KR20190032570A - 지르코늄이 강화된 규소-지르코늄 질화물을 포함하는 층을 적어도 하나 포함하는, 열적 특성을 갖는 스택을 구비한 기판, 그 용도 및 그 제조 - Google Patents

지르코늄이 강화된 규소-지르코늄 질화물을 포함하는 층을 적어도 하나 포함하는, 열적 특성을 갖는 스택을 구비한 기판, 그 용도 및 그 제조 Download PDF

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마띠애 오흐벤
자비에 까일레
도미니끄 빌리에르
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

본 발명은 적외선 영역 및/또는 태양광 복사 영역에서 반사 특성을 갖는, 특히 은 또는 은-함유 금속 합금 기반의, 단일 금속 기능층 (140), 및 두 개의 반사방지 코팅 (120, 160)으로 포함하는 박층 스택의 주 표면(main face) 상에 제공되며, 각 반사방지 코팅은 적어도 하나의 유전층(122, 128; 162, 168)을 포함하며, 상기 기능층 (40)은 상기 두 개의 반사방지 코팅 (20, 60) 사이에 위치하는, 투명 기판 (30)에 있어서, 상기 기판 (30)과 상기 기능층 (140) 사이에 위치한 적어도 하나의 상기 반사방지 코팅(120)(두 개의 반사방지 코팅 (120, 160) 모두도 확실하게)은 규소-지르코늄 질화물, SixZryNz를 25.0% 내지 40.0%, 확실하게 27.0% 내지 37.0%의 Zr 대 Si+Zr의 원자비 y/(x+y)로도 포함하는 층 (126, 166)을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 기판 (30)에 관한 것이다.

Description

지르코늄이 강화된 규소-지르코늄 질화물을 포함하는 층을 적어도 하나 포함하는, 열적 특성을 갖는 스택을 구비한 기판, 그 용도 및 그 제조
본 발명은 특히 유리와 같은 단단한 광물질로 제조된 투명 기판에 관한 것으로서, 상기 기판은 태양 복사 및/또는 장파장 적외선 복사에 영향을 줄 수 있는 금속 타입의 기능층(functional layer)을 포함하는 박층들의 스택(stack of thin layers)으로 코팅된다.
본 발명은 보다 구체적으로 단열 및/또는 태양 보호 글레이징을 제조하기 위한 상기 기판의 용도에 관한 것이다. 이러한 글레이징은 특히 냉방 부하를 줄이거나/줄이고 과도한 과열 방지("태양광 제어" 글레이징) 및/또는 외부로 방출되는 에너지의 양을 줄이기 위해("low-e" 글레이징) 건물과 차량 모두에 장착될 수 있고, 건물과 차량 부품에서 글레이즈된 표면의 중요성이 날로 커지고 있다.
또한, 이러한 글레이징은 예를 들어 가열(heated) 글레이징 또는 전기채색(electrochromic) 글레이징과 같은 특정 기능을 갖는 글레이징에 통합될 수 있다.
기판에 이러한 특성을 부여하는 것으로 알려진 층들의 스택(stack of layers)의 한 유형은 적외선 영역 및/또는 태양광 복사 영역에서 반사 특성을 갖는 금속 기능층(metallic functional layer), 특히 은 또는 은-함유 합금 기반의 금속 기능층을 포함한다.
이러한 유형의 스택에서, 상술한 기능층은 두 개의 반사방지 (antireflective) 코팅 사이에 위치하며, 각 코팅은 일반적으로 여러 층을 포함하고, 각 층은 질화물 형태의 유전체(dielectric material), 특히 규소 질화물(silicon nitride) 또는 알루미늄 질화물, 또는 산화물 형태의 유전체로 제조된다. 광학적 관점에서, 금속 기능층을 구성하는 이들 코팅의 목적은 금속 기능층에 "반사방지"를 부여하는 것이다.
그러나, 블로커(blocker) 코팅은 하나 또는 각각의 반사방지 코팅과 금속 기능층 사이에 종종 삽입된다: 기판의 방향으로 기능층의 하부에 위치하는 블로커 코팅 및/또는 기판의 반대편 상에서 기능층의 상부에 위치하는 블로커 코팅.
예를 들어, 유럽 특허 출원 EP 718 250으로부터, 층을 적재하는 기판의 방향으로 금속 기능층의 바로 하부에 위치한 산화 아연 기반의 "습윤" 유전층(dielectric layer)은 금속 기능층이 적절한 결정학적 (crystallographic) 상태를 가지도록 증진하는 한편, 고온 굽힘(bending) 또는 템퍼링(termpering) 열처리를 견딜 수 있게 하는 이점을 나타낸다는 것이 알려져 있다.
또한, 상기 문헌에서는 은-기반 기능층의 바로 상부에 접촉하여 금속 형태로 증착된 층이 존재하면, 상부에 다른 층을 증착하는 동안 그리고 고온 열 처리 동안 상기 기능층의 보호에 유리한 효과를 나타낸다는 것이 개시되어 있다. 당해 기술 분야의 숙련자는 이런 유형의 층을 "블로커 층(blocker layer)" 또는 "블로커(blocker)"란 일반적 용어로 알고 있다.
특히, 상기 문헌에는 하나는 기판의 방향으로 습윤 층의 하부에 있고 다른 하나는 블록커 층의 상부에 있는 각 반사방지 코팅 내에, 배리어 층 (예를 들어, 규소 질화물을 포함)이 존재함으로 인해 굽힘 또는 템퍼링 열 처리에 잘 견디는 스택을 제조할 수 있다는 것이 개시되어 있다.
본 발명의 한 목적은 단일(mono)-기능-층인 신규 유형의 층들의 스택(stack of layers)을 개발하여 종래 기술을 개선하는 것으로서, 낮은 면저항(sheet resistance) 및 그에 따른 방사율(emissivity)의 감소 뿐만 아니라 높은 광 투과(luminous transmission) 및 높은 태양 계수(solar factor)를 나타내며, 이는 선택적으로 하나 또는 그 이상의 고온 굽힘 및/또는 템퍼링 및/또는 어닐링 열처리 후의 경우일 수 있다.
또한, 본 발명의 한 목적은 유리한 비색(colorimetry)을 나타내는 스택, 특히 스택 측(stack side) 상의 반사 색이 너무 빨갛지 않고/않거나 투과 색이 너무 노랗지 않은 스택에 관한 것으로서, 이는 선택적으로 하나 또는 그 이상의 고온 굽힘 및/또는 템퍼링 및/또는 어닐링 열처리(들) 후의 경우일 수 있다.
본 발명의 대상은, 가장 넓은 의미로, 제1항의 투명 기판이다. 종속항은 유리한 대안적인 형태를 나타낸다.
투명 기판은 적외선 영역 및/또는 태양광 복사 영역에서 반사 특성을 갖는, 특히 은 또는 은-함유 금속 합금 기반의 단일 금속 기능층 및 두 개의 반사방지 코팅을 포함하는 박층 스택의 주 표면(main face) 상에 제공되며, 상기 각 반사방지 코팅은 적어도 하나의 유전층을 포함하며, 상기 기능층은 상기 두 개의 반사방지 코팅 사이에 위치한다. 상기 기판에서 주목할 만한 점은, 기판과 기능층 사이에 위치한 적어도 하나의 반사방지 코팅 (확실하게 두 개의 반사방지 코팅 모두도)이 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 25.0% 내지 40.0%의 Zr 대 Si+Zr의 원자비 y/(x+y)로 포함하는 층을 포함한다는 것이다.
Zr 대 Si+Zr의 원자비 y/(x+y)의 특히 적절한 범위는 26.32% 내지 37.5%이다. 이 물질은 Zr 25.0 원자% 내지 36.0 원자% 당 Si 70.0 원자% 내지 60.0 원자%를 포함하는 타겟으로 증착될 수 있고, 타겟은 질소-함유 분위기에서 스퍼터링된다.
Zr 대 Si+Zr의 원자비 y/(x+y)의 다른 적절한 범위는 27.0% 내지 37.0%이다.
규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 층, 실제는 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 각 층은, Zr 대 Si+Zr의 원자비가 26.0% 내지 30.0%, 또는 31.0% 내지 38.0%, 또는 25.5% 내지 32.5%이다.
상기 기판과 상기 기능층 사이에 위치한 반사방지 코팅은 두 개의 반사방지 코팅 중 하나만일 수 있고, 반사방지 코팅은 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 층(선택적으로 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 단일 층)을 포함할 수 있고, Zr 대 Si+Zr의 원자비 y/(x+y)는 25.0% 내지 40.0%일 수 있고, 확실하게 27.0% 내지 37.0%일 수도 있다.
스택에 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz을 포함하는 복수의 층이 포함된 경우, 각 층의 Zr 대 Si+Zr의 원자비 y/(x+y)는 바람직하게는 25.0% 내지 40.0%이고, 확실하게 27.0% 내지 37.0%일 수도 있이며, 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz을 포함하는 모든 층이 동일할 필요는 없다.
비율 y/(x+y)은 스택의 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz을 포함하는 2개의 층에서 상이할 수 있다.
두 개의 반사방지 코팅이 각각 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 층을 포함하는 경우, 이들은 각각 선택적으로, Zr 대 Si+Zr의 원자비 y/(x+y)가 25.0% 내지 40.0%, 확실하게 27.0% 내지 37.0%, 또는 26.0% 내지 30.0%, 또는 31.0% 내지 38.0%, 또는 25.5% 내지 32.5%일 수도 있는 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 단일 층을 포함할 수 있다.
Zr 대 Al+Si+Zr의 원자비 y/(w+x+y)의 특히 적절한 범위는 25.0% 내지 36.0%이다. 이 물질은 타겟으로 증착될 수 있고, 타겟은 모든 경우에 Al 5.0 원자%와 Zr 25.0 원자% 내지 36.0 원자% 당 Si 70.0 원자% 내지 60.0 원자% 를 포함한다. 타겟은 질소-함유 분위기(atmosphere)에서 스퍼터링된다.
놀랍게도, 이와 같은 스택에서, 지르코늄을 규소 및 지르코늄으로 형성된 어셈블리로서 소정 원자 비율로 갖는 규소-지르코늄 질화물을 포함하는 층이 존재하면, 이중 글레이징 구성, 삼중 글레이징 구성에서 더 높은 태양 계수를 달성하고, 그러한 비색(colorimetry)을 달성하는데 매우 유리한 효과를 나타낸다는 것이 발견되었다.
도 1은 기능성 단일층 스택(funtional monolayer stack)의 구조를 도시한다. 기능층은 오버블로커 코팅의 바로 아래에 증착된다.
도 2는 기능성 단일층 스택을 포함하는 이중 글레이징 솔루션을 도시한다.
도 3은 Zr+Si에 대한 Zr 함량의 함수로서, 550 nm에서 규소-지르코늄 질화물("SiZr")의 굴절률 곡선 및 550 nm에서 이산화 티타늄 TiO2의 굴절률을 나타낸다.
도 4는 Zr+Si에 대한 Zr 함량의 함수로서, 380 nm에서 규소-지르코늄 질화물("SiZr")의 흡수 계수의 곡선 및 380 nm에서 이산화 티탄 TiO2의 흡수 계수를 나타낸다.
본 발명에서 "투명 기판(transparent substrate)"은 불투명하지 않고, 스택없이 적어도 5%의 광 투과율을 나타내는 기판을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 "코팅(coating)"은 코팅 내에 단일 층 또는 상이한 물질의 여러 층이 존재할 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 "접촉(in contact)"은 고려 중인 두 개의 층 사이에 어떤 층도 삽입되어 있지 않다는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명에서 "기반의(based on)"는 고려 중인 층 내에 표시된 원소 또는 물질이 50 원자%를 초과하여 존재한다는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
또한, 본 명세서에서, 굴절률(refractive index)은 모두 550 nm 파장을 기준으로 표시되었다; 층의 광학적 두께는 층의 물리적 두께와 이 파장에서의 층의 굴절률의 곱이며, 코팅의 광학적 두께는 코팅 내의 모든 유전층(dielectric layers)의 광학적 두께의 합이다; 기본적으로, 두께에 대해 물리적/광학적 구분이 표시되어 있지 않다면, 두께는 물리적 두께이다.
본 명세서에서, 유전층은 3개 범주로 구별될 수 있다:
- 굴절률이 n <1.95인 저-지수(low-index) 층
- 굴절률이 1.95≤n <2.10인 중간-지수(medium-index) 층
- 굴절률이 n> 2.10인 고-지수(high-index) 층.
유리하게는, 적외선 영역 및/또는 태양광 복사 영역에서 반사 특성을 갖는 단일 금속 기능층은 연속 층(continuous layer)이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 스택은 산화 티타늄을 포함하는 층을 포함하지 않는다; 이산화 티타늄 TiO2는 매우 높은 굴절률을 나타내며, 이런 값은 목적하는 용도에 비해 너무 높을 수 있다. 아화학량론적(substoichiometric) 산화 티타늄(즉, TiOb, b는 2미만의 값)은 고-굴절률 층을 구성할 수 있지만, 굴절률은 산화에 따른 함수이며, 산화는 공업적으로 제어가 어렵다; 따라서, 본 발명에 따른 스택은 공업적으로 제조가 용이하다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 스택의 규소-지르코늄 질화물, SixZryNz을 포함하는 층, 또는 본 발명에 따른 스택의 규소-지르코늄 질화물을 포함하는 각 층은 티타늄을 포함하지 않는다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 스택의 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz을 포함하는 층은 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz로 제조되거나, 알루미늄으로 도핑된 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz:Al로 제조된다.
바람직하게는, 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 층은 4/3(x+y) 내지 5/3(x+y)의 질화(nitridation) z를 나타낸다; 바람직하게, 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 각 층은 4/3(x+y) 내지 5/3(x+y)의 질화 z를 나타낸다.
바람직하게는, 스택의 규소-지르코늄 질화물을 포함하는 층 또는 스택의 규소-지르코늄 질화물을 포함하는 각 층은 고의로 도입된 산소를 포함하지 않는다. 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 하나 또는 복수의 층에 산소가 존재하면 층의 굴절률을 감소시키므로 피해야 한다. 층이 산소를 포함하지 않는다는 사실은 질소에 대해 상당한 양의 산소가 존재하지 않는다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 하며(즉, 질소와 산소의 총량에 대하여 적어도 5 원자%의 상대량), 원소 Si 및 Zr의 친화성은 질소보다 산소에 대해 더 크다고 알려져 있다.
특정 대안 형태에서, 기판과 기능층 사이에 위치한 반사방지 코팅은 지르코늄-프리(free) 규소 질화물을 포함하는 층을 더 포함하고, 지르코늄-프리 규소 질화물을 포함하는 층은 바람직하게는 기판과 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 층 사이에 위치하며, 더욱 바람직하게는 기판의 주 면(main face)의 바로 위에 그리고 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 층의 바로 아래에 배치된다.
바람직하게, 기판과 기능층 사이에 위치하고, 지르코늄-프리 규소 질화물을 포함하는 반사방지 코팅층은 두께가 5.0 내지 25.0 nm이고, 확실하게 15.0 내지 20.0 nm일 수 도 있다.
선행하는 것과 선택적으로 조합될 수 있는 또 다른 특정 대안 형태로, 기판의 반대측 상에서 기능층의 상부에 위치한 반사방지 코팅은 지르코늄-프리 규소 질화물을 포함하는 층을 더 포함하고, 상기 지르코늄-프리 규소 질화물을 포함하는 층은 바람직하게 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 층의 상부에 위치한다.
바람직하게는, 기능층 위에 위치하며 지르코늄-프리 규소 질화물을 포함하는 반사방지 코팅 층은 두께가 25.0 내지 35.0 nm이다.
이러한 솔루션은 지르코늄-프리 규소 질화물이 규소-지르코늄 질화물보다 저렴하므로 비용을 절감할 수 있도록 한다.
특정 대안 형태로, 기능층의 상부 및 기판의 반대측 상에 위치하는 반사방지 코팅은 저-지수를 갖는 유전체(특히, 산화 규소 기반의 물질)로 만들어진 층을 더 포함한다. 이 층의 물질은 Si와 O만으로 구성될 수 있다; 특히, 이산화 규소 또는 알루미늄으로 도핑된 이산화 규소일 수 있다. 저-지수를 갖는 유전체로 만들어진 층은 바람직하게는 기능층의 상부에 위치한 반사방지 코팅의 최종 유전층이다.
저-지수 유전층의 물질은 바람직하게는 1.60 내지 1.80의 지수를 나타내고, 상기 층은 두께가 바람직하게는 15.0 내지 60.0 nm이고, 확실하게 20.0 내지 58.0 nm, 확실하게 30.0 내지 55.0 nm일 수도 있다.
산화 아연 기반의 층은 기능층의 하부에 기능층과 접촉하게 위치할 수 있다. 이는 높은 수준의 결정화를 나타내는 금속 기능층의 획득에 적극적으로 참여하는 효과를 가지며, 이에 따라 낮은 면 저항(sheet resistance) 및 낮은 방사율을 얻을 수 있다.
바람직하게는, 기판과 기능층 사이에 위치하는 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 층은 10.0 내지 30.0 nm의 두께를 나타낸다.
바람직하게는, 기판과 반대측에서 기능층의 상부에 위치하는 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 층은 6.0 내지 12.0 nm의 두께를 나타낸다.
바람직하게는, 스택은 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz을 포함하는 층이 Zr 대 Si+Zr의 원자비 y/(x+y)가 25.0% 내지 40.0%가 아닌 어떠한 층도 포함하지 않는다.
스택은 최종 층 (오버코트), 즉 보호층을 포함할 수 있다. 보호층은 바람직하게는 0.5 내지 10.0 nm의 물리적 두께를 나타낸다.
본 발명에 따른 글레이징은 적어도, 본 발명에 따른 스택을 적재한 기판을 포함하며, 상기 기판은 선택적으로 적어도 하나의 다른 기판과 조합될 수 있다. 각 기판은 투명하거나 착색될 수 있다. 특히, 기판들 중 하나는 적어도 벌크-틴티드(bulk-tinted) 유리로 제조될 수 있다. 착색 유형의 선택은 광 투과 수준 및/또는 제조가 완료된 글레이징에 대해 요구되는 비색 외관에 의존할 수 있다.
본 발명에 따른 글레이징은 유리/박층스택/시트(들)/유리 타입의 구조가 되도록, 라미네이트된 구조, 특히 적어도 하나의 열가소성 폴리머 시트를 사용하여 적어도 두 개의 유리 타입 경질 기판을 조합한 라미네이트된 구조를 보일 수 있다. 상기 폴리머는 특히 PVB(polyvinyl butyral), EVA(ethylene/vinyl acetate), PET(polyethylene terephthalate) 또는 PVC(polyvinyl chloride)를 기반으로 할 수 있다.
또한, 상기 글레이징은 유리/박층스택/폴리머시트(들) 유형의 구조를 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 글레이징은 박층 스택을 손상시키지 않고 열처리 될 수 있다. 따라서, 이들은 선택적으로 구부리거나 템퍼링된다.
글레이징은 스택과 함께 제공되는 단일 기판으로 구성되면서 굽힘 및/또는 템퍼링 될 수 있다. 이것은 "단일체(monolithic)" 글레이징이다. 이들이 특히 차량용 글레이징 형성 목적으로 구부러진 경우, 박층 스택은 바람직하게는 적어도 부분적으로 비평면인 표면 상에서 발견된다.
또한, 글레이징은 다중 글레이징, 특히 이중 글레이징 일 수 있으며, 적어도 스택을 적재한 기판은 굽히거나/고 템퍼링 될 수 있다. 다중 글레이징 구조에서는 삽입된 가스-충전 공동(gas-filled cavity)을 마주보도록 스택이 배치되는 것이 바람직하다. 스택은 라미네이트된 구조에서 폴리머 시트와 접촉될 수 있다.
글레이징은 가스-충전 공동에 의해 쌍으로 분리된 세 장의 유리 시트로 구성된 삼중 글레이징이 될 수 있다. 태양 광의 입사 방향이 번호가 증가하는 방향으로 면(face)들을 가로 지른다고 할 때, 삼중 글레이징 구조에서 스택이 적재된 기판은 면 2 및/또는 면 5 상에 있을 수 있다.
글레이징이 이중 글레이징, 삼중 글레이징 또는 라미네이트된 글레이징 유형의 단일체 또는 다중체인 경우, 스택이 적재된 기판은 적어도 굽히거나 템퍼링된 유리로 제조될 수 있고 기판은 스택의 증착 전후에 굽히거나 템퍼링될 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 기판의 제조 방법에 관한 것으로서, 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 층은 질소-함유 분위기 내에서, Zr 대 Si+Zr의 원자비 y/(x+y)가 25.0% 내지 40.0%인 타겟, 확실하게 26.32% 내지 37.5%, 확실하게 27.0% 내지 37.0%일 수도 있는 타겟을 스퍼터링 함으로써 제조된다.
바람직하게, 상기 분위기는 산소를 포함하지 않는다. 상기 분위기가 산소를 포함하지 않는다는 사실은 상기 타겟의 스퍼터링 분위기에 의도적으로 도입된 산소가 없다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법의 구현을 위한 타겟에 관한 것이고, 상기 타겟은 Zr 대 Si+Zr의 원자비 y/(x+y)가 25.0% 내지 40.0%이고, 확실하게 26.32% 내지 37.5%, 확실하게 27.0% 내지 37.0% 일 수도 있다.
유리하게는, 본 발명은, 특히 굴곡 또는 템퍼링 열처리 후, 더 큰 태양 계수 및 만족스러운 비색 외관을 나타내는 단일-금속-기능층인 박층의 스택을 제조하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 세부 사항 및 유리한 특징은 첨부된 도면을 참조하여 예시되는 다음의 비제한적인 실시예로부터 이해될 수 있다:
도 1 및 2에서, 이해를 쉽게 하기 위해, 서로 다른 층들 또는 서로 다른 요소들의 두께 사이의 비율은 반영되지 않았다.
도 1은 투명 유리 기판 (30)의 면 (29) 상에 증착된 본 발명에 따른 단일-기능-층 스택 (14)의 구조를 도시하며, 특히 은 또는 은-함유 금속 합금 기반의 단일 기능층 (140)은 두 개의 반사방지 코팅 사이에 위치하고, 하부 반사방지 코팅 (120)은 기판 (30)의 방향으로 기능층 (140)의 아래에 위치하며, 상부 반사방지 코팅 (160)은 기판 (30)의 반대측에서 기능층 (140)의 위에 위치한다.
두 개의 반사방지 코팅 (120, 160)은 각각 적어도 하나의 유전층 (122, 123, 124, 126, 128; 162, 163, 164, 166, 168)을 포함한다.
선택적으로, 기능층 (140)은 한편으로는 하부 반사방지 코팅 (120)과 기능층 (140) 사이에 위치한 언더블로커 코팅(underblocker coating) (미도시) 상에 직접 증착될 수 있고, 다른 한편으로는 기능층 (140)은 기능층 (140)과 상부 반사방지 코팅 (160) 사이에 위치한 오버블로커(overblocker coating) 코팅 (150)의 아래에 직접 증착될 수 있다.
언더블로커 및/또는 오버블로커 층은 금속 형태로 증착되어 금속층으로 존재하지만, 이들의 기능 중 하나(특히, 오버블록커 층의 경우)가 기능층을 보호하기 위해 스택의 증착 과정에서 산화되는 것이므로 종종 산화된 층일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스택이 이중 글레이징 구조의 다중 글레이징 (100)에 사용되는 경우, 글레이징은 프레임 구조 (90)에 의해 함께 지지되며, 삽입된 가스-충전 공동 (15)에 의해 서로 분리된 두 개의 기판 (10, 30)을 포함한다.
따라서, 글레이징은 외부 공간 (ES)과 내부 공간 (IS)을 분리한다.
스택은 면 3 (건물로 들어오는 햇빛의 입사 방향과 가스-충전 공동을 마주한 면을 고려할 때, 건물 안쪽으로 가장 먼 시트 상의 면)에 배치될 수 있다.
도 2는 삽입된 가스-충전 공동 (15)과 접촉한 기판 (30)의 내부 면 (29) 상에 위치한 박층 (14)의 스택의 면 3 상의 배치를 나타내고 (이중 화살표로 도시된, 빌딩으로 들어오는 태양의 입사 방향), 기판 (30)의 다른 면 (31)은 내부 공간 (IS)과 접촉된다.
그러나, 이중 글레이징 구조에서, 기판 중 하나는 라미네이트된 구조를 나타내는 것으로 생각할 수도 있다.
증착된 층은 3가지 카테고리로 분류될 수 있다:
i- 가시광 영역의 전체 파장 범위에 걸쳐 n/k 비가 5보다 큰 값을 나타내는, 반사방지/유전체로 만들어진 층: 규소 질화물(silicon nitride) 기반의 층, 규소-지르코늄 질화물 기반의 층, 아연 산화물(zinc oxide) 기반의 층, 아연 주석 산화물 기반의 층, 티타늄 산화물 기반의 층, 티타늄-지르코늄 산화물 기반의 층, 규소 산화물 기반의 층 등;
ii- 적외선 영역 및/또는 태양광 복사 영역에서 반사 특성을 갖는 물질로 제조된 금속 기능층: 예를 들어, 은 기반의 층 또는 은으로 제조된 층: 은은 가시 영역의 전체 파장 범위에서 0 < n/k < 5를 나타내지만, 벌크 상태에서 전기 저항은 10-6Ω.cm 미만인 것으로 밝혀졌다;
iii- 스택의 증착 및/또는 열처리 동안에 기능층이 그의 본래 성질에 대하여 변형되는 것을 보호하기 위한 언더블로커 층 및 오버블로커 층; 이들 층의 굴절률은 스택의 광학적 정의에서 고려되지 않는다.
이하의 모든 실시예에서, 층을 구성하는 물질의 이름은 아래의 물질을 나타내며, 굴절률은 550 nm에서 측정됐다.
이름 물질 화학량론(Stoichiometry) 지수
SiN 알루미늄으로 도핑된 규소 질화물 Si3N4:Al 2.10
ZnO 산화 아연 ZnO 2.00
NiCr 니켈-크롬 합금 Ni0.8Cr0.2 -
SiZrN' 기존의(conventional) 규소-지르코늄 질화물 Six'Zry'Nz' with
5.0% ≤ y'/(y' + x') < 25.0%		 2.12 - 2.30
SiZrN Zr이 강화된 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz with
25.0% ≤ y/(y + x) = 40.0%		 2.31 - 2.60
SiZrN" Zr이 과도하게 강화된 규소-지르코늄 질화물 Six"Zry"Nz" with
y"/(y" + x") > 40.0%		 > 2.60
TiO 산화 티타늄 TiOb 2.44
TiZrO 티타늄-지르코늄 산화물 TicZrdO 2.38
SnZnO 아연-주석 산화물 SneZnfO 1.95
SiO 알루미늄으로 도핑된 이산화 규소 SiO2:Al 1.55
Ag Ag -
상기 표는 6번째 줄의 Zr이 강화된 규소-지르코늄 질화물이 2번째 줄의 알루미늄으로 도핑된 규소 질화물의 굴절률보다 높고, 5번째 줄의 기존의 지르코늄으로 도핑된 규소 질화물의 굴절률보다 높은 물질이라는 것을 보여준다.
Zr+Si에 대한 Zr의 원자 함량의 함수로서, 규소-지르코늄 질화물의 550 nm에서의 굴절률 및 청색 영역에서 물질의 흡수를 나타내는 380 nm에서의 흡수 계수가 각각 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 알루미늄 도핑은 굴절률 및 흡수 계수에 영향을 미치지 않는 것으로 생각된다.
도 3 및 4는 원자비 Zr/(Zr+Si)가 25.0% 내지 40.0%인 규소-지르코늄 질화물이 고-굴절율을 달성하면서, 청색 영역에서 낮은 흡수를 나타내는 것을 보여주며, 반사 시 지나친 적색 외관과 투과 시 지나친 황색 외관을 피할 수 있다.
25.0 내지 40.0%의 범위에서, 굴절률은 TiO2의 굴절률에 가깝다; 따라서, Zr이 강화된 규소-지르코늄 질화물은 TiO2를 대체할 수 있다; 흡수 계수는 TiO2의 흡수 계수보다 현저히 높지만 증가는 상대적으로 낮다.
27.0% 내지 37.0%의 범위에서, 굴절률은 TiO2의 굴절률과 거의 동일하며, 흡수 계수는 0.1에 매우 가깝고 이는 허용 가능한 값이다.
도 1과 관련하여, 박층 스택의 일반적인 구성과 함께, 일반적인 구성에서 각 층의 권장 재료 및 권장 두께의 범위가 아래의 표 3에 제시된다.
층 번호 코팅 물질 두께 (nm)
168 160 SiN 25.0 - 35.0
166 SiZrN 6.0 - 12.0
162 ZnO 3.0 - 8.0
150 NiCr 0 - 1.0
140 Ag 9.0 - 16.0
128 120 ZnO 3.0 - 8.0
126 SiZrN 10.0 - 30.0
124 SiZrN' 0 - 15.0
122 SiN 5.0 - 15.0
이들 구성에서, 두 개의 반사방지 코팅 (120 및 160)은 각각 Zr이 강화된 규소-지르코늄 질화물 기반의 SiZrN 층을 포함한다.
스택이 두 개의 반사방지 코팅의 각각에서 Zr이 강화된 규소-지르코늄 질화물을 기반로 하는 적어도 하나의 SiZrN 층을 포함할 때, Zr이 강화된 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz 기반의 층은 하부 반사방지 코팅 (120)에서 유일한 고-지수 층일 수 있다; 층의 광학적 두께는 하부 반사방지 코팅 (120)의 광학적 두께의 70.0% (y/(x+y)가 25.0%에 가까운 경우) 내지 50.0% (y/(x+y)가 40.0%에 가까운 경우) 일 수 있다.
그러나, 하부 반사방지 코팅 (120)이 몇몇 고-지수 층을 포함하는 것이 가능하다; 이 경우, 하부 반사방지 코팅 (120)에서, Zr이 강화된 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz 기반의 층은 하부 반사방지 코팅 (120)의 광학적 두께의 35.0% (y/(x+y)가 25.0%에 가까운 경우) 내지 25.5% (y/(x+y)가 40.0%에 가까운 경우) 일 수 있다: 다른 고-지수 층의 광학적 두께 (예를 들어, 기존 규소-지르코늄 질화물 기반의 SiZrN'으로 제조된 층), 또는 여러 층이 있는 경우 다른 고-지수 층들의 광학적 두께의 합이 각각 하부 반사방지 코팅 (120)의 광학적 두께의 35.0% 내지 25.0%를 나타낼 수 있다.
도 1과 관련하여, 박층 스택의 또 다른 일반적인 구성과 함께, 상기 일반적인 구성에서 각 층의 권장 재료 및 권장 두께의 범위가 아래의 표 4에 제시된다.
층 번호 코팅 물질 두께 (nm)
168 160 SiN 5.0 - 15.0
162 ZnO 3.0 - 8.0
150 NiCr 0 - 1.0
140 Ag 9.0 - 16.0
128 120 ZnO 3.0 - 8.0
126 SiZrN 10.0 - 30.0
124 SiZrN' 0 - 15.0
122 SiN 5.0 - 15.0
이러한 구성에서, 하부 반사방지 코팅 (120)만이 Zr이 강화된 규소-지르코늄 질화물 기반의 SiZrN 층 (126)을 포함한다; 상부 반사방지 코팅 (160)은 Zr이 강화된 규소-지르코늄 질화물 기반의 층을 포함하지 않는다.
이 경우, Zr이 강화된 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz 기반의 층은 하부 반사방지 코팅 (120)의 유일한 고-지수 층일 수 있다. 층의 광학적 두께는 하부 반사방지 코팅 (120)의 광학적 두께의 30.0% (y/(x+y)가 25.0%에 가까운 경우)) 내지 60.0% (y/(x+y)가 40.0%에 가까운 경우)이다.
그러나, 하부 반사방지 코팅 (120)이 몇몇 고-지수 층을 포함하는 것이 가능하다; 이 경우, Zr이 강화된 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz 기반의 층의 광학적 두께는 하부 반사방지 코팅 (120)의 광학적 두께의 15.0% (y/(x+y)가 25.0%에 가까운 경우)) 내지 30.0% (y/(x+y)가 40.0%에 가까운 경우)일 수 있다; 다른 고-지수 층의 광학적 두께 (예를 들어, 기존 규소-지르코늄 질화물 기반의 SiZrN'으로 제조된 층), 또는 여러 층이 있는 경우 다른 고-지수 층들의 광학적 두께의 합이 각각 하부 반사방지 코팅 (120)의 광학적 두께의 15.0% 내지 30.0%를 나타낼 수 있다.
아래의 모든 실시예에서 층의 증착(deposition) 조건은 다음과 같다:
층 채용된 타겟
(Target employed)		 증착 압력 가스
SiN Si:Al at 92:8 wt% 1.5Х10-3 mbar Ar/(Ar + N2) at 55%
ZnO Zn:O at 50:50 atom% 2Х10-3 mbar Ar/(Ar + O2) at 90%
NiCr Ni:Cr at 80:20 atom% 8Х10-3 mbar Ar at 100%
SiZrN' Si:Zr:Al at 78:17:5 atom% 2Х10-3 mbar Ar/(Ar + N2) at 45%
SiZrN Si:Zr:Al at 68:27:5 atom%
또는 at 58:37:5 atom%		 2Х10-3 mbar Ar/(Ar + N2) at 45%
SiZrN" Si:Zr:Al at 48:47:5 atom% 2Х10-3 mbar Ar/(Ar + N2) at 45%
TiO TiO2 2Х10-3 mbar Ar/(Ar + O2) at 95%
TiZrO TiZrO4 2Х10-3 mbar Ar/(Ar + O2) at 95%
SnZnO Zn:Sn at 64:36 atom% 2Х10-3 mbar Ar/(Ar + O2) at 50%
SiO2 Si:Al at 92:8 wt% 2Х10-3 mbar Ar/(Ar + O2) at 50%
Ag Ag 8Х10-3 mbar Ar at 100%
아래의 모든 실시예에서, 박층의 스택은 쌩-고벵에 의해 배포된 Planiclear 브랜드의 4 mm 두께의 맑은 소다-라임 유리로 제조된 기판에 증착된다.
실시예의 각 층 또는 코팅의 나노 미터 단위의 물리적 두께를 하기 표 6, 8, 10 및 11에 나타내었고, 실시예 1 내지 10에 관한 주요 데이터는 표 3과 결합된다.
표 6, 8, 10 및 11에서, "번호" 열은, 도 1의 구성과 관련하여, 층 번호를 나타내고, 2번째 열은 코팅을 나타낸다; 3번째 열은, "SiZrN", "SiZrN'" 및 "SiZrN"'로 제조된 층을 위해서 1번째 열의 층에 증착된 물질을 나타내고, 괄호 안의 값은 실시예의 층에 대해 원자비 Zr/(Zr+Si+Al)를 퍼센트로 나타낸다.
표 7, 9 및 12에서, 제시된 스택으로 코팅된 기판의 특성은, 각 실시예에 대해, 코팅된 기판을 650℃에서 10분 동안 템퍼링 열처리하고, 냉각한 뒤, 실시예 1~5에 대해 광원 D65 2°를 사용하고, 실시예 6~18에 대해 광원 D65 10°를 사용하여 측정하였다:
- LT, 가시 영역에서의 광 투과(luminous transmission), %,
- Ta* 및 Tb*, La*b* 시스템에서의 투과 시의 색,
- LRs, 가시 영역에서의 광 반사, %, 스택측(stack side),
- Rsa* 및 Rsb*, La*b* 시스템에서 반사되는 색상, 스택측,
- LRg, 가시 영역에서의 광 반사, %, 유리측(glass side),
- Rga* 및 Rgb*, La*b* 시스템에서 반사되는 색상, 유리측
-E: 방사율(emissivity).
실시예 1~5의 경우, "g"는 투명한 4-mm 유리로 만든 외부 기판, 아르곤으로 채워진 삽입된 16-mm 공간, 및 투명한 4-mm 유리로 만든 내부 기판으로 구성된 이중 글레이징 구성의 태양 계수 측정을 나타내고, 스택은 면 3 (즉, 삽입된 공간을 향한 내부 기판의 면) 상에 위치한다.
실시예 6~18의 경우, "g"는 투명한 4-mm 유리로 만든 외부 기판, 아르곤으로 채워진 삽입된 12-mm 공간, 투명한 4-mm 유리로 만든 중앙 기판, 아르곤으로 채워진 삽입된 12-mm 공간, 및 투명한 4-mm 유리로 만든 내부 기판으로 구성된 삼중 글레이징 구성의 태양 계수 측정을 나타내고, 스택은 면 2와 5 (즉, 삽입된 공간을 향한 외부 기판과 내부 기판의 면) 상에 위치한다.
실시예 1 2 3 4 5
번호
168 160 SiN 42.0 28.7 30.3 32.3 36.0
166 SiZrN - - 9.0
(27%)		 6.7
(37%)		 -
164 SiZrN'
또는 SiZrN"		 - 11.8
(17%)		 - - 3.8
(47%)
162 ZnO 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
150 NiCr 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
140 Ag 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0
128 120 ZnO 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
126 SiZrN - - 17.5
(27%)		 13.7
(37%)		 -
124 SiZrN' 또는 SiZrN" - 20.8
(17%)		 - - 8.7
(47%)
122 SiN 28.6 5.0 5.0 9.0 15.3
실시예 1 2 3 4 5
LT 78.3 80.9 72.4 82.8 81.9
Ta* -1.3 -1.2 -1.3 -1.5 -1.5
Tb* 5.1 4.6 4.9 5.2 5.7
LRs 13.3 10.6 8.4 7.8 8.3
Rsa* 2.9 2.6 2.4 2.2 2.3
Rsb* -14.8 -14.2 -12.1 -10.2 -9.5
LRg 16.2 13.3 11.1 10.5 11.2
Rga* 1.4 0.7 -0.5 -0.9 -1.0
Rgb* -12.5 -11.2 -8.0 -6.2 -5.8
E (%) 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2
g (%) 55.4 57.1 58.5 58.8 58.8
표 6 및 7의 제1 시리즈의 실시예들에서, 실시예 1은 특허 출원 EP 718 250에 개시된, 배리어 층을 포함하는 은 단일 층 low-e 스택 기술의 기본 예를 구성한다; 은으로 제조된 기능층 (140)은 산화 아연으로 제조된 습윤층 (128) 상에 직접 증착되고, NiCr로 제조된 오버블록커층 (150)은 기능층 (140)의 바로 위에 제공되며, 그 다음에 산화 아연으로 제조된 다른 층 (162)이 제공된다. 이 조립체는 규소 질화물 기반의 하부 배리어 층 (122) 및 규소 질화물 기반의 상부 배리어 층 (168)에 의해 프레임화 된다.
실시예 1은 78% 정도의 높은 광 투과 LT 및 2% 정도의 낮은 방사율 E를 보여준다; 이중 글레이징에서 태양 계수 g는 55% 정도로 적당하고, 특히, Tb*가 5.0에 가까우므로(투과 색이 너무 노랗지 않다는 것을 의미) 일부 비색 데이터는 만족스럽다; 한편, 일부 비색 데이터는 만족스럽지 않다: Rsa*가 너무 높고, 이는 스택측 상의 반사색이 지나치게 붉다는 것을 의미한다.
실시예 2는 광 투과 LT가 증가하므로 실시예 1의 기본 기술에 비해 개선되었으며, 이에 따라 동일한 이중 글레이징 구조에서 태양 계수가 증가된다. 물론, 기능층이 동일한 두께를 나타내고 동일한 층에 의해 직접 프레임되므로 방사율은 유지된다. Tb*는 5.0에 가까우며 만족스럽고, Rsa*는 2.5에 가까우며 만족스럽다.
이것은, 한편으로는 하부 배리어 층 (122)의 일부가 고-지수 및 배리어 층 (124)으로 대체되고, 다른 한편으로는 상부 배리어 층 (168)의 일부가 고-지수 및 배리어 층 (164)으로 대체되기 때문에 얻어진다.
실시예 2는 광 투과가 82% 이상으로 매우 높으면 태양 계수가 더 높을 수 있다는 점에서 개선될 수 있다.
실시예 3은 매우 높은 광 투과로 58% 이상의 높은 태양 계수를 달성할 수 있다는 점에서 개선되었다. 방사율은 물론 유지되며, Tb*가 5.0에 가깝고 Rsa*가 2.5에 가까우므로 비색 데이터도 만족스럽다.
실시예 4는 또한 실시예 3보다 더 높은 매우 높은 광 투과로 인해 개선을 이루며, 59%에 가까운 태양 계수를 달성하는 것이 가능하다. 방사율은 물론 유지되며 Tb*가 5.0에 가깝고 Rsa*가 2.5에 가까우므로 비색 데이터도 만족스럽다.
실시예 5는 보다 낮은 광 투과 및 더 낮은 태양 계수를 보이기 때문에 실시예 4에 대해 개선되지 않았다.
실시예 5는 매우 높은 광 투과를 보이며 높은 태양 계수를 얻을 수 있지만, Tb*가 5.0에서 너무 멀어 실시예 2에 비해 개선되지 않는다.
제2 시리즈의 실시예들에서, 참조예 6은 제1 시리즈의 실시예 1과 유사하고, 동일한 층 시퀀스를 가지지만, 제1 시리즈보다 얇은 기능층을 가지도록 선택된다.
실시예 6 7 8 9 10
번호
168 160 Si3N4 35.0 37.0 38.8 38.8 38.0
162 ZnO 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
150 NiCr 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
140 Ag 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8
128 120 ZnO 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
126 SiZrN - - 19.4
(27%)		 13.6
(37%)		 -
124 SiZrN' 또는 SiZrN" - 29.2
(17%)		 - - 8.7
(47%)
122 Si3N4 34.4 5.4 16.0 24.4 31.1
실시예 6 7 8 9 10
LT 88.6 89.2 88.9 88.9 88.7
Ta* -0.9 -1.0 -1.1 -1.3 -1.2
Tb* 2.0 1.6 2.2 2.5 2.8
LRs 4.7 4.5 4.6 4.6 4.5
Rsa* 2.6 2.1 2.0 1.9 1.9
Rsb* -12.0 7.8 -6.5 -6.2 -6.0
LRg 5.9 5.3 5.5 5.4 5.4
Rga* 1.7 0.9 -0.5 -0.5 -0.3
Rgb* -12.9 -8.2 -5.0 -5.1 -6.1
E (%) 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2
g (%) 55.8 57.1 57.5 57.4 57.2
표 8 및 표 9의 제 2 시리즈의 실시예들에서, 실시예 6은 높은 광 투과 LT 및 낮은 방사율 E을 나타내고; 실시예에 따른 두 개의 스택을 갖는 삼중 글레이징(한 스택은 면 2 상에 위치하고, 다른 스택은 면 5 상에 위치)으로서의 태양 계수 g는 55% 정도로 적당하고, 특히 Tb*가 2.0에 가까우므로(투과 색이 너무 노랗지 않다는 것을 의미) 일부 비색 데이터는 만족스럽다; 한편, 일부 비색 데이터는 만족스럽지 않다: Rsa*가 너무 높고, 이는 스택측 상의 반사색이 지나치게 붉다는 것을 의미한다.
실시예 7은 발광 투과 LT가 증가하므로 실시예 6의 기술에 비해 개선되었으며, 이로 인해 동일한 삼중 글레이징 구성에서 태양 계수가 증가된다. 물론, 기능층이 동일한 두께를 나타내고 동일한 층에 의해 직접 프레임되므로 방사율은 유지된다. Tb*는 감소하며 만족스럽고, Rsa*는 2.0에 가까우며 만족스럽다.
이는 하부 배리어 층 (122)의 일부가 고-지수 및 배리어 층 (124)으로 대체되었기 때문에 얻어진다.
실시예 7은 태양 계수가 더 높아질 수 있다는 점에서 개선될 수 있다.
실시예 8은 또한 실시예 6보다 더 높은 매우 높은 광 투과로 인해 개선되었다; 실시예 7만큼 높지는 않지만, 실시예 7보다 더 큰 태양 계수를 달성할 수 있다. 방사율은 물론 유지되며 Tb*가 2.0에 가깝고 Rsa*가 2.0에 가까우므로 비색 데이터도 만족스럽다.
실시예 9는 광 투과가 실시예 8만큼 높고 태양 계수가 실시예 8만큼 높기 때문에 실시예 6 및 7에 대하여 개선되었다. 방사율은 물론 유지되며, 실시예 8과 비교하여 멀어지긴 하지만, Tb*가 2.0에 가깝고 Rsa*가 2.0에 가까우므로 비색 데이터도 만족스럽다.
실시예 10은 더 낮은 광 투과 및 더 낮은 태양 계수를 나타내므로, 실시예 9에 비해 개선되지 않았다.
실시예 10은 높은 광 투과를 나타낼지라도 Tb*는 실시예 6에서 얻어진 값인 2.0으로부터 너무 멀리 떨어져 있으므로, 실시예 7에 비해 개선되지 않았다.
실시예 3 11 12 13 14
번호
168 160 SiN 30.3 30.3 30.0 30.0 18.0
166
 SiZrN
9.0
(27%)		 -
 -
 -
 -
164 SiZrN"
 -
 9.0
(47%)		 -
 -
 -
TiOx - - 9.0 - -
TiZrOx - - - 9.0 -
163 SnZnO - - - - 22.0
162 ZnO 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
150 NiCr 1.0 1.0 1.0 1.0 -
140 Ag 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0
128 120 ZnO 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
126 SiZrN
17.5
(27%)		 -
 -
 -
 -
124 TiOx - 18.0 18.0 - -
TiZrOx - - - 18.0 19.0
123 SnZnO - - - - 10.0
122 SiN 5.0 15.3 15.3 15.3 -
표 10의 제3 시리즈의 실시예들에서, 선행 실시예 3이 참조로서 선택되고, 실시예 11~14는 열 처리 후에 실시예 3과 동일한 광학 특성을 얻도록 설계되었다; 이것이 이들 데이터가 표시되지 않는 이유이다.
실시예 14는 국제 특허 출원 WO 2014/191472의 개시에 기초한 예이다.
실시예 11~14는 650℃의 열처리를 10분간 견디지 못한다: 실시예 11은 0.5 미크론 정도의 폭을 갖는 별 모양의 흠을 가진 다수의 큰 결함을 나타내고; 실시예 12는 매우 현저한 헤이즈 및 0.1 마이크론 정도의 많은 미세 결함을 나타낸다; 실시예 13 및 14는 헤이즈를 나타내지 않지만 0.1 미크론 정도의 많은 미세 결함을 나타낸다; 실시예 3만이 큰 결함, 미세 결함 및 헤이즈가 없다.
실시예 7 15 16 17 18
번호
169 160 SiO - 30.0 30.0 30.0 30.0
168 Si3N4 37.0 26.4 27.1 13.1 13.0
166 SiZrN -
 -
 - -
 13.0
(27%)
164 SiZrN' - -
 - 13.0
(17%)		 -
162 ZnO 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
150 NiCr 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
140 Ag 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8
128 120 ZnO 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
126
 SiZrN
-
 -
 19.1
(27%)		 -
 21.1
(27%)
124 SiZrN'
 29.2
(17%)		 19.6
(17%)		 - 21.5
(17%)		 -
122 Si3N4 5.4 15.5 14.0 16.4 15.0
실시예 7 15 16 17 18
LT 89.2 88.8 89.2 89.0 89.3
Ta* -1.0 -1.2 -1.4 -1.4 -1.8
Tb* 1.6 1.7 1.9 2.4 2.7
LRs 4.5 4.6 4.4 4.7 4.7
Rsa* 2.1 2.1 2.0 2.0 2.0
Rsb* 7.8 -8.3 -7.1 -9.4 -6.8
LRg 5.3 5.9 5.5 5.9 5.7
Rga* 0.9 0.7 0.4 1.2 1.0
Rgb* -8.2 -6.5 -4.4 -8.7 -6.6
E (%) 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2
g (%) 57.1 57.4 58.1 57.9 58.7
표 11~12의 제4 시리즈의 실시예들에서, 선행 실시예 7이 참조로 사용된다. 실시예 15 및 17은 각각 기능층 (140) 위의 유전체 코팅 내로 저-지수의 유전체 물질로 제조된 층, 즉 SiO로 제조된 층 (169)을 삽입하여 실시예 7에 대해 개선된다. 또한, 실시예 17의 경우, 기능층 (140) 위에 놓인 유전체 코팅은 고-지수의 유전체 물질로 제조된 층, 즉 SiZrN' (즉 종래의 규소-지르코늄 질화물)으로 만들어진 층 (164)을 포함한다.
상기 층 (169)은 더 높은 태양 계수의 획득에 기여한다; 표 12에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 15는 전술한 삼중 글레이징 구성에서 실시예 7에 비해 태양 계수 g가 0.3% 증가된 것을 나타내고, 실시예 17은 전술한 삼중 글레이징 구성에서 실시예 7에 비해 태양 계수 g가 0.8% 증가된 것을 나타낸다.
실시예 16은 본 발명에 따른 실시예를 구성하며, 실시예 15에 비해 개선되었다: 고-지수의 유전체 물질 층, 즉 SiZrN'로 제조된 층 (126)을 더 높은-지수의 유전체 물질 층, 즉 Zr이 강화된 규소-지르코늄 질화물 SiZrN으로 제조된 층 (128)으로 대체함으로써, 실시예 7에서 발견된 매우 높은 광 투과를 획득하여 동일한 삼중 글레이징 구성에서 실시예 15에 비해 태양 계수를 0.7% 더 증가시킬 수 있다.
실시예 18은 본 발명에 따른 실시예를 구성하며, 실시예 17에 비해 개선되었다: 고-지수의 유전체 물질 층, SiZrN'으로 만들어진 층 (164)을 더 높은-지수의 유전체 물질 층, 즉 Zr이 강화된 규소-지르코늄 질화물 SiZrN으로 제조된 층 (166)으로 대체함으로써, 매우 높은 광 투과를 획득하여 동일한 삼중 글레이징 구성에서 실시예 17에 비해 태양 계수를 0.8% 더 증가시킬 수 있다.
실시예 15~18은 두께가 30nm인 저-지수 유전층, 즉 층 (169)로 구성된다: 이 두께는 태양 계수를 개선시키는 바람직한 효과와 층의 증착 용이성 사이에서 유리한 선택을 구성한다. 저-지수 유전층의 두께를 15.0 내지 60.0 nm로 하는 다른 솔루션도 허용 가능하다. 저-지수 유전층의 두께를 55.0nm로 선택시, 예를 들어 태양 계수가 0.3% 더 증가한다.
또한, 표 7, 9 및 12는 실시예들이 기대 관점에서 허용 가능한 광학 특성, 특히 스택측 또는 유리측 상의 투과 및 반사 모두에서 낮은 착색을 나타내며, 스택측 LR 및 유리측 LRg 모두에서 가시 영역에서의 낮은 광 반사를 나타내는 것을 보인다.
또한, 모든 경우에서, Al 5 원자%와 Zr 27.0 원자% 내지 29.0 원자% 당 Si 68.0 원자% 내지 66.0 원자%의 타겟을 사용하여 테스트가 수행되었으며, 이것은 Zr 대 Al+Si+Zr의 원자비 y/(w+x+y)의 범위가 27.0% 내지 29.0%인 것에 해당한다; 타겟은 질소-함유 분위기에서 스퍼터링 된다.
테스트들은 550 nm에서 2.37 내지 2.42의 굴절률을 갖는 층을 획득하는 것이 가능하다는 것을 보였으며, 이들 굴절귤은 특히 바람직하다.
획득된 낮은 시트 저항 및 우수한 광학 특성 (특히, 가시 영역에서의 광 투과)로 인해, 본 발명에 따른 스택으로 코팅된 기판을 사용하여 투명 전극 기판을 제조할 수 있다.
일반적으로, 투명 전극 기판은 가열 글레이징, 전기채색 글레이징, 디스플레이 스크린, 또는 광전지 셀 (또는 패널), 및 특히 투명 광전지 셀 백시트(backsheet)에 적합할 수 있다.
본 발명은 전술한 텍스트에서 예로 기재된 것이다. 당업자는 청구 범위에 의해 정의된 특허 범위를 벗어나지 않고도 본 발명의 다른 대안 형태를 생성할 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (17)

  1. 적외선 영역 및/또는 태양광 복사 영역에서 반사 특성을 갖는, 특히 은 또는 은-함유 금속 합금 기반의, 단일 금속 기능층 (140), 및 두 개의 반사방지 코팅 (120, 160)을 포함하는 박층 스택(stack)의 주 표면(main face) 상에 제공되며, 각 반사방지 코팅은 적어도 하나의 유전층(122, 128; 162, 168)을 포함하고, 상기 기능층 (40)은 상기 두 개의 반사방지 코팅 (20, 60) 사이에 위치하는, 투명 기판 (30)에 있어서, 상기 기판 (30)과 상기 기능층 (140) 사이에 위치한 적어도 하나의 상기 반사방지 코팅 (120), 확실하게 두 개의 반사방지 코팅 (120, 160) 모두에서도, 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 25.0% 내지 40.0%, 확실하게 26.32% 내지 37.5%, 확실하게 27.0% 내지 37.0%의 Zr 대 Si+Zr의 원자비 y/(x+y)로 포함하는 층 (126, 166)을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 기판 (30).
  2. 제1항에 있어서,
    규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 상기 층 (126, 166)은 질화 z가 4/3(x+y) 내지 5/3(x+y)인 것을 특징으로 하는 기판 (30).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 상기 층 (126, 166)은 산소를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 기판 (30).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 (30)과 상기 기능층 (140) 사이에 위치한 반사방지 코팅 (120)은 지르코늄-프리 규소 질화물을 포함하는 층 (122)을 더 포함하고, 상기 지르코늄-프리 규소 질화물을 포함하는 층 (122)은 바람직하게는 상기 기판 (30)과 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 상기 층 (126) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 (30).
  5. 제4항에있어서,
    지르코늄-프리 규소 질화물을 포함하는 상기 층 (122)은 두께가 5.0 내지 25.0 nm, 확실하게 15.0 내지 20.0 nm인 것을 특징으로 하는 기판 (30).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 (30)의 반대측 상에서 상기 기능층 (140)의 상부에 위치한 상기 반사방지 코팅 (160)은 지르코늄-프리 규소 질화물을 포함하는 층 (168)을 더 포함하고, 지르코늄-프리 규소 질화물을 포함하는 상기 층 (168)은 바람직하게는 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 상기 층 (166)의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 (30).
  7. 제6항에 있어서,
    지르코늄-프리 규소 질화물을 포함하는 상기 층 (168)은 두께가 25.0 내지 35.0 nm인 것을 특징으로 하는 기판 (30).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 (30)의 반대측 상에서 상기 기능층 (140)의 상부에 위치한 상기 반사방지 코팅 (160)은, 특히 산화 규소 기반의, 저-지수(index)의 유전체로 제조된 층 (169)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 (30).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    산화 아연 기반의 층이 상기 기능층 (140)의 하부에 접촉하며 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 (30).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 (30)과 상기 기능층 (140) 사이에 위치하며, 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 상기 층 (126)은 두께가 10.0 내지 30.0 nm인 것을 특징으로 하는 기판 (30).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 (30)의 반대측 상에서 상기 기능층 (140)의 상부에 위치하며, 규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 상기 층 (166)은 두께가 6.0 내지 12.0 nm인 것을 특징으로 하는 기판 (30).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 기판 (30)을 포함하며, 선택적으로 적어도 하나의 다른 기판과 조합되는 글레이징(100).
  13. 제12항에 있어서,
    모노리식(monolithic) 유닛으로, 또는 이중 글레이징, 삼중 글레이징 또는 라미네이트된 글레이징 타입의 다중 글레이징 유닛으로 장착되고, 적어도 상기 스택을 적재한 상기 기판은 굽히고/거나 템퍼링되는 것을 특징으로 하는 글레이징 (100).
  14. 가열 글레이징, 전기채색 글레이징, 조명 장치, 디스플레이 장치 또는 광전지 패널의 투명 전극을 제조하기 위한, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 기판의 용도.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 기판을 제조하는 방법으로서,
    규소-지르코늄 질화물 SixZryNz를 포함하는 상기 층 (126, 166)은, 질소-함유 분위기에서, Zr 대 Si+Zr의 원자비 y/(x+y)가 25.0% 내지 40.0%, 확실하게 26.32% 내지 37.5%, 확실하게 27.0% 내지 37.0%인 타겟을 스퍼터링 함으로써 제조되는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 분위기는 산소를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 따른 방법을 실시하기 위한 것으로서, Zr 대 Si+Zr의 원자비 y/(x+y)가 25.0% 내지 40.0%, 확실하게 26.32% 내지 37.5%, 확실하게 27.0% 내지 37.0%인 타겟.
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