KR20200105870A - 태양광 제어 코팅 및 태양광 제어 코팅의 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 코팅된 물품은, 기판 및 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 적용된 코팅을 포함한다. 상기 코팅은, 원소 주기율표의 3족 내지 15족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물로부터 형성된 하나 이상의 금속 층을 포함한다. 또한, 전자기 에너지를 흡수할 수 있는 캡슐뿐만 아니라, 안티몬-도핑된 주석 산화물 코팅 층의 형성 방법도 개시된다.
Description
본 발명은 태양광 제어 코팅 및 상기 코팅의 형성 방법에 관한 것이다.
건축 용도, 자동차 용도, 가전 제품 등을 비롯한 다양한 용도에 사용되는 기판은 전형적으로 기능적 및/또는 심미적 코팅으로 코팅된다. 예를 들어, 태양광 제어 코팅은 통상적으로 광을 반사 및/또는 흡수하기 위해 투명한 건축 및 자동차 기판에 적용된다. 예를 들어, 태양광 제어 코팅은 전형적으로, 차량 또는 건물에 도입되는 태양 에너지의 양을 감소시키기 위해 특정 범위의 전자기 복사선을 차단 또는 여과하는데 사용된다. 이러한 태양 에너지 투과율의 감소는 차량 또는 건물의 냉각 유닛에 대한 에너지 부하를 줄이는 것을 돕는다.
태양광 제어 코팅은, 화학적 증착("CVD"), 분무 열분해 및 마그네트론 스퍼터링된 진공 침착("MSVD")을 비롯한 다양한 기술을 사용하여 다양한 기판(예컨대, 유리 기판)에 적용될 수 있다. MSVD 공정은, 더 광범위한 기판 상에 더 얇은 두께로 침착되는 코팅 물질의 선택을 더 넓게 하기 때문에, 하나 이상의 코팅 층을 포함하는 복합 코팅에 특히 적합하다. 그러나, MSVD는 하나 이상의 코팅 층을 포함하는 복합 코팅을 침착시키기에 바람직한 기술이지만, 몇몇 물질은 MSVD를 사용해서는 적절히 침착되지 않는다. 특히, 안티몬-도핑된 주석 산화물은, 80% 산소 및 20% 아르곤 환경 내의 MSVD에 의해 침착되고 이어서 가열되는 경우, 가시광을 흡수하지 않는 박형 필름을 형성한다.
따라서, 특정 범위의 전자기 복사선을 차단하거나 여과하는 새로운 태양광 제어 코팅을 제공하는 것이 바람직하다. 개선된 태양광 제어 특성을 제공하는 특정 물질로부터 형성된 태양광 제어 코팅의 적용 방법을 제공하는 것이 또한 바람직하다.
본 발명은, 기판 및 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 적용된 코팅을 포함하는 코팅된 물품에 관한 것이다. 상기 코팅은, 원소 주기율표의 3족 내지 15족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물을 포함하는 하나 이상의 금속 층을 포함한다. 예를 들어, 상기 금속 층은 원소 주기율표의 4족 내지 14족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 상기 은 화합물은, 주석, 철, 크롬, 코발트, 니켈, 망간, 구리, 금, 아연 또는 이들의 조합물로부터 선택되는 금속으로 도핑된다. 도핑된 상기 은 화합물은, 도핑된 은 화합물의 총 고형분 중량을 기준으로 50% 이상의 은을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 코팅은, 상기 금속 층이 2개의 별개의 유전 층 사이에 배치되도록 2개 이상의 별개의 유전 층을 추가로 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 하나 이상의 프라이머 층이 상기 금속 층 위쪽에 적용된다. 상기 프라이머 층은, 티타늄, 니켈과 크롬을 함유하는 합금, 규소, 규소 이산화물, 규소 질화물, 규소 산소질화물, 니켈-크롬, 지르코늄, 알루미늄, 규소와 알루미늄의 합금, 코발트와 크롬을 함유하는 합금, 또는 이들의 조합물을 포함하는 물질로부터 형성될 수 있다.
상기 금속 층은 또한 연속 금속 층 또는 불연속 층을 포함할 수 있다. 상기 코팅은 또한 하나 이상의 추가의 금속 층을 포함할 수 있다. 상기 추가의 금속 층은, 금, 구리, 은, 알루미늄 또는 이들의 조합물을 포함하는 물질로부터 형성될 수 있다. 또한, 몇몇 예에서, 상기 기판은 유리, 예컨대 절연 유리 유닛이다.
본 발명의 코팅은 또한, 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 1 유전 층; 상기 제 1 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 1 금속 층; 상기 제 1 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 유전 층; 상기 제 2 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 금속 층; 및 상기 제 2 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 3 유전 층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 금속 층들 중 적어도 하나는, 원소 주기율표의 3족 내지 15족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물을 포함하는 물질로부터 형성된다. 또한, 상기 금속 층들 중 적어도 하나는 연속 금속 층 또는 불연속 금속 층일 수 있다. 몇몇 예에서, 상기 제 3 유전 층 위쪽에 제 3 금속 층이 형성되고, 상기 제 3 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 제 4 유전 층이 형성된다. 또한, 상기 금속 층들 중 적어도 하나 위쪽에 하나 이상의 프라이머 층이 형성될 수 있다.
본 발명은 또한, 기판 및 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 적용된 코팅을 포함하는 코팅된 물품을 포함하며, 이때 상기 코팅은 하나 이상의 금속 층 및 하나 이상의 유전 층을 포함한다. 또한, 상기 유전층들 중 적어도 하나는,제 1 규소 질화물 필름, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층, 및 상기 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 규소 질화물 필름을 포함하는 캡슐을 포함한다.
상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층은, 상기 코팅을 통과하는 전자기 복사선의 적어도 일부를 흡수하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층은, 티타늄, 규소, 규소 이산화물, 니켈-크롬 합금, 지르코늄, 알루미늄, 규소와 알루미늄의 합금, 코발트와 크롬을 함유하는 합금, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층은 니켈-크롬 합금, 코발트와 크롬을 함유하는 합금, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 또한, 상기 금속 층들 중 적어도 하나는 불연속 금속 층 및/또는 연속 금속 층일 수 있다. 상기 금속 층은 또한, 아산화물(sub-oxide) 또는 아질화물(sub-nitride)일 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 층은 규소 아질화물, 니켈 아질화물 또는 규소-니켈 아질화물일 수 있다.
상기 코팅된 물품은 오버코트를 추가로 포함할 수 있다. 상기 오버코트는 제 1 규소 질화물 필름, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층, 및 상기 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 규소 질화물 필름을 포함하는 캡슐을 포함할 수 있다.
본 발명은, 기판 및 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 적용된 코팅을 포함하는 코팅된 물품을 또한 포함할 수 있으며, 이때 상기 코팅은, 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 1 유전 층; 상기 제 1 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 1 금속 층; 상기 제 1 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 유전 층; 상기 제 2 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 금속 층; 상기 제 2 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 3 유전 층; 및 상기 제 3 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 오버코트를 포함한다. 또한, 상기 유전 층 및/또는 상기 오버코트 중 적어도 하나는, 제 1 규소 질화물 필름, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층, 및 상기 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 규소 질화물 필름을 포함하는 캡슐을 포함한다.
상기 코팅은, 상기 제 3 유전 층 위쪽에 형성된 제 3 금속 층, 및 상기 제 3 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 4 유전 층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 예에서, 상기 오버코트는 상기 제 4 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된다.
본 발명은 또한, 기판 위쪽에 안티몬-도핑된 주석 산화물 코팅 층을 형성하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, (a) 산소 및 비활성 기체를 포함하는 기체 대기 내에서, MSVD 코팅기를 사용하여, 안티몬-도핑된 주석 산화물을 기판에 적용하는 단계로서, 상기 기체 대기는 15% 이상의 산소를 포함하는, 단계; 및 (b) 코팅된 상기 기판을 상기 기판의 연화점 초과로 가열하는 단계를 포함한다. 몇몇 예에서, 상기 기체 대기는 15% 산소 내지 25% 산소를 포함한다. 또다른 예에서, 상기 기체 대기는 25% 초과의 산소를 포함한다. 또한, 본 방법에서 사용되는 비활성 기체는 아르곤일 수 있다.
또한, 상기 안티몬-도핑된 주석 산화물은, 안티몬-도핑된 주석 산화물의 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 80 중량%의 주석 산화물을 포함할 수 있다. 여기서 안티몬 대 주석 산화물의 비는 또한 40:60 내지 60:40의 안티몬 대 주석 산화물의 중량비 범위 내에서 선택될 수 있다.
상기 방법은 또한 다양한 조건 하에 수행된다. 예를 들어, 상기 안티몬-도핑된 주석 산화물은 1 mTorr 내지 3 mTorr 범위의 압력 및 실온에서 적용될 수 있다. MSVD 장치의 전압은 또한 산소 백분율을 제공하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 기체 대기가 전이 모드로 유지되도록 전압을 선택할 수 있다.
몇몇 예에서, 상기 기판은 유리이고, 코팅된 기판은 800℉ 이상의 온도로 가열된다. 또한, 상기 안티몬-도핑된 주석 산화물 코팅 층은 3% 이상의 가시광을 흡수할 수 있다. 상기 안티몬-도핑된 주석 산화물 코팅 층은 또한 중성 광(neutral light) 및/또는 청색 광을 투과시킬 수 있다.
본원에서 사용되는 "왼쪽", "오른쪽", "내부", "외부", "초과", "미만" 등과 같은 공간적 또는 방향적 용어는, 도면에 도시되는 바와 같이, 본 발명에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 다양한 대안적인 방향을 취할 수 있으며, 따라서 이러한 용어는 제한적인 것으로 간주되지 않음을 이해해야 한다. 또한, 본원 명세서 및 청구범위에서 사용되는 치수, 물리적 특성, 공정 매개변수, 성분의 양, 반응 조건 등을 나타내는 모든 수치는 모든 경우 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 하기 명세서 및 청구 범위에 제시되는 수치는 본 발명에 의해 수득되고자 하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 적어도, 및 청구 범위에 대한 균등론의 적용을 제한하지 않으려는 시도로서, 각각의 수치 값은 보고된 유효 자릿수에 비추어 및 일반적인 반올림 기법을 적용하여 해석되어야 한다. 또한, 본원에 개시된 모든 범위는 시작과 끝 범위의 값 및 그 안에 포함된 임의의 모든 하위 범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 언급된 "1 내지 10" 범위는, 최소값 1과 최대값 10 사이(및 끝값 포함)의 임의의 및 모든 하위 범위(즉, 최소값 1 이상으로부터 시작하고 최대값 10 이하로 끝나는 모든 하위 범위, 예를 들어 1 내지 3.3, 4.7 내지 7.5, 5.5 내지 10 등)를 포함하는 것으로 간주되어야 한다. 또한, 본원에서 사용되는 용어 "위쪽에 형성된", "위쪽에 침착된" 또는 "위쪽에 제공된"은, 표면 상에 형성되거나 침착되거나 제공되지만 표면과 반드시 접촉할 필요는 없음을 의미한다. 예를 들어, 기판 "위쪽에 형성된" 코팅 층은, 형성된 코팅 층과 기판 사이에 배치되는 동일하거나 상이한 조성의 하나 이상의 다른 코팅 층 또는 필름의 존재를 배제하지 않는다.
추가적으로, 본원에서 참조된 모든 문서(예컨대, 비제한적으로, 허여된 특허 및 특허 출원)는 그 전체가 "참고로 인용되는" 것으로 간주되어야 한다. 본원에 사용되는 용어 "필름"은, 목적하는 또는 선택된 코팅 조성물의 코팅 영역을 지칭한다. "층"은 하나 이상의 "필름"을 포함할 수 있고, "코팅" 또는 "코팅 스택"은 하나 이상의 "층"을 포함할 수 있다. 용어 "임계 두께"는, 상기 두께 초과에서는 코팅 물질이 연속적 비-개입된 층을 형성하고, 상기 두께 미만에서는 코팅 물질이 연속 층보다는 코팅 물질의 불연속 영역 또는 섬(island)을 형성하는 두께를 의미한다. 용어 "아임계 두께"는, 코팅 물질이 코팅 물질의 단리되고 비-연결된 영역을 형성하도록 하는 임계 두께 미만의 두께를 의미한다. 용어 "섬"은, 코팅 물질이 연속 층이 아니며, 오히려 상기 물질이 침착되어 단리된 영역 또는 섬을 형성함을 의미한다.
용어 "규소 질화물"은, 규소 원자와 질소 원자를 갖는 화합물을 의미하고 이를 포함한다. 이는 화학량론적 양의 규소 및 질소를 포함할 수 있고(예를 들어, Si3N4 또는 SiyNz, 이때 2.9≤y≤3.1, 3.9≤z≤4.1), 알루미늄을 추가로 포함할 수 있다(즉, SixAlyNz). 이는 또한, 비-화학량론적 양의 규소 및 질소를 포함한다(예컨대, SiyNz, 이때 0.5≤y≤3.1, 0.5≤z≤4.1).
용어 "금속" 및 "금속 산화물"은, 전통적으로 인정된 금속 및 금속 산화물뿐만 아니라, 비록 규소는 통상적으로 금속으로 간주되지 않을 수 있지만, 규소 및 실리카도 각각 포함한다.
하기 상세한 설명의 목적을 위해, 본 발명은, 달리 명시적으로 규정된 경우를 제외하고는, 다양한 대안적인 변형 및 단계 순서를 취할 수 있음을 이해해야 한다. 더욱이, 임의의 작업 실시예 이외에, 또는 달리 제시되는 경우, 예를 들어, 명세서 및 청구 범위에서 사용되는 성분의 양을 나타내는 모든 수치는 모든 경우에 용어 "약"으로 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 하기 명세서 및 첨부된 청구 범위에 개시되는 수치 매개변수는 본 발명에 의해 수득되는 목적하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다. 적어도, 및 청구 범위에 대한 균등론의 적용을 제한하지 않으려는 시도로서, 각각의 수치 매개변수는 보고된 유효 자릿수에 비추어 및 일반적인 반올림 기법을 적용하여 해석되어야 한다.
본 발명의 넓은 범위를 개시하는 수치 범위 및 매개변수가 근사치임에도 불구하고, 특정 실시예에서 제시되는 수치는 가능한 한 정확하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은, 이의 각각의 시험 측정에서 확인되는 표준 편차로부터 필수적으로 발생하는 특정 오차를 본질적으로 함유한다.
또한, 본원에 인용된 임의의 수치 범위가 이에 포함된 모든 하위 범위를 포함함을 이해해야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 범위는, 언급된 최소값 1과 언급된 최대값 10 사이(및 끝값 포함)의 모든 하위 범위를 포함하는(즉, 1 이상의 최소값 및 10 이하의 최대값을 갖는) 것으로 의도된다.
본원에서, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 단수의 사용은 복수를 포함하고, 복수는 단수를 포함한다. 또한, 본원에서, 비록 "및/또는"이 특정 경우에 명시적으로 사용될 수 있지만, "또는"의 사용은, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, "및/또는"을 의미한다. 또한, 본원에서, "하나"의 사용은, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, "적어도 하나"를 의미한다.
또한, 본원에 사용되는 용어 "위쪽에 형성된", "위쪽에 침착된" 또는 "위쪽에 제공된"은, 표면 상에 형성되거나 침착되거나 제공되지만 표면과 반드시 접촉할 필요는 없음을 의미한다. 예를 들어, 기판 "위쪽에 형성된" 코팅 층은, 형성된 코팅 층과 기판 사이에 배치되는 동일하거나 상이한 조성의 하나 이상의 다른 코팅 층 또는 필름의 존재를 배제하지 않는다.
또한, 용어 "중합체" 또는 "중합체성"은, 올리고머, 단독 중합체, 공중합체 및 삼원 공중합체, 예를 들어 2개 이상의 유형의 단량체 또는 중합체로부터 형성된 중합체를 포함한다. 용어 "가시광 영역" 또는 "가시광"은, 380 nm 내지 800 nm 범위의 파장을 갖는 전자기 복사선을 지칭한다. 용어 "적외선 영역" 또는 "적외선 복사선"은, 800 nm 초과 내지 100,000 nm 범위의 파장을 갖는 전자기 복사선을 지칭한다. 용어 "자외선 영역"또는 "자외선"은, 300 nm 내지 380 nm 미만의 파장을 갖는 전자기 에너지를 의미한다.
본원에서 용어 "필름"은, 목적하는 또는 선택된 코팅 조성물의 코팅 영역을 지칭한다. "층"은 하나 이상의 "필름"을 포함할 수 있고, "코팅" 또는 "코팅 스택"은 하나 이상의 "층"을 포함할 수 있다. 용어 "임계 두께"는, 상기 두께 초과에서는 코팅 물질이 연속적 비-개입된 층을 형성하고, 상기 두께 미만에서는 코팅 물질이 연속 층보다는 코팅 물질의 불연속 영역 또는 섬(island)을 형성하는 두께를 의미한다. 용어 "아임계 두께"는, 코팅 물질이 코팅 물질의 단리되고 비-연결된 영역을 형성하도록 하는 임계 두께 미만의 두께를 의미한다. 용어 "섬"은, 코팅 물질이 연속 층이 아니며, 오히려 상기 물질이 침착되어 단리된 영역 또는 섬을 형성함을 의미한다.
제시된 바와 같이, 본 발명은, 기판에 적용된 태양광 제어 코팅에 관한 것이다. 본원에서 용어 "태양광 제어 코팅"은, 코팅된 물품의 태양광 특성, 예를 들면, 비제한적으로, 코팅된 물품으로부터 반사되거나 이에 흡수되거나 이를 통과하는 태양 복사선(예컨대, 가시광선, 적외선 또는 자외선)의 양; 차폐 계수; 방사율 등에 영향을 미치는 하나 이상의 층 또는 필름으로 구성된 코팅을 지칭한다. 상기 태양광 제어 코팅은 태양 스펙트럼(예컨대, 비제한적으로, IR, UV 및/또는 가시광 스펙트럼)의 선택되는 부분을 차단, 흡수 또는 여과할 수 있다.
상기 태양광 제어 코팅은 전형적으로, 가시광에 대해 약간의 투명도를 나타내는 기판(예컨대, 플로트 유리(float glass) 또는 중합체성 물질)에 적용되며, 이는 판유리(glazing) 시스템, 예컨대 절연 유리 유닛(IGU)에 통합될 수 있다. 본 발명의 태양광 제어 코팅은 다양한 유형의 기판을 사용하여 실시될 수 있음이 이해된다. 예를 들어, 본 발명의 태양광 제어 코팅은, 라미네이트된 또는 비-라미네이트된 주거용 및/또는 상업용 창문, 단열 유리 유닛 및/또는 육상, 항공, 우주, 수면 위 및 수중 차량용 투명체에 적용될 수 있다. 적합한 기판의 다른 비제한적인 예는 금속 기판, 예컨대, 비제한적으로, 강철, 아연 도금 강, 스테인레스 강 및 알루미늄; 세라믹 기판; 타일 기판; 플라스틱 기판(예를 들면, 아크릴 중합체, 예컨대 폴리아크릴레이트; 폴리알킬메타크릴레이트, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리프로필메타크릴레이트; 폴리우레탄; 폴리카보네이트; 폴리알킬테레프탈레이트, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트; 폴리실록산-함유 중합체; 또는 이들을 제조하기 위한 임의의 단량체들의 공중합체, 또는 이들의 혼합물); 또는 임의의 전술된 것들의 혼합물 또는 조합물을 포함한다.
전술된 바와 같이, 상기 기판은 투명 기판을 포함할 수 있다. 전형적인 투명 기판은, 투명체를 통해 물질이 시인될 수 있도록 충분한 가시광 투과율을 가질 수 있지만, 투명체가 가시광에 대해 투명할 필요는 없고 반투명 또는 불투명할 수 있음이 이해된다. 또한, 상기 기판의 투명도는 임의의 목적하는 가시광선, 적외선 또는 자외선 투과 및/또는 반사를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 기판은 목적하는 양(예컨대, 0% 초과 100% 이하)의 가시광 투과율을 가질 수 있다.
몇몇 예에서, 상기 기판은 통상적인 절연 유리 유닛이다. 이러한 기판의 예는 미국 특허 출원 공개 제 2011/0236715 호에 기술되어 있으며, 상기 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제 2011/0236715 호에 기술된 바와 같이, 상기 기판은, 제 1 주 표면 및 대향하는 제 2 주 표면을 갖는 제 1 플라이를 포함하는 통상적인 절연 유리 유닛이다. 상기 기판은 또한, 외부 (제 1) 주 표면 및 내부 (제 2) 주 표면을 갖고 상기 제 1 플라이로부터 이격된 제 2 플라이를 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 플라이는, 통상적인 스페이서 프레임에 접착식으로 결합되는 것과 같은 임의의 적합한 방식으로 함께 연결될 수 있다. 상기 두 플라이 사이에 갭 또는 챔버가 형성된다. 상기 챔버는 선택된 대기, 예를 들면 공기 또는 비-반응성 기체, 예컨대 아르곤 또는 크립톤 기체로 충전될 수 있다. 절연 유리 유닛의 비제한적인 예는 또한 미국 특허 제 4,193,236 호; 제 4,464,874 호; 제 5,088,258 호; 및 제 5,106,663 호에 기술되어 있으며, 이들 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.
단열 유리 유닛이 사용되는 경우, 플라이들은 동일하거나 상이한 물질일 수 있다. 예를 들어, 플라이들 중 하나 이상은 가시광에 대해 투명하거나 반투명할 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "반투명"은, 전자기 에너지(예컨대, 가시광)는 통과시키지만 반대쪽의 물체가 관찰자에게 명확하게 보이지 않도록 에너지를 확산시키는 기판을 지칭한다. 예를 들어, 플라이들 중 하나 이상은 통상적인 소다-라임-실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리 또는 납 유리를 포함할 수 있다. 유리는 투명 유리, 예컨대 비-틴트화된 또는 비-착색된 유리일 수 있다. 대안적으로, 유리는 틴트화되거나 달리 착색된 유리일 수 있다. 유리는 어닐링되거나 열처리된 유리일 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "열처리된"은, 템퍼링되거나 적어도 부분적으로 템퍼링된 것을 의미한다. 유리는 임의의 유형, 예컨대 통상적인 플로트 유리일 수 있고, 임의의 광학적 특성(예컨대, 가시광 투과율, 자외선 투과율, 적외선 투과율 및/또는 총 태양 에너지 투과율의 임의의 값)을 갖는 임의의 조성일 수 있다. 또한, 본원에서 용어 "플로트 유리"는, 용융 유리가 용융 금속 욕 상에 침착되고 제어가능하게 냉각되어 플로트 유리 리본을 형성하는 통상적인 플로트 공정에 의해 형성된 유리를 지칭한다. 플로트 유리 공정의 예는 미국 특허 제 4,466,562 호 및 제 4,671,155 호에 개시되어 있으며, 이의 전체 내용을 본원에 참고로 인용한다.
언급된 바와 같이, 상기 태양광 제어 코팅은 기판의 적어도 일부의 위쪽에 침착된다. 예를 들어, 상기 태양광 제어 코팅은 절연 유리 유닛의 유리 플라이들 중 하나의 하나 이상의 주 표면의 적어도 일부의 위쪽에 침착될 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 태양광 제어 코팅은, 원소 주기율표의 3족 내지 15족(국제 순수 및 응용 화학 연합(IUPAC)) 또는 원소 주기율표의 4족 내지 14족(국제 순수 및 응용 화학 연합(IUPAC))으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물을 포함하는 하나 이상의 금속 층을 포함한다. 따라서, 본 발명은, 원소 주기율표의 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족(국제 순수 및 응용 화학 연합(IUPAC))으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물을 포함하는 하나 이상의 금속 층을 포함하는 태양광 제어 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 기판, 예컨대 투명 기판을 포함한다. 예를 들어, 본 발명은, 주석, 철, 크롬, 코발트, 니켈, 망간, 구리, 금 및 아연으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물을 포함하는 하나 이상의 금속 층을 포함하는 태양광 제어 코팅으로 적어도 부분적으로 코팅된 기판, 예컨대 투명 기판을 포함한다.
본원에서 코팅 층과 관련하여 "도핑된 은 화합물"은, 은 화합물, 및 코팅 층에 첨가되는 하나 이상의 다른 물질로부터 형성된 코팅 층을 지칭한다. 따라서, 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 은 화합물을 포함하는 금속 층은, 은 화합물 및 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로부터 형성된 코팅 층을 지칭한다.
또한, 은계 금속 층은, 은계 금속 코팅 층의 총 고형분 중량을 기준으로 50 중량% 이상의 은, 또는 60 중량% 이상의 은, 또는 70 중량% 이상의 은, 또는 80 중량% 이상의 은, 또는 90 중량% 이상의 은, 또는 95 중량%의 은, 또는 98 중량% 이상의 은, 또는 99 중량% 이상의 은을 포함할 수 있다. 이와 같이, 은계 금속 층은, 은계 금속 코팅 층의 총 고형분 중량을 기준으로, 50 중량% 이하의 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속, 또는 40 중량% 이하의 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속, 30 중량% 이하의 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속, 또는 20 중량% 이하의 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속, 또는 10 중량% 이하의 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속, 또는 5 중량% 이하의 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속, 또는 2 중량% 이하의 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속, 또는 1 중량% 이하의 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
도핑된 은계 금속 층은 또한 추가의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도핑된 은계 금속 층은 또한, 은 금속으로 도핑되지 않지만 은 금속의 초기 적용 동안 거기에 첨가되는 추가의 금속 원소를 포함할 수 있다. 도핑된 은계 금속 층은 또한, 3족 내지 15족이 아닌 추가의 금속 원소를 포함할 수 있다. 대안적으로, 도핑된 은계 금속 층은, 3족 내지 15족로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 갖는 은 도프(dope)만 포함한다. 이와 같이, 몇몇 예에서, 도핑된 은계 금속 층은, 은 및 3족 내지 15족으로부터의 하나 이상의 도핑된 금속 이외의 물질이 없다.
전술된 도핑된 은계 금속 층은 침착되어 연속 층 또는 불연속 층을 형성할 수 있다. 본원에서 "연속 층"은, 물질의 연속 필름을 형성하며 단리된 코팅 영역은 갖지 않는 코팅 층을 지칭한다. 대조적으로, "불연속 층"은, 물질의 불연속 필름을 형성하며 단리된 코팅 영역을 포함하는 코팅 층을 지칭한다. 도핑된 은계 금속 층은 임계 두께("임계 층"으로도 지칭됨) 미만으로 침착되어, 연속 층보다는 불연속 층의 불연속 영역 또는 섬을 형성할 수 있음이 이해된다. 상기 불연속 층은, 표면 플라즈몬 공명(surface Plasmon resonance)으로 공지된 효과를 통해 전자기 복사선을 흡수한다. 이러한 아임계 층은 전형적으로, 동일한 물질의 연속 층보다는 가시광 영역에서 더 높은 흡광도를 가지며, 또한 더 낮은 태양 에너지 반사율을 가진다.
원소 주기율표의 3족 내지 15족(국제 순수 및 응용 화학 연합(IUPAC))으로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 첨가하면, 비가열된 및 템퍼링된 은계 코팅 층 둘 다의 흡수를 추가로 증가시키는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 주석, 철, 크롬, 코발트, 니켈, 망간, 구리, 금 및 아연 중 적어도 하나로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 첨가하면, 비가열된 및 템퍼링된 은계 코팅 층 둘 다의 흡수를 증가시키는 것으로 밝혀졌다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 태양광 제어 코팅은 추가의 코팅 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 태양광 제어 코팅은, 원소 주기율표의 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족(국제 순수 및 응용 화학 연합(IUPAC))으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물을 포함하는 둘 이상의 금속 층을 포함할 수 있다. 상기 태양광 제어 코팅은 또한, 원소 주기율표의 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족(국제 순수 및 응용 화학 연합(IUPAC))으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물을 포함하는 하나 이상의 금속 층과 상이한 하나 이상의 추가의 코팅 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 태양광 제어 코팅은, 2개의 개별 유전 층들(예컨대, 본원에서 더 상세히 기술되는 유전 층) 사이에 배치되는 전술된 도핑된 은계 금속 층을 포함할 수 있다. 상기 태양광 제어 코팅은 다양한 유형의 추가의 코팅 층, 예컨대 비제한적으로, 프라이머 층 및 상이한 금속 층(아임계 및 비-아임계 금속 층)을 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 상기 코팅 층 및 코팅 층들의 조합은 미국 특허 출원 공개 제 2011/0236715 호에 더 상세하게 기술되어 있으며, 상기 출원 전체를 본원에 참고로 인용한다.
몇몇 예에서, 상기 태양광 제어 코팅은 기판 표면의 적어도 일부의 위쪽에 침착된 기재(base) 층 또는 제 1 유전 층을 포함할 수 있다. 상기 제 1 유전 층은 단일 층일 수 있거나, 또는 반사 방지 물질 및/또는 유전체 물질(예컨대, 비제한적으로, 금속 산화물, 금속 합금의 산화물, 질화물, 산소질화물, 또는 이들의 혼합물)의 하나 초과의 필름을 포함할 수 있다. 상기 제 1 유전 층은 또한 가시광에 대해 투명할 수 있다. 상기 제 1 유전 층에 적합한 금속 산화물의 비제한적인 예는, 티타늄, 하프늄, 지르코늄, 니오븀, 아연, 비스무트, 납, 인듐, 주석 또는 이들의 혼합물의 산화물을 포함한다. 상기 금속 산화물은 소량의 다른 물질, 예컨대 비스무트 옥사이드 중 망간, 인듐 옥사이드 중 주석 등을 가질 수 있다. 추가적으로, 금속 합금 또는 금속 혼합물의 산화물, 예를 들면 아연 및 주석을 함유하는 산화물(예컨대, 아연 스탄네이트), 인듐-주석 합금의 산화물, 규소 질화물, 규소 알루미늄 질화물 또는 알루미늄 질화물이 사용될 수 있다. 또한, 도핑된 금속 산화물, 예컨대 안티몬 또는 인듐 도핑된 주석 산화물, 또는 니켈 또는 붕소 도핑된 규소 산화물이 사용될 수 있다. 상기 제 1 유전 층은 실질적으로 단일 상 필름, 예를 들어 금속 합금 산화물 필름, 예컨대 아연 스탄네이트일 수 있거나, 아연 및 주석 산화물로 구성된 상들의 혼합물일 수 있거나, 복수의 필름으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 유전 층은 (단일 필름 또는 다중 필름 층이던지) 100Å 내지 600Å, 예컨대 200Å 내지 500Å, 예컨대 250Å 내지 350Å, 예컨대 250Å 내지 310Å, 예컨대 280Å 내지 310Å, 예컨대 300Å 내지 330Å, 예컨대 310Å 내지 330Å 범위의 두께를 가질 수 있다.
전술된 바와 같이, 상기 제 1 유전 층은 다중-필름 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 유전 층은, 기판의 적어도 일부의 위쪽에 침착된 제 1 필름(예컨대, 금속 합금 산화물 필름), 및 상기 제 1 금속 합금 산화물 필름 위쪽에 침착된 제 2 필름(예컨대, 금속 산화물 또는 산화물 혼합물 필름)을 갖는 다층 구조를 포함할 수 있다. 다중-필름 구조를 포함하는 제 1 유전 층의 비제한적인 예는 미국 특허 출원 공개 제 2011/0236715 호의 단락 [0036] 내지 [0039]에 기술되어 있으며, 상기 출원을 본원에 참고로 인용한다.
상기 태양광 제어 코팅은, 상기 제 1 유전 층 위쪽에 침착된 제 1 금속 층을 포함할 수 있다. 상기 제 1 금속 층은 반사성 또는 비-반사성 금속, 예컨대 비제한적으로, 금속성 금, 구리, 팔라듐, 알루미늄, 은 또는 이들의 혼합물, 합금 또는 조합물을 포함할 수 있다. 상기 제 1 금속 층은 또한, 원소 주기율표의 3족 내지 15족(국제 순수 및 응용 화학 연합(IUPAC)) 또는 원소 주기율표의 4족 내지 14족(국제 순수 및 응용 화학 연합(IUPAC))으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 전술된 은계 금속 층을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 상기 제 1 금속 층은 연속 층이다. 대안적으로, 상기 제 1 금속 층은 불연속 층이다.
상기 태양광 제어 코팅은 상기 제 1 금속 층 위쪽에 배치된 제 1 프라이머 층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 제 1 프라이머 층은 단일 필름 또는 다중 필름 층일 수 있다. 상기 제 1 프라이머 층은, 스퍼터링 공정 또는 후속 가열 공정 동안 제 1 반사 층의 열화 또는 산화를 방지하기 위해 침착 공정 동안 희생될 수 있는 산소-포획 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 1 프라이머 층은 또한, 상기 코팅을 통과하는 전자기 복사선(예컨대, 가시광)의 적어도 일부를 흡수할 수 있다. 상기 제 1 프라이머 층에 적합한 물질의 비제한적인 예는 티타늄, 규소, 규소 이산화물, 규소 질화물, 규소 산소질화물, 니켈-크롬 합금(예컨대, 인코넬(Inconel)), 지르코늄, 알루미늄, 규소와 알루미늄의 합금, 코발트와 크롬을 함유하는 합금(예를 들어, 스텔라이트(Stellite)(등록상표)) 및/또는 이들의 혼합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 제 1 프라이머 층은 티타늄일 수 있고, 5Å 내지 50Å, 예컨대 10Å 내지 40Å, 예컨대 20Å 내지 40Å, 예컨대 20Å 내지 35Å 범위의 두께를 가질 수 있다.
상기 제 1 금속 층 위쪽에(예를 들어, 상기 제 1 프라이머 층 위쪽에) 제 2 유전 층은 또한 침착될 수 있다. 상기 제 2 유전 층은, 상기 제 1 유전 층과 관련하여 전술된 것과 같은 하나 이상의 금속 산화물 또는 금속 합금 산화물-함유 필름을 포함할 수 있다. 상기 제 2 유전 층은 50Å 내지 1000Å, 예컨대 50Å 내지 500Å, 예컨대 100Å 내지 370Å, 예컨대 100Å 내지 300Å, 예컨대 100Å 내지 200Å, 예컨대 150Å 내지 200Å, 예컨대 180Å 내지 190Å 범위의 총 두께(예를 들어, 층들의 합친 두께)를 가질 수 있다.
또한, 상기 제 2 유전 층 위쪽에 제 2 금속 층이 침착될 수 있다. 이러한 금속 물질은 임의의 전술된 금속 층, 예컨대 원소 주기율표의 3족 내지 15족(국제 순수 및 응용 화학 연합(IUPAC)) 또는 원소 주기율표의 4족 내지 14족(국제 순수 및 응용 화학 연합 (IUPAC))으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 전술된 은 화합물(들)을 포함할 수 있다. 상기 금속 물질는 또한, 상기 물질의 단리된 영역 또는 섬이 형성되도록 아임계 두께로 적용될 수 있다. 대안적으로, 상기 금속 물질이 침착되어 연속 층을 형성할 수 있다.
상기 제 2 금속 층 위쪽에 제 2 프라이머 층이 침착될 수 있다. 상기 제 2 프라이머 층은 상기 제 1 프라이머 층과 관련하여 전술된 바와 같을 수 있다. 하나의 예에서, 상기 제 2 프라이머 층은 5Å 내지 50Å, 예컨대 10Å 내지 25Å, 예컨대 15Å 내지 25Å, 예컨대 15Å 내지 25Å, 예컨대 15Å 내지 22Å 범위의 두께를 갖는 니켈-크롬 합금(예컨대, 인코넬(Inconel))일 수 있다. 상이한 프라이머(예를 들어, 상이한 굴절률을 가짐)는, 상이한 흡광도 스펙트럼 및 이에 따른 상이한 색상을 갖는 코팅을 제공할 수 있음이 이해된다.
상기 제 2 금속 층 위쪽에(예를 들어, 제 2 프라이머 필름 위쪽에) 제 3 유전 층이 침착될 수 있다. 상기 제 3 유전 층은 또한, 예를 들어 상기 제 1 및 제 2 유전 층과 관련하여 전술된 하나 이상의 금속 산화물 또는 금속 합금 산화물-함유 층을 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 상기 제 3 유전 층은 상기 제 2 유전 층과 유사한 다중-필름 층이다. 예를 들어, 아연 산화물 층 둘 다가 상기 제 3 유전 층 중에 존재하고, 각각 50Å 내지 200Å, 예컨대 75Å 내지 150Å, 예컨대 80Å 내지 150Å, 예컨대 95Å 내지 120Å 범위의 두께를 가진다. 상기 금속 합금 산화물 층은 100Å 내지 800Å, 예컨대 200Å 내지 700Å, 예컨대 300Å 내지 600Å, 예컨대 380Å 내지 500Å, 예컨대 380Å 내지 450Å 범위의 두께를 가질 수 있다.
상기 제 3 유전 층 위쪽에 제 3 금속 층이 침착될 수 있다. 상기 제 3 금속 층은 상기 제 1 금속 층과 관련하여 상기 논의된 임의의 물질일 수 있다. 하나의 비제한적인 예에서, 상기 제 3 금속 층은 은을 포함하고, 25Å 내지 300Å, 예컨대 50Å 내지 300Å, 예컨대 50Å 내지 200Å, 예컨대 70Å 내지 151Å, 예컨대 100Å 내지 150Å, 예컨대 137Å 내지 150Å 범위의 두께를 가진다. 상기 제 3 금속 층은 또한 연속 또는 불연속 층일 수 있다.
상기 제 3 금속 층 위쪽에 제 3 프라이머 층이 배치된다. 상기 제 3 프라이머 층은 상기 제 1 또는 제 2 프라이머 층에 대해 전술된 바와 같을 수 있다. 하나의 비제한적인 예에서, 상기 제 3 프라이머 층은 티타늄이고, 5Å 내지 50Å, 예컨대 10Å 내지 33Å, 예를 들어 20Å 내지 30Å 범위의 두께를 가진다.
또한, 상기 제 3 금속 층 위쪽에(예를 들어, 제 3 프라이머 층 위쪽에) 제 4 유전 층이 배치될 수 있다. 상기 제 4 유전 층은, 상기 제 1, 제 2 또는 제 3 유전 층과 관련하여 상기 논의된 것과 같은 하나 이상의 금속 산화물 또는 금속 합금 산화물-함유 층으로 구성될 수 있다. 하나의 비제한적인 예에서, 상기 제 4 유전 층은, 상기 제 3 프라이머 필름 위쪽에 침착된 제 1 금속 산화물 층(예컨대, 아연 산화물 층), 및 상기 아연 산화물 층 위쪽에 침착된 제 2 금속 합금 산화물 층(예컨대, 아연 스탄네이트 층)을 갖는 다중-필름 층이다. 상기 아연 산화물 층은 25Å 내지 200Å, 예컨대 50Å 내지 150Å, 예컨대 60Å 내지 100Å, 예컨대 80Å 내지 90Å의 두께를 가질 수 있다. 또한, 상기 아연 스탄네이트 층은 25Å 내지 500Å, 예컨대 50Å 내지 500Å, 예컨대 100Å 내지 400Å, 예컨대 150Å 내지 300Å, 예컨대 150Å 내지 200Å, 예컨대 170Å 내지 190Å 범위의 두께를 가질 수 있다.
상기 제 4 유전 층 위쪽에 오버코트가 배치될 수 있다. 상기 오버코트는, 하부 코팅 층을 기계적 및 화학적 공격으로부터 보호하는 것을 도울 수 있다. 상기 오버코트는, 예를 들어 금속 산화물 또는 금속 질화물 층일 수 있다. 예를 들어, 상기 오버코트는, 10Å 내지 100Å, 예컨대 20Å 내지 80Å, 예컨대 30Å 내지 50Å, 예컨대 30Å 내지 45Å 범위의 두께를 갖는 티타니아일 수 있다. 상기 오버코트에 유용한 다른 물질은 다른 산화물, 예컨대 실리카, 알루미나, 또는 실리카와 알루미나의 혼합물을 포함한다.
단독으로 또는 다층-층 코팅 스택에서 사용될 때, 원소 주기율표의 3족 내지 15족 또는 4족 내지 14족(국제 순수 및 응용 화학 연합 (IUPAC))으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물을 포함하는 금속 층은 상기 코팅의 가시광 흡광도를 증가시킨다. 임의의 전술된 금속 층들 중 하나 이상은, 3족 내지 15족로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 은 금속 층을 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 상기 금속 층과 선택된 두께의 유전 층과의 조합은, 코팅된 물품에 비대칭 반사율을 제공할 수 있다. 상기 물품의 색상은 또한, 코팅에 사용된 프라이머(들)를 변화시킴으로써 투과도 면에서 조절될 수 있다. 또한, 본 발명의 코팅은 헤이즈의 도입 없이 열처리될 수 있다.
임의의 상기 금속 층은 사용시 코팅 스택에서 연속 층 또는 불연속 층일 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 복수의 금속 코팅 층을 갖는 스택을 코팅하기 위해서는, 하나 초과의 금속 층이 불연속 아임계 금속 층 또는 연속 금속 층일 수 있다.
또한, 전술된 층들 중 적어도 하나는 최종 코팅의 특성을 조정하기 위해 다른 물질을 포함하거나 이를 대체할 수 있다. 예를 들어, 전술된 유전 층, 프라이머 층 및/또는 오버코트 중 적어도 하나는, 제 1 규소 질화물 필름, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층, 및 상기 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 규소 질화물 필름을 을 포함하는 캡슐을 포함할 수 있거나 이로부터 형성될 수 있다. 상기 금속 층은, 상기 코팅을 통과하는 전자기 복사선(예컨대, 가시광)의 적어도 일부를 흡수할 수 있다. 이와 같이, 상기 금속 층은 흡수 층으로서 작용할 수 있다.
상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층은 원소 주기율표의 3족 내지 15족의 임의의 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 층은 티타늄, 규소, 규소 이산화물, 니켈-크롬 합금, 지르코늄, 알루미늄, 규소와 알루미늄의 합금, 코발트와 크롬을 함유하는 합금, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층은 니켈-크롬 합금, 코발트와 크롬을 함유하는 합금, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층은 상기 제 1 및 제 2 규소 질화물 필름과 상이함이 이해된다. 또다른 예에서, 상기 금속 층은 원소 주기율표의 3족 내지 15족의 임의의 금속의 아산화물 또는 아질화물 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 제 1 규소 질화물 막의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층은 규소 질화물이 완전히 없을 수 있다. 상기 금속 층은 연속 필름 또는 불연속 필름(예를 들어, 아임계 은 필름, 아임계 구리 필름, 또는 아임계 은과 아임계 구리의 혼합물)을 포함한다.
전술된 캡슐은, 가열 후 우수한 전자기 복사선(예컨대, 가시광) 흡수를 제공하기 위해 코팅 스택의 층들 중 적어도 하나에 사용될 수 있다. 또한, 상기 캡슐은 또한, 오버코트 층으로서 사용될 때, 상기 코팅의 내구성을 향상시킬 수 있다.
제 1 규소 질화물 필름, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층, 및 상기 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 규소 질화물 필름을 포함하는 캡슐은 코팅 스택의 상이한 영역에 배치되어 상이한 특성을 제공할 수 있음이 이해된다. 예를 들어, 상기 캡슐이 코팅 스택의 하부에 배치될 때, 상기 코팅은, 상기 캡슐이 코팅 스택의 상부에 배치되는 경우의 코팅에서 나타나는 색상 특성과 상이한 특정 색상 특성을 나타낸다. 이와 같이, 코팅 스택 내에서 상기 캡슐이 배치되는 영역은, 코팅에서 목적하는 특성(예컨대, 색상)을 제공하는데 중요하다.
상기 태양광 제어 코팅은 임의의 통상적인 방법, 예컨대, 비제한적으로, 화학적 증착(CVD) 및/또는 물리적 증착(PVD) 방법에 의해 침착될 수 있다. CVD 공정의 예는 분무 열분해를 포함한다. PVD 공정의 예는 전자빔 증발 및 진공 스퍼터링(예컨대, 마그네트론 스퍼터 증착(MSVD))을 포함한다. 다른 코팅 방법, 예컨대, 비제한적으로, 졸-겔 침착이 또한 사용될 수 있다. 상기 층들은 금속 모드, 전이 모드 또는 반응성 모드로 침착될 수 있다. 반응성 모드에 의해, 침착되는 금속은 산화물 또는 질화물로서 침착될 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명은 또한, 개선된 태양광 제어 특성을 제공하기 위해 태양광 제어 코팅을 적용하는 개선된 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 안티몬-도핑된 주석 산화물을 포함하는 태양광 제어 코팅을 적용하는 개선된 MSVD 방법을 제공한다.
MSVD 공정은 전형적으로, 하나 이상의 코팅 대역을 갖는 코팅기 내에서 수행된다. 각각의 대역은, 기판 상에 특정 유형의 물질을 침착시키기 위한 하나 이상의 타겟을 포함한다. 각각의 표적은, 자체 기체 공급물을 갖는 베이(bay)(이에 의해 기체가 상기 대역으로 유입됨) 내에 배치된다. 기체는 상이한 장소에서 대역으로 유입되지만, 상기 대역으로 유입되는 모든 기체는 상기 대역 내의 특정 장소에서 배출된다. 침착 공정 동안 사용되는 기체는 반응성 및/또는 비-반응성 기체를 포함한다. 통상적으로 사용되는 반응성 기체의 비제한적인 예는 수소, 산소, 질소 및 이들의 조합물을 포함한다. 또한, 통상적으로 사용되는 비-반응성 기체의 비제한적인 예는 하나 이상의 비활성 기체, 예컨대 아르곤을 포함한다.
코팅기 내의 각각의 대역은 금속 모드, 전이 모드 또는 산화물 모드의 세 가지 모드 중 하나로 작동된다(즉, 코팅 층을 침착하도록 조작된다). 상기 대역 내에서 표적과 반응할 수 있는 반응성 기체의 양이 상기 모드를 결정하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 전이 모드는, 실질적으로 금속 산화물 및/또는 아산화물을 침착시킬 수 있는 특정 % 범위로 반응성 기체(예컨대, 산소)를 증가시킴으로써 발생할 수 있다.
또한, MSVD 방법은, 하나 이상의 모드에서 각각 독립적으로 작동되는 하나 이상의 대역을 사용할 수 있다. 예를 들어, MSVD 방법은, 단일 모드(예컨대, 금속 모드)에서 각각 독립적으로 작동되는 다수의 대역을 포함할 수 있다. 대안적으로, MSVD 방법은 하나 이상의 대역을 포함할 수 있으며, 이때 상기 대역들 중 적어도 하나는 다중 모드(예컨대, 금속 모드 및 전이 또는 산화물 모드)를 사용하여 작동된다. 하나 이상의 대역에서 다중 모드를 사용하는 MSVD 방법의 예는 미국 특허 제 8,500,965 호에 기술되어 있으며, 상기 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다.
전술된 바와 같이, MSVD 공정은, 하나 이상의 코팅 층을 함유하는 복합 코팅에 특히 적합하며, 그 이유는, 상기 공정이, 더 다양한 기판 상에 더 얇은 두께로 침착되는 코팅 물질의 더 넓은 선택을 가능하게 하기 때문이다. 그러나, MSVD를 사용하여 침착된 몇몇 물질은 태양광 제어 코팅에 요구되는 특성을 나타내지 않는다. 예를 들어, 안티몬-도핑된 주석 산화물은, MSVD에 의해 침착되고 이어서 가열될 때, 가시광을 흡수하지 않는 박형 필름을 형성한다.
본 발명에 따르면, 산소 및 비활성 기체를 포함하는 기체 대기(이때, 상기 기체 대기는 15% 이상의 산소를 포함함) 내에서 MSVD 코팅기를 사용하여 기판 위쪽에 안티몬-도핑된 주석 산화물을 침착시키면, 코팅된 기판을 기판의 연화점 초과로 가열한 후 가시광을 흡수하는 필름을 생성하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 비활성 기체 및 15% 이상의 산소를 포함하는 기체 대기 내에서 MSVD를 사용하여, 안티몬-도핑된 주석 산화물을 침착하고, 이어서 코팅된 기판을 기판의 연화점 이상으로 가열함으로써, 개선된 가시광 흡수를 갖는 필름을 제조할 수 있다.
전술된 바와 같이, 비활성 기체 및 15% 이상의 산소를 포함하는 기체 대기를 사용하여 안티몬-도핑된 주석 산화물을 침착하는 MSVD 방법은, 개선된 가시광 흡수 필름을 제공한다. 몇몇 예에서, 안티몬-도핑된 주석 산화물은 비활성 기체 및 15% 산소 내지 25% 산소를 포함하는 기체 대기 내에서 MSVD를 사용하여 침착된다. 본 발명과 관련하여, 안티몬-도핑된 주석 산화물을 침착시키기 위한 비활성 기체 및 15% 산소 내지 25% 산소를 포함하는 기체 대기는 전이 모드 내에 있는 것으로 간주된다. 다른 예에서, 안티몬-도핑된 주석 산화물은 비활성 기체 및 25% 초과의 산소, 예를 들어 30% 초과의 산소, 또는 40% 초과의 산소, 또는 50% 초과의 산소, 또는 80% 이하의 산소를 포함하는 기체 대기 내에서 MSVD를 사용하여 침착된다. 본 발명과 관련하여, 안티몬-도핑된 주석 산화물을 침착시키기 위한 비활성 기체 및 25% 초과의 산소를 포함하는 기체 대기는 금속 모드(이는 반응성 모드로도 지칭됨) 내에 있는 것으로 간주된다.
하나 이상의 비활성 기체가 기체 대기의 나머지 양을 구성하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 기체 대기의 나머지 양은 아르곤을 포함할 수 있다. 이와 같이, 안티몬-도핑된 주석 산화물의 침착 동안 사용되는 기체 대기는 85% 미만의 비활성 기체(예컨대, 아르곤), 또는 70% 이하의 비활성 기체(예컨대, 아르곤), 또는 60% 이하의 비활성 기체(예컨대, 아르곤), 또는 50% 이하의 비활성 기체(예컨대, 아르곤), 또는 40% 이하의 비활성 기체(예컨대, 아르곤), 또는 30% 이하의 비활성 기체(예컨대, 아르곤), 또는 20% 이하의 비활성 기체(예컨대, 아르곤)를 포함할 수 있다.
침착 동안 상기 기체 대기는 산소 대 비활성 기체의 중량비에 기초할 수 있음이 추가로 이해된다. 몇몇 예에서, 안티몬-도핑된 주석 산화물의 침착에 사용되는 산소 대 비활성 기체(예컨대, 산소 대 아르곤)의 중량비는, 20:80 내지 80:20 범위의 산소 대 비활성 기체, 또는 40:60 내지 60:40 범위의 산소 대 비활성 기체, 또는 40:60 내지 50:50 범위의 산소 대 비활성 기체, 또는 40:60의 산소 대 비활성 기체의 중량 비에서 선택된다.
MSVD를 사용하여 기판에 적용되는 안티몬-도핑된 주석 산화물 물질은 또한 특정량의 안티몬 및 특정량의 주석 산화물을 포함한다. 몇몇 예에서, 본 발명에 사용되는 안티몬-도핑된 주석 산화물은, 안티몬-도핑된 주석 산화물의 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 80 중량%의 주석 산화물, 또는 20 중량% 내지 80 중량%의 주석 산화물을 포함한다. 본 발명에 사용되는 안티몬-도핑된 주석 산화물은 또한, 안티몬-도핑된 주석 산화물의 총 중량을 기준으로 40 중량% 내지 60 중량%의 주석 산화물, 또는 45 중량% 내지 55 중량%의 주석 산화물, 또는 50 중량%의 주석 산화물을 포함할 수 있다.
안티몬이 상기 안티몬-도핑된 주석 산화물의 나머지량을 구성하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 안티몬-도핑된 주석 산화물의 나머지량은, 안티몬-도핑된 주석 산화물의 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 80 중량%의 안티몬, 또는 40 중량% 내지 60 중량%의 안티몬, 또는 45 중량% 내지 55 중량%의 안티몬, 또는 50 중량%의 안티몬을 포함할 수 있다.
또한 안티몬-도핑된 주석 산화물의 화학적 조성은 또한 안티몬 대 주석 산화물의 중량비에 기초할 수 있이 이해된다. 몇몇 예에서, 안티몬 대 주석 산화물의 중량비는 20:80 내지 80:20 범위의 안티몬 대 주석 산화물, 또는 40:60 내지 60:40 범위의 안티몬 대 주석 산화물, 또는 50:80의 안티몬 대 주석 산화물 내에서 선택된다.
안티몬-도핑된 주석 산화물을 MSVD를 사용하여 기판에 적용하는 동안 다양한 매개변수가 변할 수 있다. 예를 들어, MSVD 공정의 전압을 제어하는 것은, 전이 모드에서 실질적으로 금속 아산화물 및/또는 금속 산화물 물질을 침착 또는 스퍼터링하는 것을 돕는 것으로 밝혀졌다. 전압을 제어함으로써, 실질적으로 금속 산화물 및/또는 금속 아산화물 물질을 침착하면서 안정적이고 높은 스퍼터링 속도를 유지하도록 산소의 공급 속도가 제어된다.
전이 모드를 제공하도록 전압을 제어하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 방법에서, 금속 또는 아금속 체제에 전형적인 캐소드 전압을 선택하고 이렇게 선택된 캐소드 전압과 상기 공정의 실제 캐소드 전압 간의 차이를 모니터링함으로써 전이 모드를 제공하도록 전압이 제어된다. 이러한 전압 차는, 전압 차의 크기에 따라 침착 또는 스퍼터링 챔버로 산소 기체를 어느 정도 허용하는 전자-기계식 밸브의 입력으로서 사용된다. 결과적인 전압이 MSVD 공정을 제어하여, 실질적으로 금속 산화물 및/또는 금속 아산화물 물질이 안정된 방식으로 침착되게 하고, 특히, 금속성 안티몬/주석 합금 표적으로부터 안티몬-도핑된 주석 산화물이 전이 모드로 침착되게 하는 전이 모드를 제공한다. 결과적인 전압은 또한, 단순히 자연적인 공정 변동으로 인해, 상기 공정을 산화물 스퍼터링 체제로 비가역적으로 변화시키지 않으면서, 침착된 아산화물 및 금속 산화물 물질의 비율을 제어하는 것을 돕는다.
변할 수 있는 다른 매개변수는, 비제한적으로, 압력 및 온도를 포함한다. 몇몇 예에서, 상기 안티몬-도핑된 주석 산화물은 0.1 mTorr 내지 100 mTorr, 바람직하게는 0.5 mTorr 내지 50 mTorr, 더욱 바람직하게는 0.75 mTorr 내지 10 mTorr, 가장 바람직하게는 1 mTorr 내지 3 mTorr 범위의 압력 및 실온(즉, 주위 환경의 온도)에서 기판에 적용된다.
전술된 바와 같이, 안티몬-도핑된 주석 산화물이 기판 위쪽에 침착된 후, 코팅된 기판은 기판의 연화점 이상으로 가열된다. 본원에서, 코팅된 기판과 관련하여 "연화점"은, 기판이 이의 원래의 물리적 형태로부터 성형가능하게 되거나 변형 가능하게 되거나 달리 변화될 수 있는 온도를 지칭한다. 몇몇 예에서, 코팅된 기판은 800℉ 이상, 또는 900℉ 이상, 또는 1000℉ 이상, 또는 1100℉ 이상의 온도에서 가열된다.
또한, 본 발명과 함께 사용되는 기판은 전술된 임의의 기판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안티몬-도핑된 주석 산화물로 코팅된 기판은 유리 기판(예컨대, 비제한적으로, 절연 유리 유닛)으로부터 선택될 수 있다. 따라서, 안티몬-도핑된 주석 산화물 코팅 층은, 전술된 하나 이상의 추가의 코팅 층을 포함하는 다층 코팅에 사용될 수 있는 것으로 이해된다.
언급된 바와 같이, 전술된 MSVD 방법은, 가시광을 흡수하는 안티몬-도핑된 주석 산화물 코팅 층을 생성한다. 예를 들어, 전술된 MSVD 방법에 의해 생성된 안티몬-도핑된 주석 산화물 코팅 층은 3% 이상의 가시광, 예를 들어 5% 이상의 가시광, 또는 10% 이상의 가시광, 또는 25% 이상의 가시광, 또는 50% 이상의 가시광을 흡수할 수 있다. 또한, 안티몬-도핑된 주석 산화물 코팅 층은 또한 중성 광 및/또는 청색광을 투과시킬 수 있다.
본 발명은 또한 하기 항목들에 관한 것이다.
항목 1: 기판 및 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 적용된 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로서, 상기 코팅은 하나 이상의 금속 층을 포함하고, 상기 금속 층은, 원소 주기율표의 3족 내지 15족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물을 포함하는, 코팅된 물품.
항목 2: 항목 1에 있어서, 상기 금속 층이, 원소 주기율표의 4족 내지 14족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물을 포함하는, 코팅된 물품.
항목 3: 항목 1에 있어서, 상기 은 화합물이, 주석, 철, 크롬, 코발트, 니켈, 망간, 구리, 금, 아연 또는 이들의 조합물로부터 선택되는 금속으로 도핑된 것인, 코팅된 물품.
항목 4: 항목 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 도핑된 은 화합물이, 도핑된 은 화합물의 총 고형분 중량을 기준으로 50% 이상의 은을 포함하는, 코팅된 물품.
항목 5: 항목 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 코팅이, 2개 이상의 별도의 유전 층을 추가로 포함하고, 상기 금속 층이 상기 2개의 별도의 유전 층 사이에 배치된, 코팅된 물품.
항목 6: 항목 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 금속 층 위쪽에 적용된 하나 이상의 프라이머 층을 추가로 포함하는 코팅된 물품.
항목 7: 항목 6에 있어서, 상기 프라이머 층이, 티타늄, 니켈과 크롬을 함유하는 합금, 규소, 규소 이산화물, 규소 질화물, 규소 산소질화물, NiCr, 지르코늄, 알루미늄, 규소와 알루미늄의 합금, 코발트와 크롬을 함유하는 합금, 또는 이들의 조합물을 포함하는 물질로부터 형성된 것인, 코팅된 물품.
항목 8: 항목 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 금속 층이 연속 금속 층을 포함하는, 코팅된 물품.
항목 9: 항목 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 금속 층이 불연속 금속 층을 포함하는, 코팅된 물품.
항목 10: 항목 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 추가의 금속 층을 추가로 포함하는 코팅된 물품.
항목 11: 항목 10에 있어서, 상기 연속 금속 층이, 금, 구리, 은, 알루미늄 또는 이들의 조합물을 포함하는 물질로부터 형성된 것인, 코팅된 물품.
항목 12: 항목 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판이 유리인, 코팅된 물품.
항목 13: 항목 12에 있어서, 상기 기판이 절연 유리 유닛인, 코팅된 제품.
항목 14: 기판 및 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 적용된 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로서, 상기 코팅은, 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 1 유전 층; 상기 제 1 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 1 금속 층; 상기 제 1 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 유전 층; 상기 제 2 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 금속 층; 및 상기 제 2 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 3 유전 층을 포함하고, 상기 금속 층들 중 적어도 하나는, 원소 주기율표의 3족 내지 15족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물을 포함하는 물질로부터 형성된 것인, 코팅된 물품.
항목 15: 항목 14에 있어서, 상기 금속 층들 중 적어도 하나가 연속 금속 층인, 코팅된 물품.
항목 16: 항목 14에 있어서, 상기 금속 층들 중 적어도 하나가 불연속 금속 층인, 코팅된 물품.
항목 17: 항목 14 내지 16에 있어서, 상기 제 3 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 3 금속 층, 및 상기 제 3 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 4 유전 층을 추가로 포함하는 코팅된 물품.
항목 18: 항목 14 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 상기 금속 층들 중 적어도 하나의 위쪽에 형성된 하나 이상의 프라이머 층을 추가로 포함하는 코팅된 물품.
항목 19: 항목 14 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판이 유리인, 코팅된 물품.
항목 20: 항목 19에 있어서, 상기 기판이 절연 유리 유닛인, 코팅된 물품.
항목 21: 기판 및 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 적용된 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로서, 상기 코팅은 하나 이상의 금속 층 및 하나 이상의 유전 층을 포함하고, 상기 유전층들 중 적어도 하나는,제 1 규소 질화물 필름, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층, 및 상기 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 규소 질화물 필름을 포함하는 캡슐을 포함하는, 코팅된 물품.
항목 22: 항목 21에 있어서, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층이, 상기 코팅을 통과하는 전자기 복사선의 적어도 일부를 흡수하는 물질을 포함하는, 코팅된 물품.
항목 23: 항목 21 또는 22에 있어서, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층이 티타늄, 규소, 규소 이산화물, 니켈-크롬 합금, 지르코늄, 알루미늄, 규소와 알루미늄의 합금, 코발트와 크롬을 함유하는 합금, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 코팅된 물품.
항목 24: 항목 21 또는 22에 있어서, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층이 니켈-크롬 합금, 코발트와 크롬을 함유하는 합금, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 코팅된 물품.
항목 25: 항목 21 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 상기 금속 층들 중 적어도 하나가 불연속 금속 층인, 코팅된 물품.
항목 26: 항목 21 내지 25 중 어느 하나에 있어서, 상기 금속 층들 중 적어도 하나가 연속 금속 층인, 코팅된 물품.
항목 27: 항목 21 내지 26 중 어느 하나에 있어서, 상기 코팅된 물품이 오버코트를 추가로 포함하고, 상기 오버코트는, 제 1 규소 질화물 필름, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층, 및 상기 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 규소 질화물 필름을 포함하는 캡슐로부터 형성된 것인, 코팅된 물품.
항목 28: 기판 및 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 적용된 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로서, 상기 코팅은, 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 1 유전 층; 상기 제 1 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 1 금속 층; 상기 제 1 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 유전 층; 상기 제 2 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 금속 층; 상기 제 2 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 3 유전 층, 및 상기 제 3 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 오버코트를 포함하고, 상기 유전 층 및/또는 상기 오버코트 중 적어도 하나는, 제 1 규소 질화물 필름, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층, 및 상기 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 규소 질화물 필름을 포함하는 캡슐을 포함하는, 코팅된 물품.
항목 29: 항목 28에 있어서, 상기 코팅된 물품이, 상기 제 3 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 3 금속 층, 및 상기 제 3 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 4 유전 층을 추가로 포함하고, 상기 오버코트가 상기 제 4 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된, 코팅된 물품.
항목 30: 항목 28 또는 29에 있어서, 상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층이 티타늄, 규소, 규소 이산화물, 니켈-크롬 합금, 지르코늄, 알루미늄, 규소와 알루미늄의 합금, 코발트와 크롬을 함유하는 합금, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 코팅된 물품.
항목 31: 안티몬-도핑된 주석 산화물 코팅 층을 기판 위쪽에 형성하는 방법으로서, (i) 산소 및 비활성 기체를 포함하는 기체 대기 내에서 MSVD 코팅기를 사용하여 안티몬-도핑된 주석 산화물 코팅 층을 기판 상에 적용하는 단계로서, 상기 기체 대기는 15% 이상의 산소를 포함하는, 단계; 및 (ii) 코팅된 기판을 상기 기판의 연화점 초과로 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
항목 32: 항목 31에 있어서, 상기 기체 대기가 15% 산소 내지 25% 산소를 포함하는, 방법.
항목 33: 항목 31에 있어서, 상기 기체 대기가 25% 초과의 산소를 포함하는, 방법.
항목 34: 항목 31 내지 33 중 어느 하나에 있어서, 상기 비활성 기체가 아르곤인, 방법.
항목 35: 항목 31 내지 34 중 어느 하나에 있어서, 상기 안티몬-도핑된 주석 산화물이, 안티몬-도핑된 주석 산화물의 총 중량을 기준으로 20 중량% 내지 80 중량%의 주석 산화물을 포함하는, 방법.
항목 36: 항목 31 내지 35 중 어느 하나에 있어서, 안티몬 대 주석 산화물의 비가 40:60 내지 60:40의 안티몬 대 주석 산화물의 중량비 범위 내에서 선택되는, 방법.
항목 37: 항목 31 내지 36 중 어느 하나에 있어서, 상기 안티몬-도핑된 주석 산화물이 0.1 mTorr 내지 100 mTorr, 바람직하게는 0.5 mTorr 내지 50 mTorr, 더욱 바람직하게는 0.75 mTorr 내지 10 mTorr, 가장 바람직하게는 1 mTorr 내지 3 mTorr 범위의 압력에서 상기 기판에 적용되는, 방법.
항목 38: 항목 31 내지 37 중 어느 하나에 있어서, 상기 안티몬-도핑된 주석 산화물이 실온에서 상기 기판에 적용되는, 방법.
항목 39: 항목 31 내지 38 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판이 유리인, 방법.
항목 40: 항목 31 내지 39 중 어느 하나에 있어서, 상기 코팅된 기판이 800℉ 이상의 온도로 가열되는, 방법.
항목 41: 항목 31 내지 40 중 어느 하나에 있어서, 상기 MSVD 장치의 전압이 산소 백분율을 제공하도록 제어되는, 방법.
항목 42: 항목 41에 있어서, 상기 전압이, 상기 기체 대기가 전이 모드로 유지되도록 선택되는, 방법.
항목 43: 항목 31 내지 42 중 어느 하나에 따른 방법에 의해 제조된 안티몬-도핑된 주석 산화물 코팅 층으로 코팅된 기판.
항목 44: 항목 43에 있어서, 상기 안티몬-도핑된 주석 산화물 코팅 층이 3% 이상의 가시광을 흡수하는, 코팅된 기판.
항목 45: 항목 43 또는 44에 있어서, 상기 기판이 유리인, 코팅된 기판.
하기 실시예는 본 발명의 일반적인 원리를 설명하기 위해 제공된다. 본 발명이, 제시된 특정 예로 제한되는 것으로 간주되어서는 안된다. 실시예에서의 모든 부 및 %는, 달리 지시되지 않는 한, 중량에 의한 것이다.
Claims (15)
- 기판 및 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 적용된 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로서,
상기 코팅은,
상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 1 유전 층;
상기 제 1 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 1 금속 층;
상기 제 1 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 유전 층;
상기 제 2 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 금속 층; 및
상기 제 2 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 3 유전 층
을 포함하고,
상기 금속 층들 중 적어도 하나는, 원소 주기율표의 3족 내지 15족으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 도핑된 하나 이상의 은 화합물을 포함하는 물질로부터 형성된 것인, 코팅된 물품. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속 층들 중 적어도 하나가 연속 금속 층인, 코팅된 물품. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속 층들 중 적어도 하나가 불연속 금속 층인, 코팅된 물품. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 3 금속 층, 및 상기 제 3 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 4 유전 층을 추가로 포함하는 코팅된 물품. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 층들 중 적어도 하나의 위쪽에 형성된 하나 이상의 프라이머 층을 추가로 포함하는 코팅된 물품. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판이 유리인, 코팅된 물품. - 기판 및 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 적용된 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로서,
상기 코팅은 하나 이상의 금속 층 및 하나 이상의 유전 층을 포함하고,
상기 유전층들 중 적어도 하나는,
제 1 규소 질화물 필름,
상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층, 및
상기 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 규소 질화물 필름
을 포함하는 캡슐을 포함하는, 코팅된 물품. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층이, 상기 코팅을 통과하는 전자기 복사선의 적어도 일부를 흡수하는 물질을 포함하는, 코팅된 물품. - 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층이 티타늄, 규소, 규소 이산화물, 니켈-크롬 합금, 지르코늄, 알루미늄, 규소와 알루미늄의 합금, 코발트와 크롬을 함유하는 합금, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 코팅된 물품. - 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층이 니켈-크롬 합금, 코발트와 크롬을 함유하는 합금, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 코팅된 물품. - 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 층들 중 적어도 하나가 불연속 금속 층인, 코팅된 물품. - 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅된 물품이 오버코트를 추가로 포함하고,
상기 오버코트는,
제 1 규소 질화물 필름,
상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층, 및
상기 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 규소 질화물 필름
을 포함하는 캡슐로부터 형성된 것인, 코팅된 물품. - 기판 및 상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 적용된 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로서,
상기 코팅은,
상기 기판의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 1 유전 층;
상기 제 1 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 1 금속 층;
상기 제 1 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 유전 층;
상기 제 2 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 금속 층;
상기 제 2 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 3 유전 층, 및
상기 제 3 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 오버코트
를 포함하고,
상기 유전 층 및/또는 상기 오버코트 중 적어도 하나는,
제 1 규소 질화물 필름,
상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층, 및
상기 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 2 규소 질화물 필름
을 포함하는 캡슐을 포함하는, 코팅된 물품. - 제 13 항에 있어서,
상기 코팅된 물품이, 상기 제 3 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 3 금속 층, 및 상기 제 3 금속 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 제 4 유전 층을 추가로 포함하고,
상기 오버코트가 상기 제 4 유전 층의 적어도 일부의 위쪽에 형성된, 코팅된 물품. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 규소 질화물 필름의 적어도 일부의 위쪽에 형성된 금속 층이 티타늄, 규소, 규소 이산화물, 니켈-크롬 합금, 지르코늄, 알루미늄, 규소와 알루미늄의 합금, 코발트와 크롬을 함유하는 합금, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 코팅된 물품.
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