KR20180026715A - 열적 특성을 갖는 스택이 제공된 재료 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 증가하는 두께의 3개의 기능성 은계 금속성 층 및 기판에서부터 바깥쪽으로 M1, M2, M3 및 M4로 지칭되는 4개의 유전 코팅을 기판에서부터 시작해서 상기 층 및 코팅이 교대로 피착되어 연속적으로 포함하는 얇은 층들의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하는 재료에 있어서, 모든 유전 코팅이 적어도 2.15의 굴절률 및 20 nm 초과의 광학적 깊이를 갖는 적어도 하나의 고지수 유전 층을 갖는 것을 특징으로 하는 재료에 관한 것이다.
Description
본 발명은 태양 복사선 및/또는 적외선에 영향을 줄 수 있는 여러 개의 기능성 층을 포함하는 얇은 층들의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하는 재료에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 재료를 포함하는 글레이징 및 또한, 열 절연 및/또는 태양 보호 글레이징을 제조하기 위한 그러한 재료의 용도에 관한 것이다.
이 글레이징은 건물 및 차량 탑승칸에 글레이징을 끼운 표면이 계속 증가하는 유행에 의해 추진되어 특히 "태양 제어" 글레이징으로 알려진 바와 같이 공기-조화 부하를 감소시키고/감소시키거나 지나친 과열을 방지할 목적으로 및/또는 "저-e" 글레이징으로 알려진 바와 같이 외부 쪽으로 소산되는 에너지의 양을 감소시킬 목적으로 건물 및 차량 둘 모두에 설비하도록 의도될 수 있다.
높은 광 투과를 보유하면서 태양 보호를 개선하기 위해 각 기능성 금속 층이 두 유전 코팅 사이에 위치하는 3개의 기능성 금속 층을 포함하는 얇은 층들의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하는 글레이징이 제공되었다. 일반적으로, 이 스택은 임의로 자기장에 의해 보조되는 캐소드 스퍼터링에 의해 수행되는 일련의 피착에 의해 얻어진다. 이 글레이징이
- 낮은 태양 계수(SF 또는 g)를 나타내면서 건물 내부로 침투하는 태양 에너지의 양을 감소시키는 것,
- 높은 광 투과를 보장하는 것
을 가능하게 하기 때문에 이 글레이징을 선택성이 있다고 말한다.
본 발명에 따르면:
- 태양 계수 "g"는 입사 태양 에너지에 대한 글레이징을 통해 구내(premises)에 들어가는 총 에너지의 비(백분율)를 의미하는 것으로 이해하고,
- 선택성 "s"는 태양 계수에 대한 광 투과의 비 LT/g를 의미하는 것으로 이해한다.
특허 출원 EP 0 645 352는 예를 들어 적어도 3개의 은계 기능성 금속 층(이하, 은 층)을 포함하는 얇은 층들의 스택을 포함하는 투명 기판을 개시한다. 은 층의 두께는 기판으로부터의 거리의 함수로서 증가한다. 이 기판을 포함하는 글레이징은 쾌적감을 주는 미적 외관을 나타내긴 하지만, 대략 70%의 광 투과의 경우에 2.0 초과의 선택성 및/또는 35% 미만의 태양 계수를 나타내지 않는다. 사실상, 좋은 선택성 및 특히 내부로부터 보이는 글레이징의 외관이 중성 색인 투과 및 반사에서의 미적으로 허용되는 색 둘 모두를 보유하는 것은 극히 어렵다.
본 발명의 목적은 개선된 태양 제어 특성 및 특히, 적어도 65%의 광 투과의 경우에 34% 이하의 태양 계수 값을 나타내는 재료를 개발하는 것이다. 따라서, 본 발명에 따르면, 목표는 좋은 절연 및 좋은 조망을 가능하게 하기 위해 높은 광 투과를 보유하면서 태양 계수를 최소화하고 선택성을 증가시키는 것이다.
3개의 기능성 층을 포함하는 스택의 복잡성은 스택의 다른 특성에 해를 끼치지 않으면서 이 열적 성능 결과 및 투과 특성을 개선하는 것을 어렵게 한다.
따라서, 본 발명의 목표는 특히 외부 반사에서, 내부 반사에서 및 투과에서 보기에 쾌적감을 주는 외관을 보장하면서 높은 선택성, 다시 말해서 주어진 LT 값의 경우에 가능한 한 높은 LT/g 비를 나타내는 적어도 3개의 은 층을 포함하는 스택을 포함하는 기판을 개발함으로써 이 불리한 점을 극복하는 것이다. 보기에 쾌적감을 주는 외관은 외부로부터 뿐만 아니라 내부로부터 청록색 범위의 더 중성이고 추가로 관찰각에 따라서 거의 변하지 않는 색을 얻음으로써 표현된다.
놀랍게도, 본 출원인은 증가하는 두께의 3개의 은 층의 이용 및 높은 비율로 각 유전 코팅에 고지수(high-index) 유전 재료의 이용을 조합함으로써, 기존 해결책에 비해 스택의 중성 색을 보유하면서 선택성이 상당히 증가한다는 것을 발견하였다.
본 발명의 주제는 청구항 1에 정의된 재료이다. 이 재료는, 기능성 금속 층들의 두께가 기판에서부터 시작해서 기판으로부터의 거리의 함수로서 증가하는, 기판에서부터 시작해서 제1 기능성 층, 제2 기능성 층 및 제3 기능성 층으로 지칭되는 3개의 은계 기능성 금속 층, 및 각 유전 코팅이 적어도 1개의 유전 층을 포함하는, 기판에서부터 시작해서 M1, M2, M3 및 M4로 지칭되는 4개의 유전 코팅을, 각 기능성 금속 층이 두 유전 코팅 사이에 위치하도록 교대로, 기판에서부터 시작해서 연속적으로 포함하는 얇은 층들의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하고, 다음을 특징으로 한다:
- 유전 코팅 M1, M2, M3 및 M4 각각이 광학적 두께 To1, To2, To3 및 To4를 가지며,
- 각 유전 코팅이 적어도 2.15의 굴절률 및 20 nm 초과의 광학적 두께를 갖는 적어도 1개의 고지수 유전 층을 포함하고,
- 하나의 동일 유전 코팅의 모든 고지수 유전 층의 광학적 두께의 합은 관련 유전 코팅에 따라서 Tohi1, Tohi2, Tohi3 또는 Tohi4로 지칭되고,
- 각 유전 코팅이 다음 관계:
Tohi1/To1 > 0.30,
Tohi2/To2 > 0.30.
Tohi3/To3 > 0.30,
Tohi4/To4 > 0.30
을 만족시킨다.
본 발명의 해결책은 광학적 및 열적 성능 결과, 투명성 및 미적 외관 사이의 우수한 절충안을 나타낸다.
또한, 본 발명은
- 본 발명에 따른 재료를 얻는 방법,
- 본 발명에 따른 적어도 하나의 재료를 포함하는 글레이징,
- 건물용 태양 제어 글레이징으로서 본 발명에 따른 글레이징의 용도,
- 본 발명에 따른 글레이징을 포함하는 건물
에 관한 것이다.
기능성 층 및 유전 코팅의 두께를 조절함으로써, 글레이징의 투명성이 65% 정도의 LT 값을 얻도록 조절될 수 있다. 그러나, 본 발명의 주요 이점은 특히 외부 반사에서 특정한 색을 갖는 만족스러운 시각적 외관 및 또한, 충분히 낮은 외부 반사 값이 태양 보호 성능 결과에 해를 끼치도록 얻어지지 않는다는 것이다. 스택의 다른 매개변수, 예컨대 스택을 구성하는 층들의 성질, 두께 및 순서에 실질적 변경을 요구하지 않고도 우수한 에너지 성능 결과가 얻어진다.
명세서의 연속되는 부분에서 나타나는 바람직한 특징은 본 발명에 따른 방법 및 적절한 경우, 생성물, 다시 말해서, 재료 또는 그 재료를 포함하는 글레이징 둘 모두에 적용가능하다.
명세서에서 제시되는 모든 광 특징은 건설 산업용 유리에 이용되는 글레이징의 광 및 태양 특징의 결정에 관한 유럽 표준 EN 410에 서술된 원리 및 방법에 따라서 얻어진다.
통상적으로, 굴절률은 550 nm의 파장에서 측정된다. 광 투과 LT 및 광 반사 LR 계수는 2°의 시야로 조명원 D65 하에서 측정된다.
다르게 지시되지 않으면, 광학적 특징 및 열적 특징의 모든 값 및 값의 범위는 얇은 층들의 스택을 담지하는 보통의 소다-석회 유리 유형의 6-mm 기판, 90% 비율의 아르곤 및 10% 비율의 공기로 충전된 16-mm 층간 공간, 및 4 mm의 두께를 갖는 소다-석회 유리 유형의 또 다른 비코팅된 기판으로 이루어진 이중 글레이징에 관해서 주어진다. 코팅된 기판은 얇은 층들의 스택이 글레이징의 면 2 상에 존재하도록 놓인다. 외부 반사 Rext는 스택을 포함하는 기판의 측으로부터 관찰되고, 반면에 스택을 포함하지 않는 기판의 측으로부터 관찰되는 반사는 내부 반사로 지칭된다. 스택이 없는 보통의 소다-석회 유리 유형의 기판의 광 투과(LT)는 89% 초과, 바람직하게는 90% 초과이다.
다르게 언급되지 않으면, 본 문서에서 언급된 두께는 다른 정보가 없으면 Tp로 지칭되는 실제 또는 기하학적 물리적 두께이고, 나노미터로 표현된다(광학적 두께가 아니다). 광학적 두께 To는 550 nm의 파장에서의 굴절률을 곱한 고려 중인 층의 물리적 두께로 정의된다: To = n*Tp. 굴절률이 무차원 값이기 때문에, 광학적 두께의 단위가 물리적 두께에 관해 선택된 단위라고 여길 수 있다.
유전 코팅이 여러 개의 유전 층으로 구성될 때, 유전 코팅의 광학적 두께는 유전 코팅을 구성하는 상이한 유전 층들의 광학적 두께의 합에 상응한다.
명세서 전반에 걸쳐서, 본 발명에 따른 기판은 수평으로 위치하는 것으로 간주된다. 얇은 층들의 스택은 기판 위에 피착된다. "위에" 및 "아래에" 및 "하부" 및 "상부"라는 표현의 의미는 이 배향에 대해서 고려되어야 한다. 구체적으로 명기되지 않으면, "위에" 및 "아래에"라는 표현은 2개의 층 및/또는 코팅이 서로 접촉하여 위치하는 것을 반드시 의미하지는 않는다. 한 층이 또 다른 층 또는 코팅과 "접촉하여" 피착된다고 명시될 때, 이것은 이 두 층 사이에 (또는 층과 코팅 사이에) 1개 (또는 1개 초과)의 층(들)이 삽입될 수 없다는 것을 의미한다.
본 발명의 의미 내에서, 기능성 층 또는 유전 코팅에 관한 "제1", "제2", "제3" 및 "제4"라는 표지는 스택을 담지하는 기판에서부터 시작해서 동일한 기능을 갖는 층 또는 코팅에 관하여 규정된다. 예를 들어, 기판에 가장 가까운 기능성 층은 제1 기능성 층이고, 기판으로부터 그 다음 떨어져 있는 층은 제2 기능성 층이다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 재료를 포함하는 글레이징에 관한 것이다. 통상적으로, 글레이징의 면은 건물의 외면에서부터 시작해서 및 그것이 설비되는 탑승칸 또는 구내의 외부에서부터 내부 쪽으로 기판의 면에 번호를 매김으로써 명명된다. 이것은 입사 태양광이 면들을 번호 증가 순으로 통과하는 것을 의미한다.
바람직하게는, 스택은 자기장-보조 캐소드 스퍼터링(마그네트론 방법)에 의해 피착된다. 이 유리한 실시양태에 따르면, 스택의 모든 층은 자기장-보조 캐소드 스퍼터링에 의해 피착된다.
또한, 본 발명은 스택의 층들을 마그네트론 캐소드 스퍼터링에 의해 피착시키는 본 발명에 따른 재료를 얻는 방법에 관한 것이다.
은계 기능성 금속 층은 기능성 층의 중량에 대해 적어도 95.0 중량%, 바람직하게는 적어도 96.5 중량%, 훨씬 더 좋게는 적어도 98.0 중량%의 은을 포함한다. 은계 기능성 금속 층은 바람직하게는 은계 기능성 금속 층의 중량에 대해 1.0 중량% 미만의 은 이외의 다른 금속을 포함한다.
기능성 금속 층의 두께가 기판에서부터 시작해서 증가하는 특징은 제3 기능성 금속 층의 두께가 제2 기능성 금속 층의 두께보다 크고, 제2 기능성 금속 층의 두께가 제1 기능성 금속 층의 두께보다 크다는 것을 의미한다. 연속하는 두 기능성 층 사이의 두께 증가는 선호도 증가 순으로 2 nm 초과, 3 nm 초과, 4 nm 초과이다.
본 발명의 유리한 실시양태에 따르면, 기능성 금속 층은 다음 조건 중 하나 이상을 만족시킨다:
- 3개의 기능성 금속 층이 기판에서부터 시작해서 규정된 제1 기능성 금속 층, 제2 기능성 금속 층 및 제3 기능성 금속 층에 상응하고,
- 제1 기능성 금속 층의 두께에 대한 제2 금속 층의 두께의 비가 선호도 증가 순으로, 한계 값을 포함한 1.10 내지 2.00, 1.20 내지 1.80, 1.40 내지 1.60이고/이거나,
- 제2 기능성 금속 층의 두께에 대한 제3 금속 층의 두께의 비가 선호도 증가 순으로, 한계 값을 포함한 1.10 내지 1.80, 1.15 내지 1.60, 1.20 내지 1.40이고/이거나,
- 제1 기능성 금속 층의 두께가 선호도 증가 순으로 6 내지 12 nm, 7 내지 11 nm, 8 내지 10 nm이고/이거나,
- 제2 기능성 금속 층의 두께가 선호도 증가 순으로 11 내지 20 nm, 12 내지 18 nm, 13 내지 15 nm이고/이거나,
- 제3 기능성 금속 층의 두께가 선호도 증가 순으로 15 내지 22 nm, 16 내지 20 nm, 17 내지 19 nm이고/이거나,
- 기능성 금속 층들의 총 두께가, 한계 값을 포함한 30 내지 50 nm, 바람직하게는 35 내지 45 nm이다.
기능성 금속 층의 이 두께 범위는 적어도 65%의 이중 글레이징에서의 광 투과, 낮은 광 반사 및 낮은 태양 계수를 위해 가장 좋은 결과가 얻어지는 범위이다. 따라서, 높은 선택성 및 중성 색이 얻어진다.
스택은 기능성 층과 접촉하여 위치하는 적어도 1개의 차단 층을 추가로 포함할 수 있다.
차단 층은 통상적으로 상부 반사방지 코팅의 피착 동안 및 어닐링, 굽힘 및/또는 템퍼링 유형의 가능한 고온 열 처리 동안 가능한 손상으로부터 기능성 층을 보호하는 역할을 한다.
차단 층은 티타늄, 니켈, 크로뮴 및 니오븀으로부터 선택되는 1종 이상의 원소의 금속 또는 금속 합금을 기재로 하는 금속 층, 금속 질화물 층, 금속 산화물 층 및 금속 산화질화물 층, 예컨대 Ti, TiN, TiOx, Nb, NbN, Ni, NiN, Cr, CrN, NiCr 또는 NiCrN으로부터 선택된다. 이 차단 층이 금속, 질화물 또는 산화질화물 형태로 피착될 때, 이 층은 그의 두께 및 그의 틀을 형성하는 층들의 성질에 따라서 예를 들어 다음 층의 피착 동안에 또는 아래에 있는 층과 접촉하여 산화에 의해 부분 또는 완전 산화를 겪을 수 있다.
본 발명의 유리한 실시양태에 따르면, 차단 층 또는 층들은 다음 조건 중 하나 이상을 만족시킨다:
- 각 기능성 금속 층이 차단 하층 및 차단 상층으로부터 선택되는 적어도 1개의 차단 층과 접촉하고/접촉하거나,
- 각 기능성 금속 층이 차단 상층과 접촉하고/접촉하거나,
- 각 차단 층의 두께가 적어도 0.1 nm, 바람직하게는 0.5 내지 2.0 nm이고/이거나,
- 기능성 층과 접촉하는 모든 차단 층의 총 두께가, 한계 값을 포함한 0.5 내지 5 nm, 바람직하게는 1 내지 3 nm, 실은, 심지어 1 내지 2 nm이다.
본 발명에 따르면, 각 유전 코팅은 적어도 1개의 고지수 유전 층을 포함한다. 고지수 층은 적어도 2.15의 굴절률을 갖는 층을 의미하는 것으로 이해한다.
본 발명에 따른 고지수 층은
- 티타늄 산화물 TiO2 층 (500 nm에서의 지수: 2.45),
- 망가니즈 산화물 MnO 층 (550 nm에서의 지수: 2.16),
- 텅스텐 산화물 WO3 층 (550 nm에서의 지수: 2.15),
- 니오븀 산화물 Nb2O5 층 (550 nm에서의 지수: 2.30),
- 비스무스 산화물 Bi2O3 층 (550 nm에서의 지수: 2.60),
- 지르코늄 질화물 Zr3N4 층 (550 nm에서의 지수: 2.55),
- 지르코늄 규소 질화물 층 (550 nm에서의 지수: 2.20 내지 2.25)
으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 고지수 층은 선호도 증가 순으로 2.60 이하, 2.50 이하, 2.40 이하, 2.35 이하, 2.30 이하의 굴절률을 나타낸다.
유전 코팅은 상이하거나 또는 동일한 성질을 갖는 1개 이상의 고지수 층을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 고지수 층은 지르코늄 규소 질화물 층이다.
한 실시양태에 따르면, 적어도 1개의 유전 코팅은 20 nm 초과의 광학적 두께를 갖는 티타늄 산화물을 기재로 하는 고지수 유전 층을 포함하지 않는다. 한 실시양태에 따르면, 유전 코팅은 20 nm 초과의 광학적 두께를 갖는 티타늄 산화물을 기재로 하는 고지수 유전 층을 포함하지 않는다.
본 발명의 유리한 실시양태에 따르면, 유전 코팅의 고지수 유전 층은 두께 면에서 다음 조건 중 하나 이상을 만족시킨다:
- 하나의 동일 유전 코팅의 모든 고지수 유전 층의 광학적 두께의 합은 관련 유전 코팅에 따라서 Tohi1, Tohi2, Tohi3 또는 Tohi4로 지칭되고,
- 제1 유전 코팅의 모든 고지수 유전 층의 광학적 두께의 합이 선호도 증가 순으로 다음 관계 Tohi1/To1 > 0.30, Tohi1/To1 > 0.40, Tohi1/To1 > 0.50, Tohi1/To1 > 0.60, Tohi1/To1 > 0.70, Tohi1/To1 > 0.80, Tohi1/To1 > 0.85를 만족시키고/만족시키거나,
- 제1 유전 코팅의 모든 고지수 유전 층의 광학적 두께의 합이 선호도 증가 순으로 다음 관계 Tohi1/To1 < 0.95, Tohi1/To1 < 0.90을 만족시키고/만족시키거나,
- 제2 유전 코팅의 모든 고지수 유전 층의 광학적 두께의 합이 선호도 증가 순으로 다음 관계 Tohi2/To2 > 0.30, Tohi2/To2 > 0.40, Tohi2/To2 > 0.50, Tohi2/To2 > 0.60, Tohi2/To2 > 0.70, Tohi2/To2 > 0.80, Tohi2/To2 > 0.85를 만족시키고/만족시키거나,
- 제2 유전 코팅의 모든 고지수 유전 층의 광학적 두께의 합이 선호도 증가 순으로 다음 관계 Tohi2/To2 < 0.95, Tohi2/To2 < 0.90을 만족시키고,
- 제3 유전 코팅의 모든 고지수 유전 층의 광학적 두께의 합이 선호도 증가 순으로 다음 관계 Tohi3/To3 > 0.30, Tohi3/To3 > 0.40, Tohi3/To3 > 0.50, Tohi3/To3 > 0.60, Tohi3/To3 > 0.70, Tohi3/To3 > 0.80, Tohi3/To3 > 0.85를 만족시키고/만족시키거나,
- 제3 유전 코팅의 모든 고지수 유전 층의 광학적 두께의 합이 선호도 증가 순으로 다음 관계 Tohi3/To3 < 0.95, Tohi3/To3 < 0.90을 만족시키고,
- 제4 유전 코팅의 모든 고지수 유전 층의 광학적 두께의 합이 선호도 증가 순으로 다음 관계 Tohi4/To4 > 0.30, Tohi4/To4 > 0.40, Tohi4/To4 > 0.50, Tohi4/To4 > 0.60, Tohi4/To4 > 0.70, Tohi4/To4 > 0.80, Tohi4/To4 > 0.85를 만족시키고/만족시키거나,
- 제4 유전 코팅의 모든 고지수 유전 층의 광학적 두께의 합이 선호도 증가 순으로 다음 관계 Tohi4/To4 < 0.95, Tohi4/To4 < 0.90을 만족시킨다.
본 발명의 유리한 실시양태에 따르면, 유전 코팅의 고지수 유전 층은 다음 조건 중 하나 이상을 만족시킨다:
- 적어도 1개의 유전 코팅이 지르코늄 규소 질화물을 기재로 하는 고지수 유전 층을 포함하고,
- 적어도 2개의 유전 코팅이 지르코늄 규소 질화물을 기재로 하는 고지수 유전 층을 포함하고,
- 적어도 3개의 유전 코팅이 지르코늄 규소 질화물을 기재로 하는 고지수 유전 층을 포함하고,
- 각 유전 코팅이 지르코늄 규소 질화물을 기재로 하는 고지수 유전 층을 포함한다.
고지수 유전 층이 지르코늄 규소 질화물을 기재로 할 때, 그것은 선호도 증가 순으로
- 고지수 층의 규소 및 지르코늄의 총 중량에 대해 30 중량% 내지 70 중량%, 40 중량% 내지 60 중량%, 45 중량% 내지 55 중량%의 규소,
- 고지수 층의 규소 및 지르코늄의 총 중량에 대해 30 중량% 내지 70 중량%, 40 중량% 내지 60 중량%, 45 중량% 내지 55 중량%의 지르코늄
을 포함한다.
고지수 유전 층이 지르코늄 규소 질화물을 기재로 할 때, 그것은 선호도 증가 순으로
- 고지수 층의 규소 및 지르코늄에 대해 50 at.% 내지 95 at.%, 60 at.% 내지 90 at.%, 75 at.% 내지 85 at.%의 규소,
- 고지수 층의 규소 및 지르코늄에 대해 5 at.% 내지 50 at.%, 10 at.% 내지 40 at.%, 15 at.% 내지 25 at.%의 지르코늄
을 포함한다.
규소 및 지르코늄 층은 규소 및 지르코늄 금속 표적으로부터 피착될 수 있다.
예를 들어 규소 및 지르코늄을 기재로 하는 표적의 전도도를 증가시키기 위해 또 다른 원소, 예컨대 예를 들어 알루미늄을 제공하는 것이 가능하다. 따라서, 금속 표적은 알루미늄을 추가로 포함할 수 있고, 그러면, 알루미늄이 고지수 층에서 발견될 것이다.
고지수 유전 층이 알루미늄을 추가로 포함할 때, 그것은 선호도 증가 순으로 고지수 층의 알루미늄, 규소 및 지르코늄의 총 중량에 대해 1 중량% 내지 10 중량%, 2 중량% 내지 8 중량%, 3 중량% 내지 6 중량%의 알루미늄을 포함한다.
이 경우, 요망되는 지수를 얻기 위해, 고지수 층의 규소, 지르코늄 및 알루미늄의 총 중량에 대한 중량 비율이 다음 범위 내에서 선택되는 것이 바람직하다:
- 한계 값을 포함한 40% 내지 60%의 규소,
- 한계 값을 포함한 40% 내지 60%의 지르코늄,
- 한계 값을 포함한 1% 내지 10%의 알루미늄.
본 발명의 유리한 실시양태에 따르면, 유전 코팅은 두께 면에서 다음 조건 중 하나 이상을 만족시킨다:
- 각 유전 코팅이 2.15 초과의 굴절률 및 20 nm 초과의 광학적 두께를 갖는 적어도 1개의 고지수 유전 층을 포함하고,
- 유전 코팅 M1, M2, M3 및 M4 각각이 다음 관계를 만족시키는 광학적 두께 To1, To2, To3 및 To4를 가지며: To4 < To1 < To2 < To3,
- 제1 유전 코팅 M1의 광학적 두께가 선호도 증가 순으로 60 내지 140 nm, 80 내지 120 nm, 90 내지 100 nm이고/이거나,
- 제1 유전 코팅 M1의 물리적 두께가 선호도 증가 순으로 30 내지 60 nm, 35 내지 55 nm, 35 내지 45 nm이고/이거나,
- 제2 유전 코팅 M2의 광학적 두께가 선호도 증가 순으로 120 내지 180 nm, 130 내지 170 nm, 140 내지 160 nm이고/이거나,
- 제2 유전 코팅 M2의 물리적 두께가 선호도 증가 순으로 50 내지 100 nm, 60 내지 80 nm, 65 내지 75 nm이고/이거나,
- 제3 유전 코팅 M3의 광학적 두께가 선호도 증가 순으로 140 내지 200 nm, 150 내지 180 nm, 160 내지 170 nm이고/이거나,
- 제3 유전 코팅 M3의 물리적 두께가 선호도 증가 순으로 50 내지 100 nm, 65 내지 95 nm, 70 내지 80 nm이고/이거나,
- 제4 유전 코팅 M4의 광학적 두께가 선호도 증가 순으로 50 내지 120 nm, 60 내지 100 nm, 70 내지 90 nm이고/이거나,
- 제4 유전 코팅 M4의 물리적 두께가 선호도 증가 순으로 20 내지 50 nm, 25 내지 45 nm, 30 내지 40 nm이다.
본 발명의 유리한 실시양태에 따르면, 유전 코팅은 다음 조건 중 하나 이상을 만족시킨다:
- 적어도 1개의 유전 코팅이 2.15 미만의 굴절률을 갖는 적어도 1개의 유전 층을 추가로 포함하고,
- 적어도 2개의 유전 코팅이 2.15 미만의 굴절률을 갖는 적어도 1개의 유전 층을 추가로 포함하고,
- 적어도 3개의 유전 코팅이 2.15 미만의 굴절률을 갖는 적어도 1개의 유전 층을 추가로 포함하고,
- 각 유전 코팅이 2.15 미만의 굴절률을 갖는 적어도 1개의 유전 층을 추가로 포함하고,
- 2.15 미만의 굴절률을 갖는 유전 층이 규소, 지르코늄, 티타늄, 알루미늄, 주석 또는 아연으로부터 선택되는 하나 이상의 원소의 산화물 또는 질화물을 기재로 할 수 있고/있거나,
- 적어도 1개의 유전 코팅이 배리어 기능을 갖는 적어도 1개의 유전 층을 포함하고/포함하거나,
- 각 유전 코팅이 배리어 기능을 갖는 적어도 1개의 유전 층을 포함하고/포함하거나,
- 배리어 기능을 갖는 유전 층이 바람직하게는 2.15 미만의 굴절률을 가지며/가지거나,
- 배리어 기능을 갖는 유전 층이 산화물, 예컨대 SiO2 및 Al2O3, 규소 질화물 Si3N4 및 AlN, 및 산화질화물 SiOxNy 및 AlOxNy로부터 선택되는 규소 및/또는 알루미늄의 화합물을 기재로 하고/하거나,
- 배리어 기능을 갖는 유전 층이 규소 및/또는 알루미늄의 화합물을 기재로 하고, 임의로, 적어도 하나의 다른 원소, 예컨대 알루미늄, 하프늄 및 지르코늄을 포함하고/포함하거나,
- 적어도 1개의 유전 코팅이 안정화 기능을 갖는 적어도 1개의 유전 층을 포함하고/포함하거나,
- 각 유전 코팅이 안정화 기능을 갖는 적어도 1개의 유전 층을 포함하고/포함하거나,
- 안정화 기능을 갖는 유전 층이 바람직하게는 2.15 미만의 굴절률을 가지며/가지거나,
- 안정화 기능을 갖는 유전 층이 바람직하게는 아연 산화물, 주석 산화물, 지르코늄 산화물 또는 그것들 중 적어도 2종의 혼합물로부터 선택되는 산화물을 기재로 하고,
- 안정화 기능을 갖는 유전 층이 바람직하게는 적어도 하나의 다른 원소, 예컨대 알루미늄을 이용해서 임의로 도핑된 결정질 산화물, 특히 아연 산화물을 기재로 하고/하거나,
- 각 기능성 층이, 상부 층이 바람직하게는 아연 산화물을 기재로 하는 안정화 기능을 갖는 유전 층인 유전 코팅 위에 있고/있거나 하부 층이 바람직하게는 아연 산화물을 기재로 하는 안정화 기능을 갖는 유전 층인 유전 코팅 아래에 있고,
- 기능성 금속 층 아래에 위치하는 적어도 1개의 유전 코팅이 평활화(smoothing) 기능을 갖는 적어도 1개의 유전 층을 포함하고/포함하거나,
- 기능성 금속 층 아래에 위치하는 각 유전 코팅이 평활화 기능을 갖는 적어도 1개의 유전 층을 포함하고/포함하거나,
- 평활화 기능을 갖는 유전 층이 바람직하게는 Sn, Zn, In 및 Ga로부터 선택되는 적어도 2종의 금속의 혼합 산화물을 기재로 하고,
- 평활화 기능을 갖는 유전 층이 바람직하게는 임의로 도핑된 아연 및 주석의 혼합 산화물 층이고,
- 평활화 기능을 갖는 유전 층이 바람직하게는 2.15 미만의 굴절률을 갖는다.
바람직하게는, 각 유전 코팅은 1개 이상의 유전 층으로만 이루어진다. 바람직하게는, 따라서, 광 투과를 감소시키지 않기 위해, 유전 코팅에 흡수 층이 없다.
본 발명의 스택은 배리어 기능을 갖는 유전 층을 포함할 수 있다. 배리어 기능을 갖는 유전 층은 고온에서 주위 분위기 또는 투명 기판으로부터 유래하는 산소 및 물의 기능성 층 쪽으로의 확산에 대한 배리어를 형성할 수 있는 재료로 제조된 층을 의미하는 것으로 이해한다. 따라서, 배리어 기능을 갖는 유전 층의 구성 재료는 고온에서 화학적 또는 구조적 변경을 겪지 않아야 하고, 이러한 변경은 그의 광학적 특성의 변경을 초래할 것이다. 바람직하게는, 또한, 배리어 기능을 갖는 층 또는 층들은 그것이 기능성 층의 구성 재료에 대한 배리어를 형성할 수 있는 재료로 제조되도록 선택된다. 따라서, 배리어 기능을 갖는 유전 층은 스택이 지나치게 큰 광학적 변화 없이 어닐링, 템퍼링 또는 굽힘 유형의 열 처리를 겪는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 스택은 안정화 기능을 갖는 유전 층을 포함할 수 있다. 본 발명의 의미 내에서, "안정화"는 층의 성질이 기능성 층과 이 층 사이의 계면을 안정화하도록 선택되는 것을 의미한다. 이 안정화는 기능성 층과 그것을 프레이밍하는 층의 접착의 강화를 초래하고, 사실상, 그것은 구성 재료의 이동을 저지할 것이다.
안정화 기능을 갖는 유전 층 또는 층들은 기능성 층과 직접 접촉할 수 있거나 또는 차단 층에 의해 분리될 수 있다.
바람직하게는, 기능성 층 아래에 위치하는 각 유전 코팅의 마지막 유전 층은 안정화 기능을 갖는 유전 층이다. 이것은 안정화 기능을 갖는 층이 은계 기능성 층의 접착 및 결정화를 용이하게 하고 고온에서 그의 품질 및 그의 안정성을 증가시키기 때문에 기능성 층 아래에 예를 들어 아연 산화물을 기재로 하는 안정화 기능을 갖는 층을 갖는 것이 유리하기 때문이다.
또한, 기능성 층의 접착을 증가시키고 기판 반대쪽의 스택의 측에서의 확산을 최적으로 저지하기 위해 기능성 층 위에 예를 들어 아연 산화물을 기재로 하는 안정화 기능을 갖는 층을 갖는 것이 유리하다.
따라서, 안정화 기능을 갖는 유전 층 또는 층들은 적어도 1개의 기능성 층 또는 각 기능성 층 위에 및/또는 아래에 기능성 층과 직접 접촉하여 또는 차단 층에 의해 분리되어 있을 수 있다.
유리하게는, 배리어 기능을 갖는 각 유전 층은 안정화 기능을 갖는 적어도 1 개의 유전 층에 의해 기능성 층으로부터 분리된다.
이 안정화 기능을 갖는 유전 층은 적어도 4 nm의 두께, 특히 4 내지 10 nm, 훨씬 더 좋게는 8 내지 10 nm의 두께를 가질 수 있다.
얇은 층들의 스택은 평활화 층을 임의로 포함할 수 있다. 평활화 층은 에피택시 현상에 의해 은 층의 결정화를 촉진하는 바람직한 결정학적 배향을 따라서 안정화 층의 성장을 촉진시키는 기능을 갖는 층을 의미하는 것으로 이해한다. 평활화 층은 안정화 층 아래에 및 바람직하게는, 안정화 층과 접촉하여 위치한다.
혼합 산화물을 기재로 하는 평활화 층은 그것이 그의 두께 전체에서 완전 비정질일 수 있거나 또는 부분 비정질 및 따라서, 부분 결정질일 수 있지만, 그것이 완전 결정질일 수 없다는 의미에서 "비결정질"이라고 말할 수 있다. 그것은 혼합 산화물(혼합 산화물은 적어도 2종의 원소의 산화물임)을 기재로 하기 때문에 금속 성질을 가질 수 없다.
평활화 층의 지수는 바람직하게는 2.15 미만이다. 게다가, 평활화 층은 바람직하게는 0.1 내지 30 nm, 더 바람직하게는 0.2 내지 10 nm의 두께를 나타낸다.
얇은 층들의 스택은 보호 층을 임의로 포함할 수 있다. 보호 층은 바람직하게는 스택의 마지막 층, 다시 말해서, 스택으로 코팅된 기판으로부터 가장 먼 층이다. 이 상부 보호 층은 제4 유전 코팅에 포함되는 것으로 간주된다. 이 층은 일반적으로 2 내지 10 nm, 바람직하게는 2 내지 5 nm의 두께를 갖는다. 이 보호 층은 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 아연 및/또는 주석의 층으로부터 선택될 수 있고/있거나, 이 금속 또는 이 금속들은 금속, 산화물 또는 질화물 형태이다.
보호 층은 예를 들어 티타늄 산화물 층, 주석 아연 산화물 층 또는 티타늄 지르코늄 산화물 층으로부터 선택될 수 있다.
특히 유리한 실시양태는 투명 기판에서부터 시작해서 규정된,
- 적어도 1개의 고지수 층, 임의로, 배리어 기능을 갖는 층, 안정화 기능을 갖는 유전 층을 포함하는 제1 유전 코팅,
- 임의로, 차단 층,
- 제1 기능성 층,
- 임의로, 차단 층,
- 적어도 1개의, 안정화 기능을 갖는 하부 유전 층, 임의로, 배리어 기능을 갖는 층, 고지수 유전 층, 임의로, 평활화 기능을 갖는 층, 안정화 기능을 갖는 상부 유전 층을 포함하는 제2 유전 코팅,
- 임의로, 차단 층,
- 제2 기능성 층,
- 임의로, 차단 층,
- 적어도 1개의, 안정화 기능을 갖는 하부 유전 층, 임의로, 배리어 기능을 갖는 층, 고지수 유전 층, 임의로, 평활화 기능을 갖는 층, 안정화 기능을 갖는 상부 유전 층을 포함하는 제3 유전 코팅,
- 임의로, 차단 층,
- 제3 기능성 층,
- 임의로, 차단 층,
- 적어도 1개의, 안정화 기능을 갖는 유전 층, 임의로, 배리어 기능을 갖는 층, 고지수 유전 층 및 임의로, 보호 층을 포함하는 제4 유전 코팅
을 포함하는 스택으로 코팅된 기판에 관한 것이다.
본 발명에 따른 투명 기판은 바람직하게는 강직성 무기 재료, 예컨대 유리로 제조되거나, 또는 중합체를 기재로 하는(또는 중합체로 제조되는) 유기 재료이다.
또한, 강직성 또는 가요성인 본 발명에 따른 투명 유기 기판은 중합체로 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 적당한 중합체의 예는 특히
- 폴리에틸렌,
- 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN);
- 폴리아크릴레이트, 예컨대 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA);
- 폴리카르보네이트;
- 폴리우레탄;
- 폴리아미드;
- 폴리이미드;
- 플루오로중합체, 예컨대 플루오로에스테르, 예를 들어 에틸렌-테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 또는 플루오르화 에틸렌-프로필렌 공중합체(FEP);
- 광가교성 및/또는 광중합성 수지, 예컨대 티올렌, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트 또는 폴리에스테르-아크릴레이트 수지, 및
- 폴리티오우레탄
을 포함한다.
기판은 바람직하게는 유리 또는 유리-세라믹 시트이다.
기판은 바람직하게는 투명하고, 무색(그러면, 그것은 맑은 또는 대단히-맑은 유리임)이거나 또는 유색, 예를 들어 청색, 회색 또는 청동색이다. 유리는 바람직하게는 소다-석회-실리카 유형이지만, 그것은 또한 보로실리케이트 또는 알루미노-보로실리케이트 유형의 유리일 수 있다.
기판은 유리하게는 1 m 이상, 실은, 심지어 2 m 이상 및 심지어, 3 m 이상의 적어도 하나의 치수를 갖는다. 기판의 두께는 일반적으로 0.5 mm 내지 19 mm, 바람직하게는 0.7 내지 9 mm, 특히 2 내지 8 mm, 실은 심지어 4 내지 6 mm로 다양하다. 기판은 편평할 수 있거나 또는 굽을 수 있고, 실은 심지어 가요성일 수 있다.
재료, 다시 말해서 스택으로 코팅된 기판은 고온 열 처리, 예컨대 어닐링, 예를 들어 플래시 어닐링, 예컨대 레이저 또는 화염 어닐링, 템퍼링 및/또는 굽힘을 겪을 수 있다. 열 처리의 온도는 400℃ 초과, 바람직하게는 450℃ 초과, 훨씬 더 좋게는 500℃ 초과이다. 따라서, 스택으로 코팅된 기판은 굽힐 수 있고/있거나 템퍼링될 수 있다.
바람직하게는, 스택은 글레이징에서, 외부로부터 유래된 입사 광이 제1 기능성 금속 층을 통과하기 전에 제1 유전 코팅을 통과하도록 위치한다. 스택은 글레이징의 외벽을 형성하는 기판의 면 상에 피착되는 것이 아니라 이 기판의 내부 면 상에 피착된다. 따라서, 유리하게는, 스택은 면 2 상에 위치하고, 글레이징의 면 1은 여느 때처럼 글레이징의 가장 바깥 면이다.
본 발명의 글레이징은 모놀리식, 적층 또는 다중 글레이징, 특히 이중 글레이징 또는 삼중 글레이징 형태일 수 있다. 본 발명의 글레이징은 바람직하게는 다중 글레이징이다. 다중 글레이징은 기체-충전된 캐비티에 의해 분리되고 평행한 적어도 1개의 제1 투명 기판 및 적어도 1개의 제2 투명 기판을 포함하고, 기판들 중 적어도 1개는 얇은 층들의 스택으로 코팅된다. 본 발명에 따른 재료는 그것이 증진된 열 절연(ETI)을 갖는 이중 글레이징에 이용될 때 매우 특히 적당하다.
모놀리식 또는 다중 글레이징의 경우, 스택은 바람직하게는 면 2 상에 피착되고, 다시 말해서, 스택이 글레이징의 외벽을 형성하는 기판 상에서, 더 구체적으로 이 기판의 내부 면 상에서 발견된다.
모놀리식 글레이징은 2개의 면을 포함한다: 면 1은 건물 외부에 있고, 따라서 글레이징의 외벽을 구성하고, 면 2는 건물 내부에 있고, 따라서 글레이징의 내벽을 구성한다.
이중 글레이징은 4개의 면을 포함한다: 면 1은 건물 외부에 있고, 따라서 글레이징의 외벽을 구성하고, 면 4는 건물 내부에 있고, 따라서 글레이징의 내벽을 구성하고, 면 2 및 3은 이중 글레이징의 내부에 있다.
동일한 방식으로, 삼중 글레이징은 6개의 면을 포함한다: 면 1은 건물 외부에 있고(글레이징의 외벽), 면 6은 건물 내부에 있고(글레이징의 내벽), 면 2 내지 5는 삼중 글레이징의 내부에 있다.
적층 글레이징은 제1 기판/시트(들)/제2 기판 유형의 구조를 적어도 1개 포함한다. 얇은 층들의 스택이 기판들 중 한 기판의 면들 중 적어도 하나 상에 위치한다. 스택은 시트, 바람직하게는 중합체 시트와 접촉하지 않는 제2 기판의 면 상에 있을 수 있다. 이 실시양태는 이중 글레이징에서 적층 글레이징에 제3 기판이 설비될 때 유리하다.
모놀리식 글레이징으로서 또는 이중 글레이징 유형의 다중 글레이징에 이용되는 본 발명에 따른 글레이징은 외부 반사에서 청색 또는 청록색 범위 내의(470 내지 500 nm 정도의 주파장의 값) 중성이고 쾌적감을 주는 은은한 색을 나타낸다. 게다가, 이 시각적 외관은 글레이징이 관찰되는 입사각(법선 입사 및 어느 각도 하에서)이 무엇이든 거의 변하지 않고 그대로이다. 이것은 관찰자가 색 또는 외관에서 상당한 균일성 부족의 느낌을 갖지 않는다는 것을 의미한다.
"청록색 범위의 색"은 본 발명의 의미 내에서는 L*a*b* 색 측정 시스템으로 a*가 -10.0 내지 0.0, 바람직하게는 -5.0 내지 0.0이고, b*가 -10.0 내지 0.0, 바람직하게는 -5.0 내지 0.0임을 의미하는 것으로 이해해야 한다.
유리한 실시양태에 따르면, 면 2 상에 위치하는 스택을 포함하는 이중 글레이징 형태의 본 발명의 글레이징은 특히 다음 성능 결과를 달성하는 것을 가능하게 한다:
- 34.0% 이하, 바람직하게는 33.5% 이하, 실은, 심지어 33.0% 이하의 태양 계수 g, 및/또는
- 선호도 증가 순으로 65% 초과, 67% 초과, 68% 초과, 69% 초과, 바람직하게는 65% 내지 75%, 실은 심지어 67% 내지 71%의 광 투과, 및/또는
- 선호도 증가 순으로 적어도 2.0, 적어도 2.05, 적어도 2.1의 높은 선택성, 및/또는
- 20% 이하, 바람직하게는 15% 이하의 외부측 광 반사, 및/또는
- 20% 이하, 바람직하게는 15% 이하의 내부측 광 반사, 및/또는
- 외부 반사에서 중성 색.
본 발명의 세부사항 및 유리한 특징은 첨부 도면에 의해 도시되는 다음 비제한적 예로부터 드러난다.
도면을 읽기 더 쉽게 하기 위해 다양한 성분 사이의 비율이 준수되지 않는다.
도 1은 3개의 기능성 금속 층(40, 80, 120)을 포함하는 스택 구조를 도시하고, 이 구조는 투명 유리 기판(10) 상에 피착된다. 각 기능성 층(40, 80, 120)은
- 기판에서부터 시작해서 제1 기능성 층(40)이 유전 코팅(20, 60) 사이에 위치하고,
- 제2 기능성 층(80)이 유전 코팅(60, 100) 사이에 위치하고,
- 제3 기능성 층(120)이 유전 코팅(100, 140) 사이에 위치하도록
두 유전 코팅(20, 60, 100, 140) 사이에 위치한다.
이 유전 코팅(20, 60, 100, 140) 각각은 적어도 1개의 유전 층(24, 25, 26, 28; 62, 63, 64, 66, 68; 102, 103, 104, 106, 108; 142, 144)을 포함한다.
또한, 스택은
- 기능성 층과 접촉하여 위치하는 차단 하층(30, 70 및 110)(나타내지 않음), (50, 90 및 130),
- 기능성 층과 접촉하여 위치하는 차단 상층(50, 90 및 130),
- 보호 층(나타내지 않음)
을 포함할 수 있다.
실시예
I. 기판 제조: 스택, 피착 조건 및 열 처리
아래에 정의된 얇은 층들의 스택을 6 mm의 두께를 갖는 맑은 소다-석회 유리로 제조된 기판 상에 피착시켰다.
본 발명에 따른 재료 및 비교 재료는 하기 참조 "색상표"에서 규정된 척도를 만족시키는 색을 갖는다.
- 스택이 면 2 상에 위치하는(여느 때처럼, 글레이징의 면 1이 글레이징의 가장 바깥 면임) 6/16/4 구조, 즉 6-mm 유리/90% 아르곤으로 충전된 16-mm 층간 공간/4-mm 유리의 이중 글레이징 형태의 재료,
- 스택이 면 2 상에 위치하는 6-mm 기판을 갖는 단일 글레이징 형태의 재료
에 대해 광학적 특징을 측정하였다.
이중 글레이징의 경우:
- a*T 및 b*T는 2°관찰자에 의해 조명원 D65에 따라서 측정되고 글레이징에 수직으로 측정되는 투과에서의 L*a*b* 시스템의 a* 및 b* 색을 나타내고;
- Rext는 가장 바깥 면인 면 1 측에서 2°관찰자에 의해 조명원 D65에 따라서 측정되는 가시 영역에서의 광 반사(%)를 나타내고;
- a*Rext 및 b*Rext는 가장 바깥 면 측에서 2°관찰자에 의해 조명원 D65에 따라서 측정되고 따라서 글레이징에 수직으로 측정되는 반사에서 L*a*b* 시스템으로 a* 및 b* 색을 나타내고;
- Rint는 내부 면인 면 4 측에서 2°관찰자에 의해 조명원 D65에 따라서 측정되는 가시 영역에서의 광 반사(%)를 나타내고;
- a*Rint 및 b*Rint는 내부 면 측에서 2°관찰자에 의해 조명원 D65에 따라서 측정되고 따라서 글레이징에 수직으로 측정되는 반사에서의 L*a*b* 시스템의 a* 및 b* 색을 나타낸다.
어느 각도에서의 비색 값 a*g60°및 b*g60°은 60°입사 하에서 단일 글레이징에 대해 측정된다. 이것은 어느 각도에서의 색의 중성도를 설명한다.
본 발명의 실시예에서,
- 기능성 층은 은(Ag) 층이고,
- 차단 층은 티타늄 산화물 층이고,
- 고지수 층은 지르코늄 규소 질화물 및 티타늄 산화물 층을 기재로 하는 층으로부터 선택되고,
- 배리어 층은 알루미늄으로 도핑된 규소 질화물을 기재로 하고(Si3N4: Al),
- 안정화 층은 아연 산화물(ZnO)로 제조되고,
- 평활화 층은 아연 및 주석의 혼합 산화물(SnZnOx)을 기재로 한다.
지르코늄 규소 질화물 층은 규소, 지르코늄 및 알루미늄을 포함하는 금속 표적으로부터 피착된다.
스퍼터링("마그네트론 캐소드" 스퍼터링)에 의해 피착되는 층들의 피착 조건을 표 2에 요약한다.
at. = 원자
표 3은 스택을 담지하는 기판(표 하단의 마지막 줄)에 대한 위치의 함수로서 스택을 형성하는 각 층 또는 코팅의 재료 및 물리적 두께(다르게 지시되지 않으면, nm)를 열거한다. "Ref" 번호는 도 1의 참조부호에 상응한다. 기능성 층(40, 80, 120) 아래의 각 유전 코팅(20, 60, 100)은 바로 위에 피착된 기능성 층(40, 80, 120)과 접촉하는 결정질 아연 산화물을 기재로 하는 마지막 안정화 층(28, 68, 108)을 포함한다.
기능성 층(40, 80, 120) 위의 각 유전 코팅(60, 100, 140)은 결정질 아연 산화물을 기재로 하는 제1 안정화 층(62, 102, 142)을 포함하고, 제1 안정화 층(62, 102, 142)은 바로 위에 피착된 기능성 층(40, 80, 120)과 접촉한다.
각 유전 코팅(20, 60, 100, 140)은 지르코늄 규소 질화물 또는 티타늄 산화물을 기재로 하는 고지수 유전 층(24, 64, 104, 144)을 포함한다.
유전 코팅(20, 60, 100, 140)은 여기서는 Si3N4로 알려진 알루미늄으로 도핑된 규소 질화물을 기재로 하는 배리어 기능을 갖는 유전 층(25, 63, 103, 143)을 포함할 수 있다.
유전 코팅(20, 60, 100)은 아연 및 주석의 혼합 산화물을 기재로 하는 평활화 층(26, 66, 106)을 추가로 포함할 수 있다.
각 기능성 금속 층(40, 80, 120)은 차단 층(50, 90, 및 130) 아래에서 차단 층(50, 90 및 130)과 접촉한다.
기능성 층 및 유전 코팅의 두께에 관련된 특징을 표 4에 요약한다.
DC: 유전 코팅; BL: 차단 층; Tp: 물리적 두께; To: 광학적 두께
II. "태양 제어" 성능 결과
글레이징이 위에 서술된 이중 글레이징의 일부를 형성할 때 얻은 에너지 성능 결과를 표 5에 열거한다.
제1 실시양태(본 발명 1)에서는, 각 유전 코팅 M1 내지 M4가 지르코늄 규소 질화물을 기재로 하는 고지수 층을 포함한다.
제2 실시양태(본 발명 2)에서는, 각 유전 코팅 M1 내지 M4가 지르코늄 규소 질화물을 기재로 하는 고지수 층을 포함하고, 고지수 층을 함유하는 유전 코팅의 광학적 두께에 대한 이 고지수 층의 광학적 두께의 비가 0.5 초과, 바람직하게는 0.8 초과이다. 이 실시예에서 가장 좋은 성능 결과가 얻어진다.
제3 실시양태(본 발명 3)에서는, 유전 코팅 M1 및 M4가 TiO2를 기재로 하는 고지수 층을 포함하고, 유전 코팅 M2 및 M3이 지르코늄 규소 질화물을 기재로 하는 고지수 층을 포함한다. 성능 결과는 모든 유전 코팅이 SiZrN을 기재로 할 때보다 덜 유리하지만, 비교 실시예 1 및 2에서 얻은 결과보다 더 좋다.
비교 실시예 1에서는, 유전 코팅 M1 내지 M4가 20 nm 초과의 광학적 두께를 갖는 고지수 층을 포함하지 않는다.
비교 실시예 2에서는, 유전 코팅 M1 및 M4가 20 nm 초과의 광학적 두께를 갖는 고지수 층을 포함하지 않고, 유전 코팅 M2 및 M3이 지르코늄 규소 질화물을 기재로 하는 고지수 층을 함유한다. 성능 결과는 각 유전 코팅이 고지수 층을 포함하는 본 발명의 재료에 관해 얻은 결과보다 더 좋지 않다.
상이한 실시예로 얻은 성능 결과를 도 2에 요약한다. 본 발명 1 및 본 발명 2 유형의 재료, 다시 말해서, 각 유전 코팅에 지르코늄 규소 질화물을 기재로 하는 고지수 층을 포함하는 재료의 경우에 참조 색상표의 색을 보유하면서 이용가능한 성능 결과의 범위를 도시하기 위해 산점도가 주어진다.
본 발명에 따르면, 대략 70%의 광 투과, 높은 선택성, 낮은 광 반사 및 낮은 태양 계수를 나타내는 3개의 기능성 금속 층을 갖는 스택을 포함하는 글레이징을 제조하는 것을 가능하게 한다. 동시에, 본 발명에 따른 글레이징은 34% 이하의 태양 계수 및 2.00 초과의 선택성을 나타낸다. 추가로, 이 글레이징은 적어도 15% 미만의 외부 반사를 나타낸다.
본 발명에 따른 실시예는 모두 투과에서 쾌적감을 주는 은은한 색, 바람직하게는 청색 또는 청록색 범위의 색을 나타낸다.
이와 같이 하여 제공된 해결책은 다음 성능 결과를 달성하는 것을 가능하게 한다:
- 대략 70%의 광 투과,
- 대략 33%의 태양 계수,
- 외부 측에서의 낮은 반사, 및
- 중성 미적 품질.
Claims (15)
- 기능성 금속 층들의 두께가 기판에서부터 시작해서 기판으로부터의 거리의 함수로서 증가하는, 기판에서부터 시작해서 제1 기능성 층, 제2 기능성 층 및 제3 기능성 층으로 지칭되는 3개의 은계 기능성 금속 층, 및 각 유전 코팅이 적어도 1개의 유전 층을 포함하는, 기판에서부터 시작해서 M1, M2, M3 및 M4로 지칭되는 4개의 유전 코팅을, 각 기능성 금속 층이 두 유전 코팅 사이에 위치하도록 교대로, 기판에서부터 시작해서 연속적으로 포함하는 얇은 층들의 스택으로 코팅된 투명 기판을 포함하는 재료이며,
- 유전 코팅 M1, M2, M3 및 M4 각각이 광학적 두께 To1, To2, To3 및 To4를 가지며,
- 각 유전 코팅은, 적어도 2.15의 굴절률 및 20 nm 초과의 광학적 두께를 갖는 적어도 1개의 고지수(high-index) 유전 층을 포함하고,
- 하나의 동일 유전 코팅의 모든 고지수 유전 층의 광학적 두께의 합은 관련 유전 코팅에 따라서 Tohi1, Tohi2, Tohi3 또는 Tohi4로 지칭되고,
- 각 유전 코팅이 다음 관계:
Tohi1/To1 > 0.30,
Tohi2/To2 > 0.30.
Tohi3/To3 > 0.30,
Tohi4/To4 > 0.30
을 만족시키는 것
을 특징으로 하는 재료. - 제1항에 있어서, 3개의 기능성 금속 층은,
- 제1 기능성 금속 층의 두께에 대한 제2 금속 층의 두께의 비가, 한계 값을 포함한 1.10 내지 2.00이고/이거나,
- 제2 기능성 금속 층의 두께에 대한 제3 금속 층의 두께의 비가, 한계 값을 포함한 1.10 내지 1.80인
특징을 만족시키는 것을 특징으로 하는 재료. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 스택은, 기능성 층과 접촉하여 위치하는, 티타늄, 니켈, 크로뮴 및 니오븀으로부터 선택되는 1종 이상의 원소의 금속 층, 금속 질화물 층, 금속 산화물 층 및 금속 산화질화물 층, 예컨대 Ti, TiN, TiO2, Nb, NbN, Ni, NiN, Cr, CrN, NiCr 또는 NiCrN 층으로부터 선택되는 적어도 1개의 차단 층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 재료.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 유전 코팅 M1, M2, M3 및 M4 각각이 다음 관계: To4 < To1 < To2 < To3을 만족시키는 광학적 두께 To1, To2, To3 및 To4를 갖는 것을 특징으로 하는 재료.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 고지수 층이 2.35 이하의 굴절률을 나타내는 것을 특징으로 하는 재료.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각 유전 코팅이 다음 관계:
Tohi1/To1 > 0.80,
Tohi2/To2 > 0.80,
Tohi3/To3 > 0.80,
Tohi4/To4 > 0.80
을 만족시키는 것을 특징으로 하는 재료. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 유전 코팅이 지르코늄 규소 질화물을 기재로 하는 고지수 유전 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 재료.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 각 유전 코팅이 지르코늄 규소 질화물을 기재로 하는 고지수 유전 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 재료.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 유전 코팅은,
- 제1 유전 코팅 M1의 광학적 두께가 60 내지 140 nm이고,
- 제2 유전 코팅 M2의 광학적 두께가 120 내지 180 nm이고,
- 제3 유전 코팅 M3의 광학적 두께가 140 내지 200 nm이고,
- 제4 유전 코팅 M4의 광학적 두께가 50 내지 120 nm인
특징을 만족시키는 것을 특징으로 하는 재료. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 각 유전 코팅이 2.15 미만의 굴절률을 갖는 적어도 1개의 유전 층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 재료.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 투명 기판에서부터 시작해서 규정된,
- 적어도 1개의 고지수 층, 임의로, 배리어 기능을 갖는 층, 안정화 기능을 갖는 유전 층을 포함하는 제1 유전 코팅,
- 임의로, 차단 층,
- 제1 기능성 층,
- 임의로, 차단 층,
- 적어도 1개의, 안정화 기능을 갖는 하부 유전 층, 임의로, 배리어 기능을 갖는 층, 고지수 유전 층, 임의로, 평활화 기능을 갖는 층, 안정화 기능을 갖는 상부 유전 층을 포함하는 제2 유전 코팅,
- 임의로 차단 층,
- 제2 기능성 층,
- 임의로, 차단 층,
- 적어도 1개의, 안정화 기능을 갖는 하부 유전 층, 임의로, 배리어 기능을 갖는 층, 고지수 유전 층, 임의로, 평활화 기능을 갖는 층, 안정화 기능을 갖는 상부 유전 층을 포함하는 제3 유전 코팅,
- 임의로, 차단 층,
- 제3 기능성 층,
- 임의로, 차단 층,
- 적어도 1개의, 안정화 기능을 갖는 유전 층, 임의로, 배리어 기능을 갖는 층, 고지수 유전 층 및 임의로, 보호 층을 포함하는 제4 유전 코팅
을 포함하는 스택을 포함하는 것을 특징으로 하는 재료. - 스택의 층들을 마그네트론 캐소드 스퍼터링에 의해 피착시키는, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 청구된 재료를 얻는 방법.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 청구된 적어도 하나의 재료를 포함하는 글레이징.
- 제13항에 있어서, 스택이 글레이징에서, 외부로부터 유래된 입사 광이 제1 기능성 금속 층을 통과하기 전에 제1 유전 코팅을 통과하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 글레이징.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 다중 글레이징, 특히 이중 글레이징 또는 삼중 글레이징의 형태인 것을 특징으로 하는 글레이징.
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