KR20160021843A - 태양광 관리 - Google Patents

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KR20160021843A
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Abstract

기판 평면에 대해 경사진 각도의 나노평면으로 구조화되고, 상기 나노평면의 적어도 일부분을 커버링하는 단속된 금속성 층으로 코팅된 표면을 함유하는, 반투명 기판의 층을 포함하는 반투명 구성 요소는, 저 두께의 금속성 층 중의 고 밀도의 단속; 금속성 층에서의 단속의 주기성이 일반적으로 50 내지 1000 ㎚의 범위이고, 금속성 층의 두께가 전형적으로 1 내지 50 ㎚의 범위인 것을 특징으로 한다. 구성 요소는, 특히 광 관리의 목적을 위해, 예를 들어, 윈도우, 플라스틱 필름 또는 시트 또는 글레이징으로 통합될 수 있다.

Description

태양광 관리 {SOLAR LIGHT MANAGEMENT}
본 발명은 투명 기판 상에 단속된(interrupted) 금속성 구조체를 포함하는 장치에 의한, 복사의 관리, 보다 구체적으로는 건물 또는 차량의 내부 공간으로의 윈도우를 통한 태양광의 투과의 계절별 변경에 관한 것이다.
전자기파에 의해 조사된 경우 이러한 전자기파의 반사에 영향을 미치는 필터 또는 격자를 제공하는 특정 구조체가 알려져 있다. 상기 구조체는 몇몇 상이한 용도, 예컨대 보안 장치 (예를 들어 은행권, 신용 카드, 여권, 티켓 등을 위한 것), 열-반사 판유리 또는 윈도우 및 스펙트럼 선택적 반사 안료에서 사용된다.
고 굴절 물질, 예컨대 ZnS의 층을 함유한 열-반사 구조체는 EP-A-1767964 및 WO2012/147052에서 0차 회절 필터로서 기술되며; 판유리는 건물 또는 차량으로의 태양 에너지의 투과가 제어되어야 하는 태양-제어 용도에서 IR-관리 목적을 위해 제안된다. 필터의 기능성은 고 굴절 층 내의 특정 격자 구조체에 근거한다.
일부 상업적 열 관리 필름은 반사의 특정 각 의존성을 제공하는 은 및/또는 유전체 층을 포함하는 다층을 포함한다. US-7727633 및 US-7906202에서는 2개의 광학 층의 조합을 기술하며, 이는 적외선 파장 범위의 태양광을 거부하는 것을 돕는다: 제1 층은 적외선 중 제한된 파장 범위에 대해 고 반사율을 제공하는 중합체성 다층 필름이고; 이러한 필름은 각 민감 반사 밴드를 생성하는 수십 개 또는 수백 개의 하위층 (브래그(Bragg) 반사기)으로 구성되고, 이는 광의 입사각이 증가함에 따라 가시광 쪽으로 이동한다. 제2 층은 나노입자를 포함하고, 이는 적외선 파장 범위의 광을 흡수한다.
US-A-2011-203656에서는 태양 전지 또는 발광 다이오드에서 투명 전극으로서 사용하기 위한 투명 중합체 기판 상의 일부 금속성 나노구조체를 기술한다. WO2004/019083에서는 반사 패싯(facet)을 함유한 회절 격자를 기술하며, 이는 광통신과 같은 다양한 용도를 위해 전기 전도성 물질로 부분적으로 코팅된다. 문헌(G. Mbise et al., Proc. SPIE 1149, 179 (1989))에서는, 빗각 하에 유리 상에 증착된 Cr-필름을 통한 각 의존 광 투과를 보고한다.
(전형적으로 편평한) 반투명 (특히 투명) 기판, 예컨대 유리 또는 층상 글레이징(glazing) 시트를 통한 광 투과의 강한 각 의존성은 특정 금속성 나노구조체를 기판 표면 위에 부착시켜, 기판의 광학 품질을 유지함으로써 달성될 수 있음이 현재 밝혀졌다. 금속성 나노구조체는 기판 평면과 상이한 방향으로 정렬되고 서로 분리된다 (이렇게 하여 단속된 금속성 층을 형성한다). 간소화를 이유로, 본 장치 및 본 윈도우에 함유된 금속성 나노구조체는 또한 "금속성 구조체"로 지칭된다.
따라서 본 발명은 기판의 표면에 이러한 금속성 구조체를 갖는 기판을 포함하는 광학 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 윈도우 글레이징에 부착되거나, 그러한 글레이징으로 통합될 수 있고, 이렇게 하여 태양광 및/또는 열 관리 용도에 유용한 광 투과율의 조정을 제공한다. 이와 같이 개선된 윈도우는 각 의존 투과 특성을 나타내며, 이는 전형적으로 높은 태양 고도에서, 온대 기후 지역, 예컨대 유럽 또는 북미의 여름에 일어나는 것처럼, 스침 광 입사에서 감소된 태양광 투과로, 그리고 전형적으로 낮은 태양 고도에서 겨울에 일어나는 것처럼, 거의 수직 입사에서 비교적 더 높은 태양광 투과로 이어진다. 결과적으로, 본 발명에 따라 구비된 윈도우는 여름에는 방열을 제공하고, 겨울에는 열 투과성으로 유지된다.
본 발명 내에서 사용된 바와 같은 용어 "표면"은 또 다른 고체 물질 (예컨대 금속, 캡슐화 층 등)에 의해 커버링될 수 있고, 이렇게 하여 본 발명의 구성 요소, 장치 또는 윈도우 판유리의 내부 표면을 형성하거나, 본 발명의 구성 요소, 장치 또는 윈도우 판유리의 외부 표면을 형성하는 물질의 표면을 나타낸다.
본 발명 내에서 사용된 바와 같은 용어 "기판 평면"은 기판의 거시적인 확장부의 평면을 나타내고 (도 1a에서 x- 및 y-축으로 나타냄), 여기서 금속성 나노구조체는 기판 표면 위에 부착된다. 기판이 거시적 규모로 만곡될 수 있지만, 거시적 규모의 편평도로부터의 편차는 무시할 정도이고, 따라서 기판 표면은 하기에서 편평한 평면을 형성하는 것으로 지칭된다. 금속성 나노구조체를 포함하는, 기판 표면은 추가로 반투명 또는 투명 물질의 하나 이상의 추가의 층에 매립되거나, 이들에 의해 커버링될 수 있다.
본 발명 내에서 사용된 바와 같은 용어 "나노평면"은 기판 평면 내에서 상기 평면의 전체에 걸쳐 일차원으로, 그리고 그의 이차원으로 1000 ㎚ 이하로 (일반적으로는 훨씬 더 작게, 이후의 하기에서 본 발명의 상세한 설명에서 제공된 차원으로부터 명백한 바와 같이) 연장될 수 있는 구조체를 나타낸다. 나노평면은 만곡될 수 있거나 바람직하게는 편평할 수 있다. 나노평면은 금속성 층에 의해 커버링되거나 부분적으로 커버링될 수 있고, 이들 모두 추가로 반투명 또는 투명 물질의 하나 이상의 추가의 층에 매립되거나, 이들에 의해 커버링될 수 있다.
본 발명 내에서 사용된 바와 같은 용어 "경사진 각도"는 기판 평면에 대한 기판의 나노평면의 경사 각도를 나타내고; 따라서 경사진 각도의 나노평면은 기판 평면에 대해 수직으로 서 있을 수 있지만, 기판 평면과 평행하지는 않다. 바람직한 경사의 각도는 하기에서 정의된 바와 같다.
예를 들어 나노평면 상의 금속성 층과 관련된, 본 발명 내에서 사용된 바와 같은 용어 "나노구조체"는, 기판 평면 내에서 일차원으로, 그리고 기판 평면에 직각인 차원으로, 각각 1000 ㎚ 이하로 (일반적으로는 훨씬 더 작게, 이후의 하기에서 본 발명의 상세한 설명에서 제공된 차원으로부터 명백한 바와 같이) 연장될 수 있고 기판 평면 내의 다른 차원이 전체 기판에 걸쳐 연장될 수 있는 구조체를 나타낸다. 하기에 언급된 바와 같이, 그의 최소 차원 (나노구조체의 두께)은 전형적으로는, 하기에 나타낸 바와 같이, 1 내지 75 ㎚ 이하의 범위이다. 이러한 구조체의 나노규모는 또한 선택된 기판의 광학 품질, 예컨대 완전한 투명도를 유지하는 역할을 한다.
본 발명 내에서 사용된 바와 같은 용어 "반투명" 또는 "반투명도"는 물질, 전형적으로는 기판 또는 캡슐화 매체의 특성을 나타내며, 태양 스펙트럼의 광 (약 350 내지 약 2500 ㎚ 이하의 일반적인 파장 범위)이 상기 물질을 통과하는 것을 허용한다. 본 발명 내에서 사용된 바와 같은 용어 "투명" 또는 "투명도"는 물질, 전형적으로는 기판 또는 캡슐화 매체의 특성을 나타내며, 태양 가시 스펙트럼의 광이 최소의 산란 효과를 가지면서 상기 물질을 통과하는 것을 허용한다. 상기 용어는 일반적으로 가시 범위의 태양광으로부터의 전자기파에 대한 투명도를 의미하며, 가시 범위 (특히 400 내지 700 ㎚)의 태양 복사 에너지의 10% 이상, 바람직하게는 30% 이상, 더 바람직하게는 50% 이상의 투과를 허용한다.
본 발명 내에서 사용된 바와 같은 용어 "윈도우"는 전형적으로는 차량에서의, 농업에서의 또는 특히 건축에서의 구성 요소를 나타내고, 이는 벽에 설치되거나, 상기 벽을 구성하며, 이로써 벽은, 광이 벽을 통과하도록 허용하기 위해서 (전형적으로는 햇빛이 외부에서 내부 룸으로 지나감), 전형적으로는 또 다른 내부 룸 또는 특히 외부 룸 (전형적으로는 옥외 환경)으로부터 내부 룸 (전형적으로는 차량 또는 특히 건물의 내부 룸)을 분리한다.
본 발명 내에서 사용된 바와 같은 용어 "윈도우 판유리"는 반투명, 특히 투명 물질로 이루어진 윈도우, 전형적으로는 프레임 또는 피팅부를 갖지 않는 윈도우의 반투명, 특히 투명 구성 요소를 나타낸다.
본 발명에 따른 투명 윈도우 판유리의 전형적인 예는 건물 윈도우, 또는 예를 들어 버스 또는 기차의 차량 윈도우이다.
본 발명 내에서 사용된 바와 같은 용어 "금속성 층"은 본질적으로 등방성이고, 따라서 일반적으로 이차원으로 금속성 전도성을 제공한다.
본 발명 내에서 사용된 바와 같은 용어 "단속된 금속성 층"은 특정한 주기성을 갖고 일차원으로 단속된 금속성 층을 나타내고, 본질적으로는 상기 층의 둘 이상의 단속된 섹션 사이에 금속성 전도성을 갖지 않고, 한편 이러한 층의 단속되지 않은 스트라이프 내에는 그의 이차원으로 금속성 전도성이 있다.
본 발명 내에서 사용된 바와 같은 용어 "단속의 주기성"은 금속성 층의 2개의 이웃 섹션 사이의 간격의 최단 폭 (평균 값)과 금속성 층의 1개의 이웃 섹션의 폭을 합한 것을 나타내며; 전형적으로는 격자 주기성의 주기성과 대략 동일하다 (예를 들어, 격자 길이에 수직인 방향으로, 격자의 2개의 이웃 피크 중심의 거리로서 측정됨).
투명하지 않은, 본 발명에 따른 또 다른 반투명 구성 요소의 전형적인 예는 가시광선을 산란시키고/시키거나 흡수하나, 여전히 일부 태양 복사를 통과하게 허용하는 유리 파사드 요소이다. 이러한 유형의 반투명 구성 요소는 또한 그의 내부 측면 상에 불투명 물질, 예컨대 코팅 또는 벽 요소 (예를 들어 내부로의 열교(thermal bridge)로서 기능하는 블랙 코팅 또는 필름)에 의해 커버링될 수 있다. 결과로서, 반투명 구성 요소를 통과한 복사선은 불투명 물질에 의해 흡수되고/되거나 반사된다. 본 발명에 의해 제공된 반투명 요소를 통한 광 투과율의 조정은 따라서 반투명 구성 요소의 내부 측면 및 그의 불투명한 커버에 광 투과의 효과, 예컨대 열 효과의 조정을 제공한다.
따라서 본 발명은 주로 반투명, 특히 투명 기판의 층을 포함하는 반투명 구성 요소, 예컨대 윈도우 판유리 또는 파사드 요소에 속하며, 이는 기판 평면에 대해 경사진 각도의 편평하거나 또는 만곡된 나노평면으로 구조화된 표면을 함유하고, 상기 나노평면은 금속으로 코팅된다. 따라서 기판은 금속성 나노구조체를 단속된 금속 층의 형태로 그의 구조화 표면 상에 보유한다. 이 복합 층은 일반적으로, 하기에서 보다 상세히 설명된 바와 같이, 단속의 주기성이 50 내지 1000 ㎚ 이하의 범위이고 그의 최소 차원의, 전형적으로는 기판의 나노평면의 표면에 수직인 방향의 금속성 구조체의 두께가 1 내지 75 ㎚ 이하의 범위인 것을 특징으로 한다.
기판 표면에 대한 기판의 나노평면의 경사의 각도는 전형적으로는 10-90°, 바람직하게는 30-90°의 범위이고, 여기서 90°는 기판 평면에 직각으로 (즉 도 1a에 나타낸 바와 같이 z-축의 방향으로) 연장된 나노평면을 나타낸다.
따라서 본 발명은 반투명 기판의 층을 포함하는 반투명 구성 요소를 제공하며, 이는 기판 평면에 대해 경사진 각도의 금속화 나노평면으로 구조화된 표면을 함유한다. 금속화는 상기 나노평면의 적어도 일부분을 커버링하는 단속된 금속성 층의 형태로 코팅으로서 제공되며, 금속성 층에서의 단속의 주기성이 50 내지 1000 ㎚의 범위이고, 금속성 층의 두께가 1 내지 50 ㎚의 범위인 것을 특징으로 한다. 또 다른 실시양태는 반투명 기판의 층을 포함하는 반투명 구성 요소이며, 이는 상기에 기술된 바와 같이 기판 평면에 대해 경사진 각도의 금속화 나노평면으로 구조화된 표면을 함유하고, 여기서 금속성 층에서의 단속의 주기성은 하기에서 추가로 명시된 바와 같이 50 내지 500 ㎚ 미만의 범위, 특히 500 ㎚ 미만이고, 금속성 층의 두께는 1 내지 75 ㎚의 범위이다. 주기성, 및 금속성 층의 두께에 대한 더 바람직한 범위는 하기에서 설명된다.
본 발명은 추가로 상기 특징적인 특성을 포함하는 광학 장치에 관한 것이다.
기판은 전형적으로는 편평하거나 구부러진 중합체 시트 또는 유리 시트, 또는 중합체 시트 및 유리 시트를 포함한다. 기판 상의 금속성 구조체는 전형적으로는 적합한 반투명, 또는 바람직하게는 투명 매체에 의해 캡슐화된다.
투명 기판의 표면 상의 단속된 금속성 구조체는, 본 발명의 장치에서 필요에 따라, 전형적으로는 증착, 스퍼터링, 프린팅, 캐스팅 또는 스탬핑과 같은 공정에 의해 구조화된 표면의 부분 금속화에 의해 제조된다. 금속에 의한 표면의 완전한 커버리지는, 예를 들어 섀도 마스크, 포토레지스트 기술의 적용에 의해 막을 수 있다. 한 바람직한 방법에서, 금속 구조체는 하기에서 추가로 설명된 바와 같이, 빗각 하에 이전에 제조된 격자 구조체 위로의, 예를 들어 유리 표면 또는 수지 표면 상으로의 금속의 직접 침착에 의해 적용된다.
본 발명의 장치, 예컨대 필름은 금속성 구조체를 포함하며 광 관리 및/또는 열 관리를 위해 추가로 공지된 조치, 예컨대 필름과 조합될 수 있다. 장치 또는 필름은 착색된 또는 컬러 뉴트럴 투과 특성을 나타내도록 설계될 수 있다. 본 발명의 장치, 예컨대 필름 또는 글레이징은 비용 효율적인 제조 (롤-투-롤(roll-to-roll) 고온 엠보싱 또는 UV 복제 및 유전체 박막 코팅 공정을 포함하는 공정)의 부가적인 이점을 갖는다.
금속성 구조체는 바람직하게는 기저 구조체 상의 선형 스트라이프의 형태로 구조화된 기판의 표면에 배열되고, 이는 전형적으로는 격자, 예를 들어 0차 반사 장치에 대해 공지된 바와 같은 격자이며, 이들 중 일부는 이전에 언급된 EP-A-1767964 및 WO2012/147052에서 기술되었다. 따라서 금속성 나노구조체는 상기에 언급된 주기성을 갖고 일차원으로 단속된 층을 형성하고, 한편 이 층의 단속되지 않은 스트라이프 내에는 그의 이차원으로 금속성 전도성이 있다. 배열은 가장 바람직하게는 도 1a에 나타낸 바와 같이, 거시적으로는 편평한 기판 상에 존재하고 여기서 직각 좌표는 기판 표면 상의 금속성 나노구조체 (표면 상의 선에 의해 상징된 금속 구조체) 및 단속 (이러한 선 사이의 빈 간극에 의해 상징됨)을 갖는 전체 장치의 바람직한 공간 방위를 나타내고; 그 안의 x-축은 기판 평면 내에서 주기성의 방향을 향하고; 그 안의 y-축은 기판 평면 내에서 격자와 평행인 방향을 향하고; z-축은 기판 평면 상에 수직으로 서 있고; i는 z-축과 각 θ를 형성하는 유입 광을 나타낸다 (θ = 0°는 윈도우 상에 수직으로 떨어지는 광을 나타낸다).
한 바람직한 실시양태에서, 최종 윈도우 판유리 (또는 파사드 요소)는 이와 같이 수평 또는 거의 수평 격자 선을 따라 설치된다 (즉 정확한 수평 정렬에서 10° 이하, 특히 5° 이하 만큼만 벗어남).
(단속된 금속성 층의) 금속은 기본적으로 금속 전도성을 나타내는 임의의 물질로부터 선택될 수 있고, 이는 일반적으로는 표면 플라스몬 또는 폴라론 메커니즘을 통해 광과 상호작용할 수 있다. 금속 외에, 반도체 물질, 예컨대 규소 (Si), 인듐 주석 산화물 (ITO), 인듐 산화물, 알루미늄 도핑된 아연 산화물 (AZO), 갈륨 도핑된 아연 산화물 (GZO) 및 유사한 물질을 이와 같이 사용할 수 있다. 금속은 바람직하게는 은, 알루미늄, 금, 구리, 백금으로 이루어진 군으로부터 선택되며; 은이 특히 바람직하다.
한 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 윈도우 또는 장치는, 온대 기후 지역에서 여름에는 높은 각 θ (스침 광)를 허용하고, 겨울에는 작은 각 θ를 허용하도록, 수평 격자를 갖는 그의 구조화된 판유리를 포함한다. 그러나, 필요성 및 건축 형태에 따라, 격자의 다른 배열 및 방향을 선택하여 원하는 각-의존 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 특성을 특징짓는 수치는 2개의 상이한 입사각 θ에서의 태양광 투과의 비, 예를 들어 TTS(0°) / TTS(60°)이다. TTS는 산업 기준 ISO 9050 및 ISO 13837에 따라 정의된 전체 태양 투과이다. 본 발명에 의해 제공되는 기술된 장치 / 필름은 TTS(0°) / TTS(60°) > 1.25를 초래한다.
기판 뿐만 아니라 매립 매체는 일반적으로는 태양 전자기 복사의 적어도 일부분에 대해 반투명, 및 특히 투명한 한 임의의 형태 또는 물질일 수 있다. 본 발명의 장치는 적어도 하나의 기판을 포함하고, 이는 바람직하게는 유전매체 또는 전기 절연기이다. 기판은 통상의 기술자가 그러한 반투명, 또는 바람직하게는 투명 기판을 제공하는 것으로 알고 있는 임의의 물질일 수 있다. 기판은 가요성 또는 경질일 수 있다. 기판은, 예를 들어 금속 산화물, 금속 황화물, 금속 질화물 및 세라믹으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 화합물 또는 이들 중 둘 이상을 함유하는 유리를 포함할 수 있다. 장치의 형상은 시트 또는 필름 또는 포일, 또는 포일의 적어도 일부분의 형태일 수 있다. 이차원으로의 구조체의 연장은, 예를 들어 프린팅 롤의 경우에 몇몇 밀리미터 내지 몇몇 미터 또는 심지어 킬러미터 이하의 범위일 수 있다. 삼차원으로의 연장은 바람직하게는 10 ㎚ 내지 10 ㎜, 더 바람직하게는 50 ㎚ 내지 5 ㎜, 가장 바람직하게는 100 ㎚ 내지 5 ㎜이다. 기판 외에, 장치는 추가의 물질, 예컨대 중합체 층 또는 추가의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 매립 매체는 중합체 층일 수 있다. 구조체가 기판 외에 1종 이상의 물질을 포함하는 경우 이는 층상 구조체라 부른다.
본 발명에 따르면, 장치는 표면을 갖는 기판을 포함하며, 여기서 상기 표면은 바람직하게는 삼차원 패턴을 갖는다. 이러한 표면은 바람직하게는 장치 (표면 평면)의 더 넓은 이차원을 지나 연장되며, 이로써 기판의 삼차원으로의 표면의 변동에 의해 삼차원 패턴이 만들어진다. 기판의 표면은 바람직하게는 정상 조건, 예컨대 실온, 정상 압력 및 정상 습도 하에서 자체적으로 형상이 변형 또는 변화되지 않는다.
따라서 본 발명은 추가로, 상기에 언급된 바와 같은 장치 또는 투명 요소 또는 윈도우를 통한, 태양광의 투과를 감소시키는 방법, 예를 들어 700 내지 1200 ㎚ 범위의 IR 복사의 투과를 감소시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 상기 장치를, 전형적으로는 구성 요소인 투명 요소로 통합시키는 것을 포함한다. 투명 요소는 건축 요소, 농업용 요소 또는 차량에서의 요소일 수 있고, 이는 윈도우의 형태 및/또는 기능에서 특히 바람직하다. 유사하게, 가시광선 또는 자외선의 진입은 상기에 언급된 본 발명의 장치에 의해 변경될 수 있고, 여기서 용어 "변경"은 색의 원하는 변화 및/또는 그러한 광 진동수의 증가된 반사를 나타낼 수 있고, 투명 요소 또는 윈도우를 통한 그의 진입은 원하지 않는다.
본 발명에 따른 장치는 주로 에너지 관리의 분야에서 적용될 수 있다. 이러한 이유로, 장치는 바람직하게는 스침 입사의 전자기 복사 (즉 특히 700 내지 1200 ㎚, 바람직하게는 700 내지 1100 ㎚, 더 바람직하게는 750 내지 1000 ㎚의 영역으로부터의 입사각 θ 하의 유입 광)의 10% 이상, 바람직하게는 30% 이상, 더 바람직하게는 50% 이상, 더욱 가장 바람직하게는 70% 이상을 반사하는 방식으로 구조화된다.
한 바람직한 실시양태에서, 상기 기판은 적어도 부분적으로 매체에 의해 둘러싸여 있고 여기서 상기 기판과 상기 매체 사이에 단속된 금속성 구조체를 함유하는 상기 표면이 제공되며, 여기서 상기 기판/금속성 구조체 및 상기 매체는 일반적으로 서로 직접 접촉한다. 적어도 부분적으로 매체에 의해 둘러싸여 있는 기판의 구성은 본 발명의 의미에서 층상 구조체라 부른다.
상기 층상 구조체의 매체는 상이한 기능을 이행할 수 있다. 하나의 기능은 기판 상의 금속성 구조체로 기판의 표면의 파괴를 방지하는 것일 수 있다. 따라서 매체는 기판을 완전히 또는 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
기판은 일반적으로 몇몇 밀리미터 이하, 예를 들어 1 마이크로미터 (예를 들어 중합체 필름의 경우에) 내지 10 ㎜ 이하 (예를 들어 중합체 시트 또는 유리의 경우에) 범위의 두께를 가질 수 있고; 한 바람직한 실시양태에서, 기판은 중합체 층, 또는 중합체 층의 조합이고, 그의 두께는 (함께) 500 ㎚ 내지 약 300 마이크로미터의 범위이다.
글레이징, 예컨대 건축 윈도우, 또는 차량 윈도우에서 사용하기 위해, 기판 뿐만 아니라 매체는 적어도 300 내지 800 ㎚, 특히 400 내지 700 ㎚ 범위의 가시 영역에서 투명해야 한다. 그러나 글레이징에 보통 사용되는 물질, 예를 들어 유리 또는 플라스틱은 흔히 또한 2500 ㎚ 이하, 특히 1400 ㎚ 이하의 더 폭넓은 영역의 전자기파를 투과시킨다.
기판 및 매체는 앞에서 언급된 사용을 제공하기 위해서 통상의 기술자가 사용할 임의의 물질을 포함할 수 있거나, 그것으로 만들어질 수 있다. 매체는 바람직하게는 적어도 기판과의 접촉 후에도 고체이다. 바람직하게는, 매체는 기판 상의 패턴을 파괴하지 않고 금속성 구조체를 포함하면서 기판에 결합될 수 있다. 적합한 물질 및 바람직한 제조 방법의 예는 하기에서 추가로 제공한다.
부가적으로, 장치는 하나 이상의 추가의 층(들)을, 예를 들어 추가의 중합체 층의 형태로 포함할 수 있다. 추가의 층은 물질 및 특성이 기판 및/또는 매체와 상이할 수 있다. 예를 들어, 추가의 층은 특히 금속성 구조체를 기계력으로부터 보호하기 위해 구조체에 더 경질 구조를 제공할 수 있다. 구성 요소, 예컨대 건축 윈도우, 파사드 요소 또는 차량 윈도우에서 사용하기 위해, 본 발명의 장치는 전형적으로는 한 면 또는 양 면이 유리에 의해 커버링될 수 있다.
제조는 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 기판은 평면 구조체, 예컨대 시트, 필름, 포일 또는 층 또는 그의 일부분만의 형태로 제공될 수 있다. 기판의 형상 및 차원은 상기에서 구조체에 대해 기술된 바와 같이 선택할 수 있다. 유리하게는 평면 구조체는 그것이 이루어지는 물질에 따라 가요성 또는 경질일 수 있다.
기판의 적어도 하나의 표면은 이어서 변환 단계에서 구조화된다. 본 발명의 한 실시양태에서, 상기 변환 단계는 엠보싱, 스탬핑 및 프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이러한 공정은 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다.
추가의 단계에서, 단속된 금속성 구조체는 하기에서 상세히 설명된 바와 같이 이와 같이 예비-구조화된 기판 위에 부착된다.
추가 바람직한 실시양태에서 방법이 제공되며, 여기서 기판은, 전형적으로 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리카르보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르케톤, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리옥시메틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐부티랄 또는 이들 중 둘 이상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기 중합체를 포함한다. 기판은 부가적으로 추가 물질, 바람직하게는 임의의 종류의 고온 엠보싱가능한 중합체 또는 UV 경화성 수지를 포함할 수 있다.
추가 측면에서, 본 발명은 장치 구조체를 상기에서 기술된 바와 같은 형태로 생성하는 방식을 제공하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 장치를 제조하는 방법은 하기의 단계를 포함한다:
i. 표면을 노출시킨 투명 기판을 제공하는 단계,
ii. 기판을 구조화하여 50 내지 1000 ㎚ 범위의 주기성, 및 바람직하게는 30 내지 1000 ㎚, 특히 50 내지 800 ㎚ 범위의 깊이 (기판 평면에 직각으로 측정됨)를 갖는 삼차원 패턴 (나노평면을, 예컨대 격자에 의해 노출시킴)을 얻는 단계,
iii. 바람직하게는 빗각 하의 증착 또는 스퍼터링에 의해, 금속을 이와 같이 구조화된 표면의 일부분 상에 침착시키는 단계.
금속성 층을 패턴화하고 이렇게 하여 단속된 금속성 구조체를 형성하기 위한 적합한 방법은 일반적으로 기술분야에 공지되어 있다. 기판 상의 격자가, 예를 들어 EP-A-1767964, WO2009/068462, WO2012/147052, US-4913858, US-4728377, US-5549774, WO2008/061930 또는 문헌 (Gale et al., Optics and Lasers in Engineering 43, 373 (2005)), 뿐만 아니라 그 안에 인용된 문헌에 기술된 바와 같이, 엠보싱 단계에 의해 수득되는 방법이 바람직하고; 적합한 엠보싱 도구, 예컨대 격자 마스터의 제조는, 특히, WO2012/147052, WO2009/062867, US-2005-239935, WO 95/22448에 설명되어 있고; 바람직한 방법은 문헌 (Zaidi et al., Appl. Optics 27, 2999 (1988))에 의해 제공되며, 표준 홀로그래픽 2광선속 간섭 셋업을 사용하여 거의 직사각형 형상의 포토레지스트 격자의 제조를 기술한다.
격자를 수득하기 위한 다른 유용한 구조화 방법, 예컨대 홀로그래픽 패턴화, 건조 에칭 등은, 예를 들어, US-2005-153464, WO2008/128365에 기술된다.
전형적인 제작 방법에서는, 포토레지스트를 석영 또는 규소 기판의 상부에서 패턴화하기 위해 간섭 리소그래피가 사용된다. 포토레지스트가 현상되고 패턴이 에칭에 의해 기판에 전사된다. 조절되는 형상, 깊이 및 듀티 사이클을 갖는 격자가 얻어진다.
현상 단계의 결과는, 예를 들어, 수득된 격자의 사인곡선형 또는 직사각형 단면 또는 몇몇 사인곡선형 및/또는 직사각형 단면의 조합의 단면을 유지하는, 연속 표면 부조(surface relief) 구조체일 수 있다. 전자 빔 또는 플라즈마 에칭에 노출된 레지스트는 전형적으로는 직사각형 형태의 단면에 통상적인 바이너리 표면 구조체를 초래한다. 연속 및 바이너리 표면 부조 구조체는 매우 유사한 광학 거동을 초래한다. 갈바니 단계에 의해 전형적으로 연성 레지스트 물질은 이어서 강성 및 견고한 금속 표면으로, 예를 들어 니켈 심으로 전환될 수 있다. 이러한 금속 표면은 엠보싱 도구로서 이용할 수 있다.
석영 또는 규소 격자, 또는 바람직하게는 Ni-심은, 이어서 최종 기판, 예를 들어 UV 경화된 중합체 물질 위로의 복제를 위한 마스터로서 사용한다. 대안적으로, 복제는 바람직하게는 기판의 유리 전이 온도를 초과하는 온도에서 고온 엠보싱에 의해 실시할 수 있고; 이러한 기술은 특히 기판, 예컨대 PET, PMMA 및 특히 PC에서 효과적이다. 마스터 표면을 제공하는 이러한 엠보싱 도구를 사용하여, 중합체 층 또는 포일의 형태의 매체가 엠보싱될 수 있다.
격자 구조체는 또한 직접 유리 표면 위로 전사될 수 있다. 가능한 전사 기술은 반응성 이온 에칭 또는 복제된 무기 졸-젤 물질의 사용에 기초한다.
기판의 격자 (및 그에 따른 금속성 층의 단속의 전형적인 주기성)는 바람직하게는 50 내지 1000 ㎚, 더 바람직하게는 100 내지 1000 ㎚, 특히 100 내지 800 ㎚ 범위의 주기성을 갖고; 500 ㎚ 미만, 예컨대 50 내지 490 ㎚, 특히 50 내지 450 ㎚, 또는 가장 특히 50 내지 250 ㎚의 주기성이 특별히 기술적으로 중요하고; 용어 "주기성"은, 예를 들어, 격자의 2개의 이웃 피크 중심 사이의 거리 (격자 길이와 수직인 방향으로 측정됨)를 나타낸다. 격자 깊이는 바람직하게는 30 내지 1000 ㎚, 특히 50 내지 800 ㎚의 범위이다 (피크 정점에서부터 단면을 거쳐 트렌치의 가장 깊은 수준까지 측정됨). 격자 피크의 단면은 다양한 형태를 가질 수 있는데, 예를 들어 웨이브, 예컨대 사인곡선형, 또는 각이 있는, 예를 들어 사다리꼴, 삼각형 또는 바람직하게는 직사각형 (예를 들어 정사각형, 종횡비가 대략 1:1임)의 형태로 존재할 수 있고, 따라서 격자의 길이를 지나 연장된 에지를 초래한다. 종횡비 (단면 폭 : 깊이)는 일반적으로는 1:10 내지 10:1의 범위, 바람직하게는 1:5 내지 5:1의 범위이다 (약 1의 비는 격자 피크의 전형적인 정사각형 단면을 나타낸다).
본 발명의 장치는 전형적으로는 직사각형 또는 사다리꼴 격자에 기반하고, 그의 듀티 사이클 (즉 피크 면적 대 전체 면적의 비)은 0.1 내지 0.9의 범위이다.
이어서 금속의 얇은, 단속된 층이 격자화 기판 상에 제공된다. 투명 기판의 표면 상의 단속된 금속성 구조체는, 본 발명의 장치에서 필요에 따라, 전형적으로는 증착, 스퍼터링, 프린팅, 캐스팅 또는 스탬핑과 같은 공정에 의한 표면의 부분 금속화에 의해 제조된다. 금속에 의한 표면의 완전한 커버리지는, 예를 들어 섀도 마스크, 포토레지스트 기술의 적용에 의해 막을 수 있다. 한 바람직한 방법에서, 금속 구조체는 빗각 하에 금속의 이전에 제조된 격자 구조체 위로의, 예를 들어 수지 표면 상으로의 직접 침착에 의해 적용된다. 이는 전형적으로는 기판의 평면에 대해 빗각 (예를 들어 30 내지 60°) 하에 격자화 기판을 금속 증기에 노출시킴에 의해 달성된다. 침착은 전형적으로는 격자의 상부, 및 한 측면 또는 두 측면 상에서 (도 4a 및 5a에 개략적으로 나타낸 바와 같이) 실시된다. 격자의 상부 상의 층은, 예를 들어 이전에 침착된 하층을 용해시킴으로써, 또는 접착 테이프를 사용한 제거에 의해, 또는 플라즈마 에칭과 같은 에칭 공정에 의해 후속적으로 제거할 수 있고, 이렇게 하여 장치의 전체 투명도를 높이고, 격자의 두 측면 상의 금속 침착의 경우에는 이로써 단속의 평균 주기성을 반으로 줄 수 있다 (개략적으로 도 6a에 나타냄). 이러한 직사각형 격자 상에서, 금속으로 커버링된 특정 나노평면은 기판 평면에 대해 약 90°의 각도를 형성한다.
사인곡선형 격자 또는 삼각형 격자에 기반한 대안적인 장치는 도 8 및 9에 도시되어 있다. 이러한 대안적인 격자 상에서, 금속으로 커버링된 특정 나노평면은 기판 평면에 대해 전형적으로는 약 30 내지 60° 범위의 각도를 형성한다.
금속 층은 또한 수직으로 침착되어, 이렇게 하여 또한 격자 피크 사이의 트렌치를 커버링하고, 상기에서 기술된 바와 같이 격자의 상부 상의 금속 층을 후속적으로 제거할 수 있다.
이와 같이 수득된 패턴화 금속성 필름은 격자를 완전히 커버하지 못한다.
이러한 침착 단계는 예를 들어 진공 증착, 스퍼터링, 프린팅, 캐스팅 또는 스탬핑 또는 이러한 공정 중 둘 이상의 조합에 의해 확립될 수 있다. 바람직하게는, 금속은 진공 증착에 의해 침착되는데 이 공정이 침착되는 물질의 두께에 관한 높은 정확도를 갖기 때문이다.
금속의 침착 이전에, 하층은, 예를 들어 금속의 부착을 매개하고/하거나 후속적 금속 층의 코팅 품질을 향상시키기 위해 (예를 들어 그의 조도를 감소시키기 위해) 격자화 구조체에 침착될 수 있다. 이러한 하층에 유용한 물질 (개선 물질)은 금속 Ti, Cr, Ni, 은 산화물, PEDOT-PSS를 포함한다. 개선 물질의 하층을 함유한 그러한 장치의 단면에 대한 개략적 예는 도 7a (공기 중) 및 도 7b (캡슐화 형태)에 도시되어 있다.
부가적으로 추가 물질은 이와 같이 수득된 금속화 장치 위에 침착될 수 있다 (커버 층). 이것은, 금속성 구조체를, 예를 들어 산화로부터 보호하거나, 광학 특성을 조정하는 것을 돕는, 예를 들어 기판을 위해 사용되는 바와 같은 물질의 중합체 층일 수 있다. 도 7c 및 7d는 부가적으로 커버 층을 포함하는 그러한 장치를 개략적으로 나타낸다 (7c: 공기 중; 7d: 캡슐화; 기판과 접촉하는 음영선(shaded line)은 개선 층을 상징하고; 두꺼운 검은 선은 금속성 커버를 상징하고; 추가 음영선은 커버 층을 상징한다).
층 또는 필름의 표면 품질은 탭핑 모드 원자력 현미경관찰법 (AFM), 디멘션(Dimension) 3100 폐쇄 루프 (디지털 인스트루먼트 비코 메트롤로지 그룹(Digital instrument Veeco metrology group))에 의해 확인될 수 있다. 높이 및 상 이미지는 모두 샘플의 스캐닝 동안에 수득된다. 일반적으로, 높이 이미지는 샘플 표면 전반에 걸친 토포그래픽 변화를 반영하고, 한편 상 이미지는 물질의 강성도 변동을 반영한다. 평균 조도 Ra는 중심 평면으로부터의 편차의 산술 평균을 나타낸다:
Figure pct00001
상기 식에서, Zcp는 중심 평면의 Z 값이다.
금속성 구조체 (예를 들어 금속성 층)에서의 단속의 주기성은 일반적으로는 기저 격자 (P)의 주기에 의해서도 결정되고, 전형적으로는 50 내지 1000 ㎚, 예를 들어 100 내지 1000 ㎚, 특히 100 내지 800 ㎚의 범위이다.
본 발명의 장치는 일반적으로는 0.1 내지 0.9 범위의 듀티 사이클 (즉 금속에 의해 커버링된 면적 대 전체 면적의 비)을 가질 수 있고; 전형적으로는, 투명 기판 (예를 들어 윈도우 판유리)의 약 50% (예컨대 30 내지 70%, 듀티 사이클 0.3 내지 0.7에 상응함)가 금속에 의해 커버링된다.
금속성 구조체는 바람직하게는 구조화 기판 상에 단속된 층의 형태로 침착되고; 구조체는 특히 상기 나타낸 바와 같은 주기성 및 깊이의 격자 구조체이다. 따라서 격자 구조체는 표면 상에 피크 및 밸리 (트렌치)를 제공한다.
제조 방법에서, 전형적으로는 빗각 하의 예비-구조화, 전형적으로는 격자화 기판 위로의 금속 증착에 의해 제공된 바와 같이, 금속성 구조체는, 층 (상부, 측면 또는 하부) 중 적어도 하나가 1 내지 75 ㎚, 전형적으로는 1 내지 50 ㎚, 바람직하게는 5 내지 50 ㎚, 특히 5 내지 40 ㎚, 더욱 특히 5 내지 30 ㎚ 범위의 두께를 갖고, 구조체의 단면의 적어도 한 면 (즉 그의 저부, 상부 및/또는 측면 중 적어도 한 부분)이 금속에 의해 커버링되지 않는 (상기에서 "두께 0 ㎚"로 나타냄) 조건에 따라서, 전형적으로는 0 내지 40 ㎚ 범위의 상부 층 두께 (피크 층 두께), 전형적으로는 0 내지 20 ㎚ 범위의 측면 층 두께 (도 4a 및 4b에서 나타낸 바와 같이 이중 측면을 가짐; 또는 도 5a 및 5b에서 나타낸 바와 같이 하나의 측면을 가짐), 및 전형적으로는 0 내지 20 ㎚ 범위의 하부 층 두께 (즉 격자 밸리에서)를 갖는다. 일반적으로, 금속성 층의 최적의 두께는 또한 이러한 구조체의 정확한 물질에 의존하고, 여기서 금속 원소, 예컨대 은, 알루미늄, 금, 구리, 백금 등은 전형적으로 더 저 두께로 적용될 수 있고, 한편 본 금속성 층을 위해 또한 사용될 수 있는, 전형적인 반도체, 예컨대 규소, 인듐 주석 산화물, 인듐 산화물, 알루미늄 도핑된 아연 산화물 또는 갈륨 도핑된 아연 산화물은, 유리하게는 더 고 두께로 적용되고, 이는 또한 75 ㎚를 초과할 수 있다 (예를 들어 150 ㎚ 이하의 범위). 금속성 층의 (단속 사이의) 금속성 구조체 또는 섹션은 기판 평면의 법선에 대칭 또는 비대칭일 수 있다. 50 ㎚ 초과의 더 두꺼운 금속성 층은 일반적으로 500 ㎚ 미만의 비교적 짧은 주기성의 금속성 층의 단속과 조합되고, 이는 상기에서 추가로 언급되었다.
금속성 층의 조도 Ra는 전형적으로는 10 ㎚ 미만이고; 5 ㎚ 미만의 조도를 갖는 금속성 층이 특히 바람직하다.
복제 후에 수득된 바와 같은 UV 경화된 중합체 물질, 필름 뿐만 아니라 격자 구조체는, 전형적으로는 1 내지 100 마이크로미터, 특히 3 내지 20 마이크로미터의 두께를 갖는다.
기판 및 캡슐화 매체의 물질은, 예를 들어, 중합체, 유리, 세라믹, 또는 이들 중 둘 이상으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 한 바람직한 실시양태에서 매체는 중합체 층을 포함한다. 이러한 중합체 층은 바람직하게는 20 중량% 초과, 더 바람직하게는 50 중량% 초과의 중합체를 포함하고, 보다 더 바람직하게는 중합체 층은 중합체이다. 매체 또는 중합체 층은 100 ㎚ 내지 1 ㎜의 범위, 바람직하게는 500 ㎚ 내지 0.5 ㎜의 범위, 보다 더 바람직하게는 800 ㎚ 내지 200 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.
한 바람직한 실시양태에서, 기판 및/또는 매체는 1종 이상의 열가소성 중합체를 포함한다. 이러한 열가소성 중합체는 바람직하게는 20 중량% 초과, 더 바람직하게는 50 중량% 초과의 열가소성 중합체를 포함하고, 보다 더 바람직하게는 열가소성 중합체 층은 열가소성 중합체이다. 기판은 바람직하게는 고온 엠보싱가능한 중합체 또는 UV 경화성 수지 또는 이들 중 둘 이상을 포함한다.
기판 뿐만 아니라 매립 매체/캡슐화 물질은 전형적으로는 유리, 중합체, 예컨대 아크릴레이트 (전형적으로는 폴리메틸메타크릴레이트, PMMA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리카르보네이트 (PC), 폴리비닐부티레이트 (PVB), 저 굴절률 복합 물질 또는 혼성 중합체, 예컨대 오르모서(Ormocer)®, 및 그의 시트 또는 필름, 예를 들어 홀로그래픽 필름, 예컨대 아크릴레이트-코팅된 PET, 방사선-경화성 조성물로부터 선택된다.
기판 및/또는 캡슐화 매체는 바람직하게는 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리카르보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르케톤, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리옥시메틸렌, 폴리프로필렌, 폴리 비닐 클로라이드, 폴리비닐부티랄, 방사선 경화성 조성물, 또는 이들 중 둘 이상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체를 포함한다.
UV 경화된 중합체 물질, 전형적으로는 중합체 필름은, 바람직하게는 엠보싱 단계 동안에 또는 직후에 방사선-경화성 조성물의 조사에 의해 제조된다.
방사선-경화성 조성물은 일반적으로는 예를 들어 UV 광을 사용한 조사시 가교 반응을 견딜 수 있는 모이어티를 포함하는, 올리고머 및/또는 중합체를 기재로 하고 (이들로 본질적으로 이루어진다). 따라서 이러한 조성물은, 다른 올리고머 또는 단량체와의 조합으로 원하는 경우에, 올리고머 우레탄 아크릴레이트 및/또는 아크릴레이트화 아크릴레이트를 기재로 하는 UV-경화성 시스템; 및 이중 경화 시스템을 포함하고, 이중 경화 시스템은 우선 가열 또는 건조에 의해 그리고 후속적으로 UV 또는 전자 조사에 의해 경화되거나, 그 반대로 경화되고, 그의 성분은 광개시제의 존재하에 UV 광을 사용한 또는 전자 빔을 사용한 조사시 반응할 수 있는 에틸렌계 이중 결합을 함유한다. 방사선-경화성 코팅 조성물은 일반적으로는 에틸렌계 불포화 결합을 함유한 단량체성 및/또는 올리고머성 화합물 (예비중합체)을 포함하는 결합제를 기재로 하고, 이는, 적용 후, 화학 방사선에 의해 경화되는데, 즉 가교된, 고 분자량 형태로 전환된다. 시스템이 UV-경화중인 경우, 이는 흔히 광개시제도 함유한다. 상응하는 시스템은 예를 들어 문헌 (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition, Vol. A18, pages 451 453)에 기술되어 있다. 예는 루모겐(Lumogen) 시리즈 (바스프(BASF)), 예컨대 루모겐® OVD 301의 UV-경화성 수지 시스템이다. 방사선 경화성 조성물은, 예를 들어, 크레이노르(CRAYNOR)® 사르토머 유럽(Sartomer Europe) 레인지로부터의 에폭시-아크릴레이트 (10 내지 60%) 및 하나 또는 몇몇 아크릴레이트 (일관능성 및 다관능성), 사르토머 유럽으로부터 입수가능한 단량체 (20 내지 90%) 및 하나, 또는 몇몇 광개시제 (1 내지 15%), 예컨대 다로큐어(Darocure)® 1173 및 레벨링제, 예컨대 비와이케이 케미(BYK Chemie)로부터의 BYK®361 (0.01 내지 1%)을 포함할 수 있다.
마지막으로 수득된 바와 같은 장치를 포함하는 기판, 및 전형적으로는 상기 장치를 포함하는 윈도우 판유리는, 편평하거나 구부러질 수 있고; 만곡된 형상은 (예를 들어, 자동차 전방 스크린 또는 후방 스크린을 위한 것으로) 전형적으로는 본 발명의 장치의 제조 후 성형 공정에서 도입된다.
따라서 본 발명은 이하의 실시양태를 포함하나, 이들로 제한되지는 않는다:
1. 투명 기판의 표면 상에 단속된 금속성 층을 포함하는 장치이며, 상기 표면은 기판 평면에 대해 경사진 각도의 나노평면으로 구조화되어 있고 상기 나노평면의 적어도 일부분에 금속 코팅을 보유하고, 여기서 금속성 층에서의 단속의 주기성이 50 내지 1000 ㎚, 바람직하게는 50 내지 500 ㎚ 미만, 더 바람직하게는 50 내지 490 ㎚의 범위이고, 기판 평면에 대해 경사진 각도의 나노평면 상의 금속 코팅의 두께가 1 내지 50 ㎚, 특히 5 내지 30 ㎚의 범위인 것을 특징으로 하는 장치.
2. 반투명 구성 요소, 예컨대 파사드 요소, 건축 윈도우, 차량 윈도우, 윈도우 판유리, 또는 그러한 요소의 반투명 부분인, 실시양태 1의 장치.
3. 기판 평면에 대해 경사진 각도가 10 내지 90°의 범위인, 실시양태 1 또는 2의 장치.
4. 기판 평면에 대해 경사진 각도의 나노평면이 금속성 층에서의 단속의 주기성에 대하여 실시양태 1에서 명시된 바와 같은 주기성의 격자의 형태로, 특히 50 내지 250 ㎚ 범위의 주기성의 격자의 형태로 제공되고, 여기서 격자의 깊이가 30 내지 1000 ㎚의 범위이고, 상기 격자가 본질적으로 사인곡선형, 사다리꼴, 삼각형 또는 바람직하게는 직사각형 단면을 갖고, 바람직하게는 1:10 내지 10:1 범위의 종횡비를 갖는 것인, 실시양태 1 내지 3 중 어느 하나에 따른 장치.
5. 금속성 층이 캡슐화 층 형태의 투명 매체에 의해 커버링되고, 상기 매체가 바람직하게는 열가소성 중합체 또는 UV-경화된 중합체인, 실시양태 1 내지 4 중 어느 하나에 따른 장치.
6. 기판과 금속성 층 사이에 및/또는 금속성 층과 캡슐화 층 사이에, 개선 물질의 하층 및 커버 층으로부터 선택된 하나 이상의 추가의 층을 포함하는, 실시양태 1 내지 5 중 어느 하나에 따른 장치.
7. 금속성 층의 구조체가 은, 알루미늄, 금, 구리, 백금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 함유하고, 바람직하게는 이것으로 본질적으로 이루어지는 것인, 실시양태 1 내지 6 중 어느 하나에 따른 장치.
8. 기판, 임의적인 캡슐화 층(들) 및 임의적인 커버 층(들)이 유리이거나 또는 중합체성 물질이고, 상기 중합체성 물질은 전형적으로는 열가소성 중합체 및 UV-경화된 중합체, 예컨대 아크릴 중합체, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리비닐부티레이트, 폴리올레핀, 폴리에테르이미드, 폴리에테르케톤, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리옥시메틸렌, 폴리비닐클로라이드, 저 굴절률 복합 물질 또는 혼성 중합체, 방사선-경화성 조성물, 또는 이들 중 둘 이상으로부터 선택되는 것인, 실시양태 1 내지 7 중 어느 하나에 따른 장치.
9. 기판 평면에 대해 경사진 각도의 나노평면으로 구조화되고, 상기 나노평면의 적어도 일부분을 커버링하는 단속된 금속성 층으로 코팅된 표면을 함유하는, 반투명 기판의 층을 포함하는 반투명 구성 요소이며, 금속성 층의 두께가 1 내지 50 ㎚, 특히 5 내지 30 ㎚의 범위이고, 금속성 층에서의 단속의 주기성이 50 내지 1000 ㎚, 바람직하게는 50 내지 500 ㎚ 미만, 더 바람직하게는 50 내지 490 ㎚, 특히 50 내지 250 ㎚의 범위인 것을 특징으로 하는, 반투명 구성 요소.
10. 반투명 구성 요소이거나, 그러한 요소의 반투명 부분을 형성하고, 반투명 기판의 층을 포함하는 상기 요소가, 기판 평면에 대해 경사진 각도의 나노평면으로 구조화되고, 상기 나노평면의 적어도 일부분을 커버링하는 단속된 금속성 층으로 코팅된 표면을 함유하며, 금속성 층에서의 단속의 주기성이 50 내지 500 ㎚ 미만, 특히 50 내지 490 ㎚, 더욱 특히 50 내지 250 ㎚의 범위이고, 기판 평면에 대해 경사진 각도의 나노평면 상의 금속성 층의 두께가 1 내지 75 ㎚, 특히 1 내지 50 ㎚, 더욱 특히 5 내지 30 ㎚의 범위인 것을 특징으로 하는, 실시양태 1 내지 8 중 어느 하나에 따른 장치.
11. 파사드 요소이거나, 특히 투명하고, 예를 들어 건축 윈도우 또는 차량 윈도우의 윈도우 판유리인, 실시양태 2, 9 또는 10에 따른 반투명 구성 요소.
12. 기판 표면 상의 나노평면이 금속성 층에서의 단속의 주기성에 대하여 실시양태 1에서 명시된 바와 같은 범위의 주기성 및 30 내지 1000 ㎚ 범위의 깊이의 격자의 형태로 제공되고, 상기 격자가 본질적으로 사인곡선형, 사다리꼴, 삼각형 또는 바람직하게는 직사각형 단면을 갖고, 바람직하게는 1:10 내지 10:1 범위의 종횡비를 갖는 것인, 실시양태 2 또는 실시양태 9 내지 11 중 어느 하나의 반투명 구성 요소.
13. 건물 또는 차량에서 수평으로 정렬된 격자 선을 따라 통합되는, 실시양태 1 내지 12 중 어느 하나에 따른 장치 또는 반투명 구성 요소.
14. 기판이 편평하거나 또는 구부러진 중합체 필름 또는 시트, 또는 유리 시트, 또는 중합체 필름 또는 시트 및 유리 시트를 포함하는 것인, 실시양태 1 내지 13 중 어느 하나에 따른 장치 또는 반투명 구성 요소를 포함하는 윈도우 판유리.
15. 단속된 금속성 층을 포함하는 장치를 그의 표면의 적어도 일부분, 바람직하게는 그의 표면의 50% 내지 100%에 보유하는 유리 시트를 포함하고, 여기서 금속성 구조체가 유리 표면에 직접 부착되거나 기판 및 캡슐화 매체를 포함하는 투명 매체에 매립되고, 여기서 기판 및 캡슐화 매체가 바람직하게는 열가소성 중합체 및 UV-경화된 중합체, 예컨대 아크릴 중합체, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리비닐부티레이트, 폴리올레핀, 폴리에테르이미드, 폴리에테르케톤, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리옥시메틸렌, 폴리비닐클로라이드, 저 굴절률 복합 물질 또는 혼성 중합체, 방사선-경화성 조성물, 또는 이들 중 둘 이상으로부터 선택되는 것인, 실시양태 14에 따른 윈도우 판유리.
16. 특히 차량 또는 건물용 윈도우 및 건축 유리 요소로부터의, 반투명, 특히 투명 요소, 예컨대 중합체 필름, 플라스틱 스크린, 플라스틱 시트, 플라스틱 플레이트, 유리 스크린을 통한, 태양광의 투과를 감소시키는 방법, 특히 태양광, 예컨대 700 내지 1200 ㎚ 범위의 IR 복사의 투과를 계절별로 변경하는 방법이며, 상기 방법이 실시양태 1 내지 13 중 어느 하나에 따른 반투명 구성 요소 또는 장치를 상기 요소, 특히 윈도우 또는 건축 유리 요소로 통합시키는 것을 포함하는 방법.
17. 열 관리, 특히 계절별 열 및/또는 광 관리를 위한, 예를 들어 건물 또는 차량의 내부 공간으로의 윈도우를 통한 IR 복사의 진입을 감소시키고/시키거나 가시광선 또는 자외선의 진입을 변경하기 위한, 실시양태 1 내지 13 중 어느 하나에 따른 장치 또는 반투명 구성 요소, 또는 실시양태 14 또는 15에 따른 윈도우 판유리의 용도.
이하의 실시예는 본 발명을 예시한다. 언급된 곳마다, 달리 나타내지 않는 한, 실온 (r.t.)은 22 내지 25℃ 범위의 온도를 나타내고; 밤새는 12 내지 15 시간의 기간을 의미하고; 백분율은 중량을 기준으로 주어진다. ISO 9050은 2003년 8월 15일 제2판에서 적용되었고; ISO 13837은 2008년 4월 15일 제1판에서 적용되었다.
약어:
TTS 전체 태양 에너지 투과율 (ISO 9050, ISO 13837)
TVIS 가시 태양 에너지 투과율 (ISO 9050, ISO 13837)
SEM 주사 전자 현미경관찰법
<실시예>
실시예 1: 유리에서의 구조화 은 층에 의한 광 반사의 시뮬레이션
장치는 도 4a에 개략적으로 나타낸 바와 같이 주기 390㎚, 300㎚의 격자 깊이 및 0.5의 듀티 사이클의 직사각형 격자를 포함하였다 (듀티 사이클은 격자 피크에 의해 커버링된 면적 대 전체 면적의 비이다). 캡슐화 물질로서, 보로실리케이트 유리 BK7이 선택되었고, 그의 굴절률은 플라스틱과 비슷하고, 도 4b에 나타낸 바와 같은 캡슐화 장치가 얻어졌다. 캡슐화 유리의 두께는 5 ㎛보다 크고 장치의 광학 특성에 영향을 미치지 않았다. 직사각형 격자의 피크는 모두 3개의 측면 (측벽 및 상부) 상에 8 ㎚ 두께의 은에 의해 코팅되었다. 장치의 광학 특성은 엄격한 결합파 분석 (RCWA)을 사용하여 시뮬레이팅하고 최적화하였다. 격자의 광학 특성의 시뮬레이션에 대한 산업적 기준을 제시하는, RCWA 방법의 세부사항은 특히 문헌 ("Diffraction analysis of dielectric surface-relief gratings", M. G. Moharam, JOSA A, 72, 1385 - 1392 (1982)); 및 ("Light Propagation in Periodic Media" by Michel Neviere and Evgeny Popov, Marcel Dekker Inc., New York, 2003)에서 발표되었다. 장치의 나타나는 시각적 색은 시뮬레이팅된 스펙트럼으로부터의 투과 및 반사에서 평가되었다. 전체 태양 투과율 (TTS, ISO 13837) 및 가시광에서의 투과 TVIS (ISO 9050)는 0차 투과 및 반사로부터, (도 1에 나타낸 바와 같이, 각각 격자의 방향에 수직인, 격자의 평면 및 그의 단면에 대해) 다양한 입사각에서 계산하였다. 목표로 하는 용도를 위해, 0°(수직 입사광) 및 ±60° (스침 광)의 특정 입사각이 고려되었다.
(ISO 13837 및 ISO 9050에 따른) 결과는 하기 표에 작성되었다;
Figure pct00002
표: 입사각에 의존하는 TTS 및 TVIS
얻어진 비 TTS(0°)/TTS(60°)는 1.27이었다.
도 10 및 11은 이와 같이 수득된 입사각 0° 및 60°에 대한 장치의 투과 및 반사 스펙트럼을 나타낸다.
실시예 2: 구조화 은 층의 제작 및 시험
도 5a에 도시된 바와 같이 비대칭 단면을 유지하고 도 5b에 도시된 바와 같이 유전체 물질 중에 캡슐화된, 장치를 제조하였다. 장치는 주기 370㎚, 300㎚의 격자 깊이 및 0.4의 듀티 사이클의 격자를 포함하였다. 금속으로서, 은을 선택하였고 14㎚의 목표 두께를 가졌다. 캡슐화 물질은 UV 경화성 수지 (바스프로부터의 루모겐® OVD 301)였다. 기판은 50 x 50 x 0.7 ㎣의 크기를 갖는 보로실리케이트 유리 B270 시트였다.
장치를 다음과 같이 제조하였다:
i) 5 내지 10 ㎛ 두께의 UV 경화성 물질 (바스프로부터의 루모겐® OVD 301)의 층을 드롭-캐스팅에 의해 최종 유리 기판 (크기 50 x 50 x 0.7 ㎜)의 한 면에 적용한다. UV 경화성 물질의 젖은 층은, 문헌 (Gale et al., Optics and Lasers in Engineering 43, 373 (2005), section 2.3)에 기술된 방법에 따라, 상기에서 기술되고 경화된 바와 같은 차원의 직사각형 격자를 포함하는 도구를 사용하여 엠보싱된다. UV 경화성 물질의 두께는 관심있는 파장 범위에서 광학 특성에 큰 영향을 미치지 않는다.
ii) 이어서 복제된 격자는 열 증발기 진공 챔버를 사용하여 측면에서부터 은의 물리적 증착에 노출시킨다. 선택된 은 두께는 14 ㎚이고, 증발 각도는 45°이어서 격자의 일부분만이 도 5a에 도시된 바와 같이 금속화된다.
iii) 마지막으로, 장치는 구조체를 UV 경화성 물질 (바스프로부터의 루모겐® OVD 301; 대략 10 마이크로미터; UV 경화성 물질의 두께는 관심있는 파장 범위에서 광학 특성에 큰 영향을 미치지 않음)의 또 다른 층으로 코팅함으로써 캡슐화되고, 마지막으로 동일한 크기의 유리의 또 다른 시트로 커버링된다.
투과 및 반사 스펙트럼은 포토스펙트로미터에 의해 측정되었다. Ag 구조체가 비대칭이므로 (도 1b 참조), 60°하의 측정이 이루어질 수 있는 (+60° 및 -60°로서 나타냄) 이차원이 존재하였다. 본 경우에, 측정은 -60°에서 실시되었다. 본 장비로는 0°반사의 검출 (= 수직 조사)이 가능하지 않으므로, 측정은 6°의 작은 각도 하에 수행하였고, 여기서 반사 강도는 정확한 수직 반사와 거의 동일하였다. 도 2는 0°에서의 입사각에 대한 투과 스펙트럼, 및 6°의 입사각에 대한 이와 같이 수득된 장치의 반사 스펙트럼을 나타낸다. 도 3은 θ = -60°에 대한 측정을 나타낸다.
0° (6°) 및 -60°에서 측정된 투과 및 반사 스펙트럼을 사용하여, ISO 수치 및 투과 색을 평가하고 하기 표에 나타냈다:
Figure pct00003
표 조명 각도에 의존하는 색 c 및 TTS 및 TVIS의 퍼센트;
* 색 값 c는 색 공간 L*a*b 및 그의 좌표 a 및 b에 기초하고, c =
Figure pct00004
이다. c는 색 포화도에 대한 척도이다.
ISO 수치는 국제 기준 ISO 9050 및 13837에 따라 계산하였다.
TTS(0°) / TTS(-60°)의 비는 1.21이었다.
루모겐® OVD 301 대신 노르랜드 프러덕츠(Norland Products)로부터의 UV-경화성 물질 NOA 61 또는 NOA 63의 사용은 매우 유사한 결과를 초래하였다.
장치는 양호한 각 민감도를 나타냈다.
실시예 3: 단기간 동안의 광 반사 및 투과의 시뮬레이션
실시예 1에서 기재된 것과 같이 동일한 시뮬레이션 도구를 사용하여 시뮬레이션을 실행하였다. 시뮬레이팅된 장치에 있어서, 캡슐화 물질은 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA)였다. 장치를 통한 단면은 도 5b에 도시된 바와 같았다. 장치의 주기 P는 190 ㎚였고 수평 격자 배향을 가졌다. 그러한 짧은 격자 주기는 가시 및 근적외선 파장 범위에서 회절에 의한 광 방향전환을 초래하지 않았다.
도 12는 사용된 기하구조 격자 파라미터 P, D, DC, d상부 및 d측면의 정의를 나타낸다. 격자 깊이 D는 160 ㎚ 및 180㎚이고 듀티 사이클은 0.25였다. 은은 금속성 층을 위해 선택되었고; 격자의 상부 상의 은 층 두께 d상부 및 측면 상의 은 층 두께 d측면는 하기 표 1에 따랐다.
Figure pct00005
표 1 2개의 장치에 대한 은 두께 d상부, d측면
D = 160㎚ 및 D = 180㎚
격자 깊이 D = 160㎚ 및 D = 180㎚를 갖는 2개의 장치에 대하여, 시뮬레이션을 실행하였고 입사광 각도 θ = 0° 및 θ = 60°에서 계산된 투과 및 반사 스펙트럼은 도 13 내지 16에 나타냈다.
이러한 시뮬레이팅된 투과 및 반사 스펙트럼에 기초하여, 각 장치에 대한 투과율 수치 TTS, TVIS, 입사각 θ에 의존하는 색 c 및 각 의존 비 TVIS(0°), TVIS(60°)가 표 2에 나타낸 바와 같이 얻어졌다.
Figure pct00006
표 2 2개의 장치 경우 D = 160㎚ 및 D = 180㎚에 대하여 계산된 투과율 수치 TTS, TVIS, 색 c 및 각 의존 비 TVIS(0°), TVIS(60°);
ISO 수치는 국제 기준 ISO 9050 및 ISO 13837에 따라 계산하였다.
실시예 4: 단주기를 갖는 장치의 제작
도 17에 나타낸 장치는 실시예 1의 설명에서 개요가 서술된 제작 절차 (박막 증발, 플라즈마 에칭, 갈바니 단계, UV 복제, 비스듬한 은 증발 및 캡슐화 포함)에 따라 제조하였으며 다음의 예외를 포함하였다: 장치의 UV 엠보싱된 격자를 통한 단면은 도 5b에 도시된 바와 같고; 도 17에 나타낸 바와 같이 장치의 주기 P는 195 ㎚이고 수평 격자 배향을 갖고, 격자 깊이는 180㎚이고, 듀티 사이클은 대략 0.3이다. 금속으로서 은을 사용하였고 물리적 증착을 셋업하여 수직 증발에 대해 22 ㎚의 은 두께가 얻어졌고; 그러나, 또 다시 35°의 빗각에서 증발을 수행하였다.
입사광 각도 θ = 0° (즉 6°, 실시예 2에서의 설명 참조) 및 θ = -60°에서 측정된 투과 및 반사 스펙트럼은 도 18 및 19에 나타냈다.
이러한 측정된 투과 및 반사 스펙트럼에 기초하여 ISO 투과율 수치 TTS, TVIS, 입사각 θ에 의존하는 색 c 및 각 의존 비 TVIS(0°), TVIS(-60°)를 표 3에 나타낸 바와 같이 평가하였다.
Figure pct00007
표 3: 실시예 4의 제작된 장치에 대하여 계산된 투과율 수치 TTS, TVIS, 색 c 및 각 의존 비 TVIS(0°), TVIS(-60°);
ISO 수치는 국제 기준 ISO 9050 및 ISO 13837에 따라 평가하였다.
도면의 간단한 설명:
도 1a: 단속된 금속성 구조체를 포함하는 격자의 평면 (x 및 y 축) 및 입사광을 나타내는 격자화 장치의 투시도; 그 안의 x-축은 주기성의 방향을 향하고; y-축은 격자와 평행하고; z-축은 기판 평면 상에 수직으로 서 있고; i는 z-축과 각 θ를 형성하는 유입 광을 나타낸다 (θ = 0°는 윈도우 상에 수직으로 떨어지는 광을 나타낸다).
도 1b: 장치를 통한 단면 및 투과 측정을 수행한 광의 입사각 (본 실시예 2의 경우에, -60°가 선택된다).
도 2: θ = 0° 입사각 (투과, 파선) 및 θ = 6° (반사, 실선)에 대하여 실시예 2의 장치에 대해 검출된 바와 같은 투과 및 반사 스펙트럼.
도 3: θ = -60° 입사각에 대하여 실시예 2의 장치에 대해 검출된 바와 같은 투과 (파선) 및 반사 (실선) 스펙트럼.
도 4: 공기 중 (도 4a) 및 캡슐화 형태 (도 4b; 두꺼운 검은 선은 금속성 커버를 상징함)의 본 발명에 따른 장치의 단면.
도 5: 공기 중 (도 5a) 그리고 유전체 물질 중에 캡슐화된 (도 5b; 두꺼운 검은 선은 금속성 커버를 상징함), 빗각 하에 금속 침착에 의해 수득가능한 (본 실시예 2에서처럼), 본 발명에 따른 대표적 장치의 단면.
도 6: 격자의 양 측면으로부터의 금속 침착 및 격자 상부로부터의 금속 층의 후속적 제거 후에 수득가능한 공기 중 (도 6a) 및 캡슐화 형태 (도 6b; 두꺼운 검은 선은 금속성 커버를 상징함)의 본 발명에 따른 장치의 단면.
도 7: 개선 물질의 하층을 포함하는 장치 (7a: 공기 중; 7b: 캡슐화; 음영선은 개선 층을 상징하고; 두꺼운 검은 선은 금속성 커버를 상징함), 및 커버 층을 부가적으로 포함하는 장치 (7c: 공기 중; 7d: 캡슐화; 기판과 접촉하는 음영선은 개선 층을 상징하고; 두꺼운 검은 선은 금속성 커버를 상징하고; 추가 음영선은 커버 층을 상징함)의 단면.
도 8: 공기 중 (도 8a) 및 캡슐화 형태 (도 8b; 두꺼운 검은 선은 금속성 커버를 상징함)의 사인곡선형 격자에 기반한 대안적 장치.
도 9: 공기 중 (도 9a) 및 캡슐화 형태 (도 9b; 두꺼운 검은 선은 금속성 커버를 상징함)의 삼각형 격자에 기반한 대안적 장치.
도 10은 0°의 입사각에 대한 본 실시예 1에 따른 장치의 투과 및 반사 스펙트럼을 나타낸다.
도 11은 60°의 입사각에 대한 본 실시예 1에 따른 장치의 투과 및 반사 스펙트럼을 나타낸다.
도 12는 표시된 기하구조: 주기 P, 격자 깊이 D, 듀티 사이클 DC, 상부 상의 금속 두께 d상부 및 측면 상의 금속 두께 d측면을 갖는, 단일 측면 금속 격자 장치를 통한 단면을 나타낸다
도 13 및 14는 D=160㎚, P=190㎚, DC=0.25 및 표 1에 따른 은 두께를 갖는, 은 기재 장치에 대한 투과 및 반사 스펙트럼을 나타내고; 나타낸 스펙트럼은 θ=0° (도 13) 및 θ=60° (도 14)에 대한 것이다.
도 15 및 16은 D=180㎚, P=190㎚, DC=0.25 및 표 1에 따른 은 두께를 갖는, 은 기재 장치에 대한 투과 및 반사 스펙트럼을 나타내고; 나타낸 스펙트럼은 θ=0° (도 15) 및 θ=60° (도 16)에 대한 것이다.
도 17은 195㎚의 격자 주기 (수직 바 사이의 간격) 및 180㎚의 깊이를 갖는, 실시예 4의 제작된 단주기 격자를 통한 단면의 SEM 이미지를 나타낸다.
도 18은 θ=0°(6°)에 대하여 실시예 4의 은 기재 장치에 대한 투과 및 반사 스펙트럼을 나타낸다.
도 19는 θ=-60°에 대하여 실시예 4의 은 기재 장치에 대한 투과 및 반사 스펙트럼을 나타낸다.

Claims (16)

  1. 기판 평면에 대해 경사진 각도의 나노평면으로 구조화되고, 상기 나노평면의 적어도 일부분을 커버링하는 단속된(interrupted) 금속성 층으로 코팅된 표면을 함유하는, 반투명 기판의 층을 포함하며,
    금속성 층의 두께가 1 내지 50 ㎚의 범위이고, 금속성 층에서의 단속의 주기성이 50 내지 1000 ㎚, 특히 50 내지 500 ㎚ 미만의 범위인 것을 특징으로 하는, 반투명 구성 요소.
  2. 기판 평면에 대해 경사진 각도의 나노평면으로 구조화되고, 상기 나노평면의 적어도 일부분을 커버링하는 단속된 금속성 층으로 코팅된 표면을 함유하는, 반투명 기판의 층을 포함하며,
    금속성 층에서의 단속의 주기성이 50 내지 500 ㎚ 미만, 특히 50 내지 490 ㎚의 범위이고, 금속성 층의 두께가 1 내지 75 ㎚, 특히 1 내지 50 ㎚의 범위인 것을 특징으로 하는, 반투명 구성 요소.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 파사드 요소이거나, 또는 특히 투명하고, 예를 들어 건축 윈도우 또는 차량 윈도우의 윈도우 판유리인 반투명 구성 요소.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 표면 상의 나노평면이 금속성 층에서의 단속의 주기성에 대하여 제1항 또는 제2항에 명시된 바와 같은 범위의 주기성, 및 30 내지 1000 ㎚ 범위의 깊이의 격자의 형태로 제공되고, 상기 격자는 사인곡선형, 사다리꼴, 삼각형 또는 바람직하게는 직사각형 단면을 가지며, 바람직하게는 1:10 내지 10:1 범위의 종횡비를 갖는 것인 반투명 구성 요소.
  5. 제4항에 있어서, 수평으로 정렬된 그의 격자 선을 따라 건물 또는 차량에서 통합되는 반투명 구성 요소.
  6. 투명 기판의 표면 상에 단속된 금속성 층을 포함하는 장치이며, 상기 표면은 기판 평면에 대해 경사진 각도의 나노평면으로 구조화되어 있고 상기 나노평면의 적어도 일부분 상에 금속 코팅을 보유하고, 여기서 금속성 층에서의 단속의 주기성이 50 내지 1000 ㎚의 범위이고, 금속 코팅의 두께가 1 내지 50 ㎚의 범위인 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 평면에 대해 경사진 각도가 10 내지 90°의 범위인 장치 또는 반투명 구성 요소.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 평면에 대해 경사진 각도의 나노평면이 50 내지 1000 ㎚ 범위의 주기성 및 30 내지 1000 ㎚ 범위의 깊이의 격자의 형태로 제공되고, 상기 격자가 사인곡선형, 사다리꼴, 삼각형 또는 바람직하게는 직사각형 단면을 가지며, 바람직하게는 1:10 내지 10:1 범위의 종횡비를 갖는 것인 장치 또는 반투명 구성 요소.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 금속성 층이 캡슐화 층 형태의 투명 매체에 의해 커버링되고, 상기 매체는 바람직하게는 열가소성 중합체 또는 UV-경화된 중합체인 장치 또는 반투명 구성 요소.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 기판과 금속성 층 사이에 및/또는 금속성 층과 캡슐화 층 사이에, 개선 물질의 하층 및 커버 층으로부터 선택된 하나 이상의 추가의 층을 포함하는 장치 또는 반투명 구성 요소.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 금속성 층이 은, 알루미늄, 금, 구리, 백금으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 함유하고, 바람직하게는 이것으로 본질적으로 이루어진 것인 장치 또는 반투명 구성 요소.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 기판, 임의적인 캡슐화 층(들) 및 임의적인 커버 층(들)이 유리, 또는 예를 들어 열가소성 중합체 및 UV-경화된 중합체, 예컨대 아크릴 중합체, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리비닐부티레이트, 폴리올레핀, 폴리에테르이미드, 폴리에테르케톤, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리옥시메틸렌, 폴리비닐클로라이드, 저 굴절률 복합 물질 또는 혼성 중합체, 방사선-경화성 조성물, 또는 이들 중 둘 이상으로부터 선택된 중합체성 물질인 장치 또는 반투명 구성 요소.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 반투명 구성 요소, 또는 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 장치를 포함하며, 여기서 기판이 편평하거나 또는 구부러진 중합체 필름 또는 시트, 또는 유리 시트, 또는 중합체 필름 또는 시트 및 유리 시트를 포함하는 것인 윈도우 판유리.
  14. 제13항에 있어서, 단속된 금속성 층을 포함하는 장치를 표면의 적어도 일부분, 바람직하게는 표면의 50% 내지 100% 상에 보유하는 유리 시트를 포함하고, 여기서 금속성 구조체는 유리 표면에 직접 부착되거나 기판 및 캡슐화 매체를 포함하는 투명 매체에 매립되고, 여기서 기판 및 캡슐화 매체는 바람직하게는 열가소성 중합체 및 UV-경화된 중합체, 예컨대 아크릴 중합체, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리비닐부티레이트, 폴리올레핀, 폴리에테르이미드, 폴리에테르케톤, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리옥시메틸렌, 폴리비닐클로라이드, 저 굴절률 복합 물질 또는 혼성 중합체, 방사선-경화성 조성물, 또는 이들 중 둘 이상으로부터 선택된 것인 윈도우 판유리.
  15. 특히 차량 또는 건물용 윈도우 및 건축 유리 요소로부터의, 중합체 필름, 플라스틱 스크린, 플라스틱 시트, 플라스틱 플레이트, 유리 스크린과 같은 투명 요소를 통한 태양광의 투과를 감소시키기 위한, 특히 700 내지 1200 ㎚ 범위의 IR 복사와 같은 태양광의 투과를 계절별로 변경하기 위한 방법이며, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 반투명 구성 요소, 또는 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 장치를 상기 투명 요소, 특히 윈도우 또는 건축 유리 요소로 통합시키는 것을 포함하는 방법.
  16. 열 관리, 특히 계절별 열 및/또는 광 관리를 위한, 예를 들어 건물 또는 차량의 내부 공간으로의 윈도우를 통한 IR 복사의 진입을 감소시키고/거나 가시광선 또는 자외선의 진입을 변경하기 위한, 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 장치, 또는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 반투명 구성 요소, 또는 제13항 또는 제14항에 따른 윈도우 판유리의 용도.
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