위치함 -; 및
    을 포함하는, 코팅 제품.
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