KR20160085773A - 아연으로 도핑된 은으로부터 제조된 하나 이상의 기능성 층을 포함하는 스택으로 코팅된 기판을 포함하는 글레이징 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 이상의 기능성 금속 층 및 둘 이상의 반사방지 코팅을 포함하는 얇은 층들의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하며, 각 반사방지 코팅은 하나 이상의 유전 층을 포함하고, 각 기능성 금속 층은 두 반사방지 코팅 사이에 배치된 것인 글레이징에 관한 것이다. 스택은 - 기능성 층의 중량에 대해 95.0 중량% 이상, 바람직하게는 96.5 중량% 이상, 더 바람직하게는 98.0 중량% 이상의 은, 및 - 기능성 층 중의 아연 및 은의 중량에 대해 0.5 내지 3.5 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 2.0 중량%의 아연을 포함하는, 은으로 제조된 하나 이상의 기능성 금속 층을 포함한다.

Description

아연으로 도핑된 은으로부터 제조된 하나 이상의 기능성 층을 포함하는 스택으로 코팅된 기판을 포함하는 글레이징 {GLAZING COMPRISING A SUBSTRATE COATED WITH A STACK COMPRISING AT LEAST ONE FUNCTIONAL LAYER MADE FROM ZINC-DOPED SILVER}

본 발명은 하나 이상의 은 기재 기능성 금속 층을 포함하는 얇은 층들의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하는 글레이징에 관한 것이다.

은 기재 기능성 금속 층 (또는 은 층)은 전기 전도 및 적외 (IR) 방사선 반사의 유리한 성질을 가지고, 따라서 진입하는 태양 에너지의 양을 감소시키는 것을 목표로 하는 "태양 제어" 글레이징 및/또는 건물 또는 차량의 외부 쪽으로 소산되는 에너지의 양을 감소시키는 것을 목표로 하는 "저-e" 글레이징에서의 그의 용도를 갖는다.

이 은 층은 반사방지 코팅 사이에 침착되고, 반사방지 코팅은 일반적으로 스택의 광학적 성질을 조정하는 것을 가능하게 하는 수 개의 유전 층을 포함한다. 추가로, 이 유전 층은 은 층을 화학적 또는 기계적 공격으로부터 보호하는 것을 가능하게 한다.

글레이징의 광학적 및 전기적 성질은 은 층의 질, 예컨대 그의 결정 상태, 그의 균질성 및 그의 환경, 예컨대 은 층 위 및 아래 계면의 표면 조도에 직접적으로 의존한다.

은 기재 기능성 금속 층의 질을 개선하기 위해 은 층의 젖음 및 핵생성을 촉진하도록 의도된 안정화 기능을 갖는 유전 층을 포함하는 반사방지 코팅을 이용하는 것이 알려져 있다.

이 동일한 목적으로, 또한, 기능성 층과 반사방지 코팅 사이에 위치하는 차단 층을 이용하는 것도 알려져 있고, 차단 층의 기능은 상부 반사방지 코팅의 침착 동안에 및/또는 열 처리 동안에 이 기능성 층을 가능한 손상으로부터 보호하는 것이다. 특히, 상기 차단 층의 본성, 수 및 위치가 다른 많은 가능성이 제공되었다.

매우 특히, 본 발명은 고온 열 처리, 예컨대 어닐링, 굽힘 및/또는 템퍼링으로 처리되어야 하는 글레이징에 관한 것이다. 열 처리로 처리된 글레이징의 기계적 성질은 종종 불충분하다. 이것은 열 처리 전에 글레이징 상에 긁힘이 생성될 때, 글레이징이 템퍼링 유형의 열 처리로 처리될 때 긁힘의 가시성이 상당히 증가하기 때문이다. 이 현상은 기능성 층에 결함의 존재와 부분적으로 관련 있는 것으로 보인다.

이것은 고온 열 처리가 은 층 내에 변질을 야기할 수 있고, 특히 결함을 발생시킬 수 있기 때문이다. 이 결함 중 일부는 홀 또는 돔 형태로 존재한다.

"홀" 유형의 결함은 원형 또는 수지형(dendritic) 형상을 나타내는 은이 없는 영역의 출현, 다시 말해서, 은 층의 부분 비젖음(dewetting)에 상응한다. 은 층은 열 처리 후 은이 없는 영역에 상응하는 원형 또는 수지형 형상의 홀을 포함하는 은 층이다. 현미경으로 관찰된 이 은 층은 편평해 보인다. 은이 있는 영역에서 측정된 이 층의 두께는 그다지 많이 다르지 않다.

"돔" 유형의 결함은 은 층 내에서 두께 변화, 다시 말해서 두꺼워진 영역 및 얇아진 영역을 야기하는 "큰" 은 결정립의 존재에 상응한다. 두께의 변화가 지점별로 일어날 수 있고, 다시 말해서 오로지 상기 "큰" 결정립에서만 관찰될 수 있다. 그래서, 은 층은 "큰" 결정에서를 제외하고는 균질한 두께를 가질 수 있다. 두께 변화는 상기 "큰" 결정립 둘레에서 은 층의 재배열의 결과로 더 광범위할 수 있다.

"돔" 유형의 결함은 "홀" 유형의 결함의 중간 상태에 상응하지 않는다.

도 1.a는 투과 현미경으로 관찰해서 촬영한 홀 유형의 결함의 단면 사진이다. 도 1.b는 도 1.a의 단면의 위치(흰색 선)를 밝혀내는 주사 전자 현미경으로 관찰해서 촬영한 사진이다.

도 2는 투과 현미경으로 관찰해서 촬영한 돔 유형의 결함의 단면 사진이다.

이 도면들에서는 유리 기판(1), 은 층 아래에 위치한 수 개의 유전 층을 포함하는 반사방지 코팅(2), 은 층(3), 은 층 위에 위치한 반사방지 코팅(4) 및 보호 층(5)이 보인다. 이 사진들은 홀 유형의 결함과 돔 유형의 결함 사이의 차이를 분명히 보여준다.

결함의 존재는 스택의 시각적 외관 뿐만 아니라 광학적 성질 및 전기 전도도도 변질시킨다.

이 결함의 존재는 부식 지점을 발생시킨다. 이 현상은 열 처리 후 돔 유형 결함이 많이 생성되는 스택에서 특히 중요하다. 이 부식 지점은 심지어 보통의 빛에서도 종종 보인다.

이 결함의 존재는 일반적으로 강렬한 빛 하에서 보이는 "헤이즈"라고 알려진 발광 헤일로(halo)의 출현에 의해 시각적으로 나타내는 빛 산란 현상을 야기한다. 헤이즈는 2.5°초과의 각으로 산란되는 투과된 빛의 양에 상응한다.

이 결함 생성의 이유 및 메카니즘은 아직 잘 이해되지 않는다. 홀 또는 돔 유형의 결함의 발생은 은 층 위에 및 아래에 위치하는 반사방지 코팅을 구성하는 유전 층의 본성에 크게 의존하는 것으로 보인다. 스택에 일부 유전 물질, 특히 일부 산화물의 존재는 일부 결함 (홀 또는 돔)의 생성을 증가시킨다.

본 출원인은 알루미늄으로 임의로 도핑된 규소 질화물 기재의 유전 층의 존재가 고온 열 처리 동안에 훨씬 더 적은 홀 유형 또는 돔 유형의 결함을 발생시킨다는 것을 발견하였다.

본 출원인은 반사방지 코팅에서의 티타늄 산화물 (TiO₂), 니오븀 산화물 (Nb₂O₅) 또는 주석 산화물 (SnO₂) 기재의 유전 층의 존재가 고온 열 처리 동안에 홀 유형의 결함의 생성을 촉진한다는 것을 발견하였다.

본 출원인은 반사방지 코팅에서의 아연 주석 산화물 (SnZnO) 기재의 유전 층의 존재가 돔 유형의 결함의 생성을 촉진한다는 것을 발견하였다.

사실상, 이 물질들은 광학적으로 유리한 물질이다. 반사방지 코팅에 이 유형의 물질을 이용하지 않는 것을 겨냥하는 해결책은 만족스럽지 않다.

중국 특허 CN101830644는 세 금속, 즉 구리, 아연 및 크로뮴과 합금화된 은을 기재로 하는 기능성 층을 포함하는 스택으로 코팅된 기판을 개시한다.

선행 기술의 해결책은 완전히 만족스럽지는 않다.

차단 층의 이용은 헤이즈 및 부식의 존재를 방지하지만, 제한된 방식으로 방지한다.

세 금속과 합금화된 은을 기재로 하는 기능성 층의 제조는 복잡하고, 기능성 층의 전기적 성질, 특히 전도도를 변질시킨다. 어떠한 도핑제 첨가도 전도도를 상당히 손상시킨다.

본 발명의 목적은 굽힘, 템퍼링 또는 어닐링 유형의 열 처리 후에 더 낮은 긁힘 능력을 나타내는 하나 이상의 은 기재 기능성 층을 포함하는 스택으로 코팅된 기판을 포함하는 글레이징을 개발하는 것이다. 이 성질은 은 기재 기능성 금속 층을 포함하는 스택에 예상되는 다른 성질을 변질시키지 않으면서, 매우 특히, 전도도를 상당히 변질시키지 않으면서 얻어야 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 은 기재 기능성 층에 돔 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 유전 층을 포함하는 반사방지 코팅을 포함하는 스택으로 코팅된 기판을 포함하는 글레이징을 제공하는 것이다. 글레이징은 고온 열 처리로 처리될 수 있어야 하고, 돔 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 층의 존재에도 불구하고 고온 조건 하에서 그의 광학적 질, 특히 낮은 헤이즈 값, 그의 기계적 강도 및 그의 내부식성을 보유할 수 있어야 한다.

본 발명의 주제는 하나 이상의 기능성 금속 층 및 둘 이상의 반사방지 코팅을 포함하는 얇은 층들의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하며, 각 반사방지 코팅은 하나 이상의 유전 층을 포함하고, 각 기능성 금속 층은 두 반사방지 코팅 사이에 위치하는 것인 글레이징으로서, 상기 스택은

- 기능성 층의 중량에 대해 95.0 중량% 이상, 바람직하게는 96.5 중량% 이상, 훨씬 더 좋게는 98.0 중량% 이상의 은, 및

- 기능성 층 중의 아연 및 은의 중량에 대해 0.5 내지 3.5 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 2.0 중량%의 아연

을 포함하는 하나 이상의 은 기재 기능성 금속 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징이다.

은 기재 기능성 금속 층이 기능성 층의 중량에 대해 95.0 중량% 이상, 바람직하게는 96.5 중량% 이상, 훨씬 더 좋게는 98.0 중량% 이상의 은을 포함한다는 제한은 아연 이외의 임의의 도핑제 또는 불순물의 총 중량이 기능성 층의 중량의 5.0 중량%, 바람직하게는 3.5 중량% 및 훨씬 더 좋게는 2.0 중량%를 초과하지 않는다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 은 기재 기능성 금속 층은 오로지 아연으로만 도핑된다. 은 기재 기능성 금속 층은 은 및 아연 이외의 금속을 은 기재 기능성 금속 층의 중량에 대해 1.0 중량% 미만으로 포함한다.

아연 도핑은 예를 들어 카스테잉(Castaing) 마이크로프로브 (전자 프로브 마이크로분석기 또는 EPMA) 분석에 의해 측정할 수 있다.

은 층의 아연 도핑은 스택의 구조 및 발생될 수 있는 결함이 무엇이든 열 처리 전 및 후의 긁힘 경향을 개선하는 것을 가능하게 한다.

아연은 은에 용해될 수 있는 원소이다. 어닐링 후, 아연은 그대로 은 결정립 중에 고용체로 있는 경향이 있다. 아연의 존재는 보통 상황 하에서 기능성 층 및 따라서, 스택의 전도도를 손상시킬 것이다.

사실상, 아연의 중량 비율이 3.5%를 초과하지 않을 때, 열 처리 후의 전도도의 상당한 감소 없이 요망되는 성질이 얻어진다. 이것은 이용되는 아연의 낮은 비율에 기인할 수 있을 뿐만 아니라, 은 층의 비열화(nondeterioration)로 인한 시트 저항의 개선에 기인할 수도 있다.

본 발명의 해결책은 스택이 돔 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 유전 층을 포함하는 하나 이상의 반사방지 코팅을 포함할 때 매우 특히 적당하다.

청구된 비율에 따른 은 층의 아연 도핑은 열 처리 후의 헤이즈 및 부식 출현의 원인인 돔 유형의 결함의 생성을 상당히 감소시키는 것을 가능하게 한다.

돔 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 유전 층은 광학 현미경에 의한 또는 주사 전자 현미경에 의한 분석에 의해 식별될 수 있다. 이 경우, 유전 층이 기판 상에 은 층과 접촉해서 또는 은 층에 가깝게 침착된다. 어셈블리가 열 처리로 처리된다. 사진 관찰은 결함이 발생되었는지, 적당한 경우, 이 결함이 홀 유형인지 또는 돔 유형인지 확인하는 것을 가능하게 한다.

바람직하게는, 돔 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 유전 층을 포함하는 반사방지 코팅은 은 기재 기능성 금속 층 아래에 위치한다.

돔 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 유전 층은 일반식 Sn_xZn_yO_z의 아연 주석 산화물 기재의 층으로부터 선택되고, 여기서 Sn/Zn 중량비는 50/50 내지 85/15, 바람직하게는 55/45 내지 75/25 또는 또한, 또 다른 유리한 형태에 따르면, 50/50 내지 64/36이다. 일반식 Sn_xZn_yO_z의 층은 바람직하게는 산화 분위기에서 주석 및 아연의 합금으로 이루어진 표적의 반응성 캐소드 스퍼터링에 의해 반사방지 스택에서 얻어진다.

또 다른 유리한 실시양태는 은 층 가까이에서 및 바람직하게는, 스택 전체에 걸쳐서 홀 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 유전 층의 이용을 피하는 데 있다. 바람직하게는, 스택은 티타늄 산화물 (TiO₂) 기재의 층, 니오븀 산화물 (Nb₂O₅) 기재의 층 또는 주석 산화물 (SnO₂) 기재의 층으로부터 선택되는 홀 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 유전 층을 포함하는 반사방지 코팅을 포함하지 않는다.

유리하게는, 이 경우에 은 기재 기능성 금속 층은 홀 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 모든 층으로부터 10 ㎚ 이상, 바람직하게는 20 ㎚ 이상 분리된다. 은 기재 기능성 금속 층은 모든 티타늄-포함 층으로부터 10 ㎚ 이상, 바람직하게는 20 ㎚ 이상 분리된다.

명세서 전반에 걸쳐서, 본 발명에 따른 기판은 수평으로 놓이는 것으로 여긴다. 얇은 층들의 스택은 기판 위에 침착된다. "위에" 및 "아래에" 및 "하부" 및 "상부"라는 표현의 의미는 이 배향에 대해서 고려되어야 한다. 구체적으로 명기되지 않으면, "위에" 및 "아래에"라는 표현은 두 층 및/또는 코팅이 서로 접촉해서 위치하는 것을 반드시 의미하지는 않는다. 한 층이 또 다른 층 또는 코팅과 "접촉"해서 침착된다고 명시될 때, 이것은 이 두 층 사이에 (또는 층과 코팅 사이에) 하나의 (또는 그 초과의) 층(들)이 삽입될 수 없다는 것을 의미한다.

다르게 언급되지 않으면, 본 명세서에서 언급되는 두께는 물리적 두께이다. "얇은 층"이라는 용어는 0.1 ㎚ 내지 100 ㎛의 두께를 나타내는 층을 의미하는 것으로 이해한다.

유리한 실시양태에 따르면, 스택은

- 은 기재 기능성 금속 층 아래에 위치하며, 하나 이상의 아연 주석 산화물 기재의 유전 층 및 아연 산화물 기재의 안정화 기능을 갖는 유전 층을 포함하는 반사방지 코팅,

- 아연 산화물 기재의 안정화 기능을 갖는 유전 층과 바로 접촉해서 위치하는 아연을 포함하는 은 기재의 기능성 금속 층,

- 임의로, 차단성 상층,

- 은 기재 기능성 금속 층 위에 위치하는 반사방지 코팅,

- 임의로, 상부 보호 층

을 포함할 수 있다.

은 기재 기능성 층의 두께는 선호도 증가순으로 5 내지 20 ㎚ 또는 8 내지 15 ㎚이다. 이 층은 두 표적에서부터 시작해서 또는 아연으로 도핑된 은 표적에서부터 시작해서 캐소드 스퍼터링에 의한 침착에 의해 얻을 수 있다.

본 발명에 따르면, 은 기재 기능성 금속 층은 차단 층과 직접 접촉할 수 있다. 기판 방향으로 기능성 층 아래에 위치하는 차단 층은 차단성 하층 "UB"로 알려져 있다. 기판으로부터 반대쪽에서 기능성 층 상에 위치하는 차단 층은 차단성 상층 "OB"로 알려져 있다.

바람직하게는, 스택은 은 기재 기능성 금속 층 위에 및 은 기재 기능성 금속 층과 바로 접촉해서 위치하는 하나 이상의 차단 층을 포함한다.

차단 층이 본 발명에 따라서 아연으로 도핑된 은 기재의 기능성 층과 접촉해서 존재할 때는 바람직하게는 티타늄을 포함하지 않는 층이 이용될 것이다. 이것은 티타늄이 아연과 반응해서 아연의 작용을 억제할 수 있기 때문이다. Ti-Zn 상평형도는 여러 금속간 화합물의 생성을 나타낸다. 또한, 은 기재 기능성 금속 층이 모든 티타늄-포함 층으로부터 10 ㎚ 이상, 바람직하게는 20 ㎚ 이상 분리된다는 특성은 티타늄 기재 차단 층이 은 기재 기능성 금속 층과 접촉해서 존재하는 것을 배제한다.

차단 층은 예를 들어 NiCr, NiCrN, NiCrOx, NiO 또는 NbN 기재의 층이다. 각 차단 층, 즉 차단성 하층 또는 차단성 상층의 두께는 0.5 ㎚ 이상 및 2.0 ㎚ 이하이다.

이 차단 층들이 금속, 질화된, 부분 산화된 또는 산질화된 형태로 침착될 때, 차단 층은 예를 들어 그 다음 층의 침착시 차단 층의 두께에 따라 부분 또는 완전 산화를 겪을 수 있다.

유리하게는 반사방지 코팅은 결함을 발생시킬 수 없는 유전 층 또는 돔 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 유전 층을 포함한다. 반사방지 코팅의 유전 층은 티타늄, 규소, 알루미늄, 주석 및 아연으로부터 선택되는 하나 이상의 원소의 산화물 또는 질화물로부터 선택될 수 있다.

반사방지 코팅은 장벽 기능을 갖는 유전 층 및/또는 안정화 기능을 갖는 유전 층을 포함할 수 있다.

"장벽 기능을 갖는 유전 층"이라는 용어는 고온에서 주위 분위기로부터 또는 투명 기판으로부터 유래하는 산소 및 물의 기능성 층 쪽으로의 확산에 대한 장벽을 생성할 수 있는 물질로 제조된 층을 의미하는 것으로 이해한다. 장벽 기능을 갖는 유전 층은

- 하나 이상의 다른 원소, 예컨대 알루미늄으로 임의로 도핑된, 산화물, 예컨대 SiO₂, 규소 질화물 Si₃N₄ 및 산질화물 SiO_xN_y로부터 선택되는 규소 화합물을 기재로 할 수 있거나,

- 알루미늄 질화물 AlN을 기재로 할 수 있거나, 또는

- 혼합 아연 주석 산화물을 기재로 할 수 있다.

"안정화 기능을 갖는 유전 층"이라는 용어는 기능성 층과 이 층 사이의 계면을 안정화시킬 수 있는 물질로 제조된 층을 의미하는 것으로 이해한다. 안정화 기능을 갖는 유전 층은 바람직하게는 결정성 산화물을 기재로 하고, 특히 하나 이상의 다른 원소, 예컨대 알루미늄으로 임의로 도핑된 아연 산화물을 기재로 한다. 안정화 기능을 갖는 유전 층 또는 층들은 바람직하게는 아연 산화물 층이다.

바람직하게는, 각 기능성 금속 층은 안정화 기능을 갖는 유전 층, 바람직하게는 아연 산화물 기재의 안정화 기능을 갖는 유전 층을 상부 층으로 갖는 반사방지 코팅 위에 있고/있거나, 안정화 기능을 갖는 유전 층을 하부 층으로 갖는 반사방지 코팅 아래에 있다.

기능성 층 아래에 위치하는 각 반사방지 코팅의 마지막 층은 안정화 기능을 갖는 유전 층이다. 이것은 안정화 기능을 갖는 층이 은 기재 기능성 층의 접착 및 결정화를 용이하게 하고 고온에서 은 기재 기능성 층의 질 및 안정성을 증진시키기 때문에 예를 들어 아연 산화물 기재의 안정화 기능을 갖는 층을 기능성 층 아래에 갖는 것이 유리하기 때문이다. 또한, 예를 들어 아연 산화물 기재의 안정화 기능을 갖는 층을 기능성 층 위에 갖는 것도 유리하다.

따라서, 안정화 기능을 갖는 유전 층 또는 층들이 하나 이상의 기능성 층 또는 각 기능성 층 위에서 및/또는 아래에서 기능성 층과 직접 접촉하거나 또는 차단 층에 의해 분리된 것이 발견될 수 있다. 바람직하게는, 각 기능성 금속 층은 안정화 기능을 갖는 유전 층, 바람직하게는 아연 산화물 기재의 안정화 기능을 갖는 유전 층을 상부 층으로서 갖는 반사방지 코팅 위에 있고/있거나, 안정화 기능을 갖는 유전 층, 바람직하게는 아연 산화물 기재의 안정화 기능을 갖는 유전 층을 하부 층으로서 갖는 반사방지 코팅 아래에 있다.

이 안정화 기능을 갖는 유전 층은 5 ㎚ 이상의 두께, 특히 5 내지 25 ㎚ 및 훨씬 더 좋게는 8 내지 15 ㎚의 두께를 가질 수 있다.

특히 유리한 실시양태는 투명 기판에서부터 시작해서

- 하나 이상의 장벽 기능을 갖는 유전 층 및 하나 이상의 안정화 기능을 갖는 유전 층을 포함하는 반사방지 코팅,

- 기능성 층,

- 차단 층,

- 하나 이상의 안정화 기능을 갖는 유전 층 및 장벽 기능을 갖는 유전 층을 포함하는 반사방지 코팅

을 포함하는 스택으로 코팅된 기판을 포함하는 글레이징에 관한 것이다.

스택은 특히 내긁힘성 성질을 부여하기 위해 스택의 마지막 층으로서 침착되는 상부 보호 층을 포함할 수 있다. 이 상부 보호 층은 반사방지 코팅에 포함되는 것으로 여기지 않는다. 이 상부 보호 층은 적어도 반사방지 코팅에 의해 기능성 층으로부터 분리되고, 반사방지 코팅의 두께는 일반적으로 20 ㎚ 초과이다. 이 층들은 일반적으로 초박형이고, 특히 2 내지 5 ㎚의 두께를 갖는다.

기판은 열 처리의 고온을 견뎌낼 수 있는 임의의 물질로 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 투명 기판은 바람직하게는 강직성 무기 물질, 예컨대 유리, 특히 소다-석회-실리카 유리로 제조된다. 기판의 두께는 일반적으로 0.5 ㎜ 내지 19 ㎜로 다양하다. 기판의 두께는 바람직하게는 6 ㎜ 이하, 사실상, 심지어 4 ㎜ 이하이다.

스택으로 코팅된 기판을 포함하는 글레이징은 고온에서 열 처리로 처리될 수도 있었다. 열 처리는 어닐링, 예를 들어 플래쉬 어닐링, 예컨대 레이저 또는 플레임 어닐링, 템퍼링 및/또는 굽힘으로부터 선택된다. 열 처리 온도는 300℃ 초과, 바람직하게는 400℃ 초과, 및 훨씬 더 좋게는 500℃ 초과이다.

스택으로 코팅된 기판은 굽힌 및/또는 템퍼링된 유리일 수 있다.

글레이징은 모놀리식 글레이징, 적층된 글레이징, 비대칭 글레이징, 또는 다중 글레이징, 특히 이중 글레이징 또는 삼중 글레이징 형태일 수 있다.

본 발명에 따른 글레이징은 적층된 글레이징일 수 있다. 이 경우, 유리/얇은 층들의 스택/시트(들)/유리 유형의 구조를 나타내기 위해, 기판은 하나 이상의 열가소성 중합체 시트에 의해 조립되는 둘 이상의 유리 유형 강직성 기판을 포함한다. 중합체는 특히 폴리비닐 부티랄 PVB, 에틸렌-비닐 아세테이트 EVA, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 PET 또는 폴리비닐 클로라이드 PVC를 기재로 할 수 있다. 적층된 구조에서, 스택을 담지하는 기판은 중합체 시트와 접촉할 수 있다.

또한, 본 발명은 위에서 정의된 기판의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법에 따르면, 자기장에 의해 임의로 보조되는 캐소드 스퍼터링 유형의 진공 기술에 의해 기판 상에 얇은 층들의 스택을 침착시킨다.

실시예

I. 글레이징 제조: 물질 및 침착 조건

아래에서 정의된 얇은 층들의 스택을 2 또는 4 ㎜의 두께를 갖는 맑은 소다-석회 유리로 제조된 기판 상에 침착시켰다.

이 실시예에 관해서, 스퍼터링 ("마그네트론 캐소드" 스퍼터링)에 의해 침착되는 층들의 침착 조건을 하기 표 1에 요약하였다.

아연으로 은 층의 도핑은 두 표적, 즉, Ag 표적 및 아연 표적으로부터 시작해서 동시-스퍼터링함으로써 수행하였다. 침착 동안, 두 표적을 경사지게 놓았고, 동시에 전력을 공급하였다. 요망되는 도핑은 침착 전력을 조정함으로써 얻었다. 은 표적의 침착 전력을 고정시켰고, 아연 표적의 침착 전력을 변화시켰다. 은 및 아연의 중량에 대해 0 내지 3.5 중량%의 아연 비율로 아연으로 도핑된 은 층을 시험하였다. 다음 모든 실시예에서, 층의 조성 및 특히, 아연으로 도핑된 은 층에서의 아연 비율을 통상적인 카스테잉 마이크로프로브 (또한, 전자 프로브 마이크로분석기 또는 EPMA로도 알려져 있음)에 의해 측정하였다. 아연의 농도를 은 및 아연의 중량에 대한 아연의 중량으로 표현하였다.

스택을 구성하는 각 층 또는 코팅의 물질 및 물리적 두께 (다르게 지시되지 않으면, ㎚ 단위)를 스택을 담지하는 기판에 대한 위치의 함수로서 하기 표에 열거하였다.

글레이징 스택 1 및 스택 2는 가변적인 아연 도핑을 나타내는 기능성 층을 갖는 서술된 스택을 포함하는 글레이징이다.

II. 열 처리 후 아연 도핑의 함수로서 시트 저항의 변화

증가하는 아연 도핑을 포함하는 은 기재 기능성 층을 갖는 스택 1을 포함하는 기판의 시트 저항을 평가하였다. 표면적에 대한 저항에 상응하는 시트 저항 Rsq를 Nagy SMR-12를 이용한 유도에 의해 측정하였다. 시트 저항을 다음 조건 하에서 열 처리 전 (BHT) 및 열 템퍼링 후 (AHT)에 측정하였다: 650℃의 온도에서 10분.

템퍼링 전 및 후에 아연 도핑의 함수로서 코팅된 기판에 대해 얻은 시트 저항 결과를 하기 표에 제공하였다.

0.1 내지 2.0 중량%의 아연 비율의 경우에는 열 처리 후에, 도핑되지 않은 은 기재의 층을 포함하는 열처리되지 않은 스택으로 얻은 것과 동등한 시트 저항의 수준을 달성하였다.

결론적으로, 청구된 비율에 따른 은 층의 아연 도핑은 스택의 비저항 또는 전기 전도도를 상당히 변질시키지 않는다.

III. 기계적 강도에 대한 아연 도핑의 영향

위에서 서술된 바와 같이 증가하는 아연 도핑을 포함하는 은 기재의 기능성 층을 갖는 스택 1을 포함하는 기판의 내긁힘성을 시험하였다. 다음 조건 하에서 에릭슨 긁힘 시험 (Erichsen Scratch Test, EST)을 수행하였다.

- EST: 열 처리로 처리되기 전

- ESTHT: 다음 조건 하에서 열 처리로 처리된 후: 620℃의 온도에서 10분

- HTEST: 다음 조건 하에서 템퍼링 유형의 열 처리로 처리된 후: 620℃의 온도에서 10분.

이 시험은 시험을 수행할 때 스택에 긁힘을 생성하는 데 필요한 힘 (N)의 값을 기록하는 것으로 이루어진다 (반 라르 팁(Van Laar tip), 스틸 볼).

관찰된 성향은 아연 비율이 증가할 때 열 처리 전, 열 처리 후, 및 템퍼링 후의 기계적 강도의 개선이다.

또한, 은 층에 증가하는 비율의 아연을 포함하는 스택의 경우 긁힘 깊이의 감소가 관찰되었다.

아연 도핑에 따라서 열 처리 전 (EST) 및 템퍼링 후 (HTEST) 코팅된 기판에 긁힘을 발생시키기 위해 가한 힘에 따라서 긁힘의 폭 (㎛)의 측정의 결과를 하기 표에 제공하였다.

아연 도핑이 긁힘 폭의 감소에 기여한 개선은 상당하였다. 모든 경우에서, 아연 비율의 증가에 따라서 열 처리 전 또는 후에 상당한 감소가 발견되었다.

IV. 돔 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 층을 포함하는 스택에서 헤이즈 개선

이 시험은 증가하는 아연 도핑을 포함하는 은 기재의 기능성 층을 갖는 스택 2를 포함하는 기판으로 수행하였다.

I. 현미경 관찰

층의 모르폴로지를 광학 현미경 및 주사 전자 현미경으로 분석하였다. 이 시험은 은 층 아래의 반사방지 코팅 중의 유전 층의 본성의 함수로서 발생된 상이한 결함을 입증한다.

도 3은 열 처리로 처리되지 않은 은 층을 포함하는 스택으로 코팅된 기판의 SEM 사진이다. 결함을 관찰할 수 없다.

도 4는 본 발명에 따른 돔 유형 또는 홀 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 층을 포함하지 않는 글레이징 Cp.1을 도시한다. 이 사진에서는 열 처리 후 홀 또는 돔 유형의 결함이 적다는 것이 관찰된다.

도 5는 돔 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 층을 갖는 스택을 포함하는 글레이징 Cp.2의 사진이다. 도 5의 이 글레이징은 은 기재 기능성 층 아래에 위치하는 반사방지 코팅에 규소 질화물의 층 대신 아연 주석 산화물의 층이 존재한다는 점만 도 4의 글레이징과 상이하다. 이 사진에서는 홀 유형의 결함에 특유한 수지형 형상의 흠이 관찰되지 않는다.

도 6은 홀 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 층을 갖는 스택을 포함하는 글레이징 Cp.3의 사진이다. 수지형 형상의 흑색 흠은 은이 없는 영역, 다시 말해서 템퍼링 후 얻은 홀 유형의 결함에 상응한다.

이 비교예들은 반사방지 코팅의 유전 층의 본성이 은 층에 발생되는 결함의 존재 및 유형에 영향을 미친다는 것을 분명히 보여준다.

열 처리 후 돔 유형의 결함의 존재는 열 처리된 글레이징 상에서 돔 유형의 결함의 밀도를 측정함으로써 정량화할 수 있다. 측정은 ㎛² 당 돔의 수를 결정하는 것으로 이루어진다.

주사 전자 현미경으로 관찰해서 촬영한 상이한 글레이징의 사진 (SEM 사진) 및 또한, 돔 유형의 결함의 밀도를 하기 표에 요약한다. 이 사진들은 모두 600℃에서 열 처리로 처리된 글레이징에서 촬영하였다.

돔 밀도를 평가하는 것을 가능하게 하는 이 사진들은 돔 유형 결함의 수의 감소에 미치는 아연 도핑의 영향을 분명히 보여준다.

2. 헤이즈, 돔 밀도 및 부식에 대한 평가

열 처리 후 헤이즈 및 돔 밀도의 변화를 네이버(Naber) 퍼네이스에서 600℃ 또는 650℃에서 10분 동안 열 처리 후 평가하였다.

헤이즈 수준의 변화는 적분구로부터 정반사를 ejected하여 평균 가시 난반사 MDR을 퍼킨-엘머 L900 분광계로 측정함으로써 평가하였고, 보정 거울에서의 전반사에 대한 백분율로 표현하였다.

열 처리 후 돔 밀도는 600℃ 및 650℃에서 처리된 샘플 상에서 부식된 표면의 비율을 측정함으로써 평가하였다. 돔 밀도는 ㎛² 당 관찰되는 돔의 수에 상응한다.

열 처리 후 부식 수준은 700℃에서 어닐링된 샘플 상에서 부식된 표면의 비율의 측정함으로써 평가하였다. 부식은 부식된 표면의 분율에 상응한다.

코팅된 기판의 헤이즈, 600℃ 또는 650℃에서 템퍼링 후 돔 밀도, 및 700℃에서의 부식에 관해 얻은 결과를 아연 도핑의 함수로서 하기 표에 제공하였다.

1.0 내지 2.0 중량%의 아연 농도는 열 처리 후 돔 밀도, 헤이즈 수준 및 또한, 부식 수준의 실질적 감소를 가능하게 하였다.

Claims (15)

1. 하나 이상의 기능성 금속 층 및 둘 이상의 반사방지 코팅을 포함하는 얇은 층들의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하며, 각 반사방지 코팅은 하나 이상의 유전 층을 포함하고, 각 기능성 금속 층은 두 반사방지 코팅 사이에 위치하는 것인 글레이징이며, 상기 스택은
   - 기능성 층의 중량에 대해 95.0 중량% 이상, 바람직하게는 96.5 중량% 이상, 훨씬 더 좋게는 98.0 중량% 이상의 은, 및
   - 기능성 층 중의 아연 및 은의 중량에 대해 0.5 내지 3.5 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 2.0 중량%의 아연
   을 포함하는 하나 이상의 은 기재 기능성 금속 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징.
2. 제1항에 있어서, 은 기재 기능성 금속 층이 은 및 아연 이외의 금속을 은 기재 기능성 금속 층의 중량에 대해 1.0 중량% 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스택이 돔 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 유전 층을 포함하는 하나 이상의 반사방지 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징.
4. 제3항에 있어서, 돔 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 유전 층이 아연 주석 산화물 기재의 층으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 글레이징.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 스택이 티타늄 산화물 기재의 층, 니오븀 산화물 기재의 층 및 주석 산화물 기재의 층으로부터 선택되는 홀 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 유전 층을 포함하는 반사방지 코팅을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 글레이징.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 은 기재 기능성 금속 층이 모든 티타늄-포함 층으로부터 10 ㎚ 이상, 바람직하게는 20 ㎚ 이상 분리된 것을 특징으로 하는 글레이징.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 스택이 은 기재 기능성 금속 층 위에 은 기재 기능성 금속 층과 바로 접촉해서 위치하는 하나 이상의 차단 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징.
8. 제7항에 있어서, 차단 층이 NiCr, NiCrN, NiCrO_x, NiO 또는 NbN 기재의 층인 것을 특징으로 하는 글레이징.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 돔 유형의 결함을 발생시킬 수 있는 유전 층을 포함하는 반사방지 코팅이 은 기재 기능성 금속 층 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 글레이징.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 은 기재 기능성 금속 층 아래에 위치하는 반사방지 코팅이 하나 이상의 안정화 기능을 갖는 유전 층, 특히 하나 이상의 다른 원소, 예컨대 알루미늄을 이용해서 임의로 도핑된 아연 산화물 기재의 하나 이상의 안정화 기능을 갖는 유전 층을 차단 층과 바로 접촉해서 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 스택이
    - 은 기재 기능성 금속 층 아래에 위치하며, 하나 이상의 아연 주석 산화물 기재의 유전 층 및 아연 산화물 기재의 안정화 기능을 갖는 유전 층을 포함하는 반사방지 코팅,
    - 아연 산화물 기재의 안정화 기능을 갖는 유전 층과 바로 접촉해서 위치하는 아연을 포함하는 은 기재의 기능성 금속 층,
    - 임의로, 차단성 상층,
    - 은 기재 기능성 금속 층 위에 위치하는 반사방지 코팅,
    - 임의로, 상부 보호 층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 기능성 금속 층의 두께가 5 내지 20 ㎚인 것을 특징으로 하는 글레이징.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 반사방지 코팅이 하나 이상의 다른 원소, 예컨대 알루미늄을 이용해서 임의로 도핑된, 산화물, 예컨대 SiO₂, 규소 질화물 Si₃N₄ 및 산질화물 SiO_xN_y로부터 선택되는 규소 화합물 기재의 하나 이상의 장벽 기능을 갖는 유전 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 스택으로 코팅된 기판이 300℃ 초과, 바람직하게는 500℃ 초과의 온도에서 열 처리된 것을 특징으로 하는 글레이징.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 스택으로 코팅된 기판이 굽힌 또는 템퍼링된 유리로 제조된 것을 특징으로 하는 글레이징.

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