KR960010823B1 - 구배단(Step Gradient) 무진주 광택 코팅 - Google Patents

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Description

구배단(Step Gradient) 무진주 광택 코팅

이 발명은 가공 등에서와 같은 유리 및 기타 투명한 물질에의 이용에 특히 적합한 무진주 광택 코팅에 관한 것이다. 다층 영역 무광택층은 광학적 기능층 아래에 기재표면에 도입되어진다. 이 발명은 나아가서 그러한 구조의 제조 방법을 제공한다.

유리 등의 투명 물지은 트명 필름올 코팅됨으로써 투과, 반사, 전기 전도도 등의 광학적 성질이 새로이 제공되거나 변경될 수 있다는 것은 공지으 사실이다. 특히 예를 들어 태양광선 강도 조절 용도에 있어서 그러한 코팅은 유리질 패널을 통하여 통과되는 비가시 파장이 있는 태양광선 에너지의 양을 감소시킴으로써 건물, 차량 등의 내부의 온도 조절 부담을 감소시켜 준다. 저 방출성 유리 가공 용도에 있어서 그러한 코팅이 유리질 패널을 도통하여 건물의 따뜻한 내부로부터 적외선 방사가 되어 열이 손실되는 것을 감소시켜 줌으로써 추운 날씨에 건물의 난방 부담을 덜어 줄 수 있다. 적외선 방출을 줄이기 위하여 대표적으로 이러한 유리 등의 투명 물질은 산화 주석, 산화 인듐 또는 카드뮴 주석산염으로 코팅되어질 수 있다.

이러한 물질 등으로의 코팅은 역시 진주 광택 즉, 반사광에 있어서 및 투과광에 있어서 엷은 어떤 색깔을 띤다는 것이다. 그러한 진주 광택은 일반적으로 코팅의 외면에서 부분적으로 반사된 어떤 파장의 광선이 코팅과 코팅 기재의 계면으로부터 반사되는 일정 파장의 광선과는 위상이 틀려지는 반면에 다른 파장의 광전과는 위상이 같아져 보가 drkstjq이 일어나는 일종의 간섭 현상의 결과라고 이해되어지고 있다. 어떤 주어진 파장의 광선이 소멸되거나 보강되는 정도는 파장 및 코팅의 광학적 두께의 함수이다.

통상 약 1미크론 이하, 특히 약 0.75미크론 이하의 코팅에서 발생되는 진구 광택 효과는 건축, 차량 및 기타 용도에서 심미적인 관점에서 바람직하지 못한다. 사실상 간섭 색깔은 공업적으로 아주 중요한 코팅 두께 범위인 0.1~1.0 미크론의 코팅에서 가장 일반적으로 발생된다. 현재 코팅 우리 가공 패널의 공업적 생산에 있어서 특히 주간에 상기의 진주 광택 색깔을 연출하는 0.1~1.0 미크론 범위의 코팅이 많이 이용되고 있다. 이러한 진주 광택 효과 때문에 많은 유리 코팅에 있어서 이러한 코팅이 에너지 보존에 의해 비용 절감효과가 있음에도 불구하고 더 많은 에너지 효율 코팅 유리의 사용에 장애가 되고 있는 것으로 이해되어지고 있다.

또한 코팅 두께의 불균등한 동일한 유리판에 다중의 색깔이 나타나는 때때로 밴딩으로 일컬어지는 현상을 초래하며 종종 유리 가공물을 보기 흉하게 만든다.

유리 등의 기재에 하는 그러한 필름 코팅에 있어서의 가시광선 간섭 효과를 줄이기 위해 코팅 두께를 1미크론 이상으로 증가시키는 방법이 종래에 사용되어지기도 하였다. 그러나 상대적으로 두터운 코팅은 더 많은 비용과 더 많은 반응물 및 더 긴 고착 시간을 요하였다. 나아가서, 열응력에 으해 쉽게 균열이 가는 결함을 가지게 되었다.

상기의 간섭 효과를 줄이기 위한 다른 방법으로서 기재 표면과 광기능 코팅 사이에 기층 코팅을 하는 방법도 사용되었다. 예를 들어 3000 내지 4000Å의 불소 함유 주석의 저방출성 코팅에 대한 공지의 광택 제거 기층 코팅으로서 유리기재와 상부 코팅 사이에 Si-O-C 중간층을 도입하는 것이 알려져 있다. 상기 중간층은 기재와 상부 코팅물의 중간의 굴절율을 가지며, 약 700Å의 두께를 가진다.

고르돈(Gordon)의 미합중국 특히 제4,440,822호에서 따뜻한 건물의 코팅 유리 부분을 통한 적외선 방출에 의한 열손실은 미코팅 창문을 통한 열손실의 약 절반 정도라고 개시하고 있다. 코팅된 유리의 진주 광택은 그 이용도를 저하시키는 주된 이유이다. 고르돈의 '822 특허는 굴절율이 유리와 코팅물 사이에 연속적으로 변화하는 중간층을 구비한 적외선 반사 물질의 코팅을 유리가 지지하도록 된 투면 유리 창 구조에 관한 것이다.

중간층의 굴절율은 연속적으로 중간층의 계면에서의 낮은 값으로부터 적외선 반사 코팅물과 중간층의 계면에서의 높은 값까지 증가한다. 예를 들어 상기 특허의 제5도는 주석의 상대적 비율과 굴절율이 모두 유리 표면으로부터의 거리에 따라 증가하는 산화 주석과 산화 규소로 된 중간층을 보여준다 .굴절율은 유리 표면의 약 1.5에서 적외선 반사 물질의 두터운 필름 코팅 계면의 약 2.0까지 증가한다. 기재와 코팅물 사이에 굴절율이 두 개의 계면 사이에서 변화하는 그레이드 인덱스(graded-index)층을 삽입시킴에 의하여 색깔을 낮은 수준의 진주 광택으로 만드는 방법이 역시 건축 코팅의 설계 원리(Principles of design of Architectural Coatings), 응용 광학(APPLIRD OPTICS), 제22권, 제24권, pp. 4127~4144(1983. 12. 15)에 제안되어져 있다.

또다른 접근 방법도 제안되어져 있다. 고르돈(Gordon)이 미합중국 특허 제4,308,316호 및 제4,187,336호(고르돈의 특허 '316의 분할 출원)에서는 진주 광택을 감소시키기 위해 산화 주석의 두꺼운 필름 코팅 아래, 유리위에 단일 또는 이중층의 기층 코팅을 하는 방법이 개시되어 있다. 유리와 반도체 코팅 사이에 하나 이상의 투명 물질층은 유리와 반도체의 중간 굴절율을 가지는 것으로 개시되어 있다. 상기 특허에서 제안된 이중층은 저 굴절율을 가지며 유리에 가장 근접한 제1부속층과, 상대적으로 높은 굴절율을 가지며 반도체 코팅에 근접한 제2부속층으로 구성되는데 여기서 각 굴절율의 값은 이미 상기한 바오 k같이 유리 및 코팅물의 중간 굴절율값으로 된다.

고르돈(Gordon)의 미합중국 특허 제4,419,613호 및 제 4,377,613호(고르돈의 특허 '386의 분할 출원)에서도 진주 광택을 감소시키기 위해 굴절율의 순서가 반대로 되어 있는 것을 제외하고는 상기의 고르돈의 특허 제4, 187,336호에서 개시된 것과 유사하다. 즉, 유리 반대쪽의 부속층은낮은 굴절율을 가지는 반면에 유리쪽의 부속층은 더 높은 굴절율을 가진다.이 순서를 바꿈에 의하여 박층을 이용한 색깔 발생 방지가 실현될 수 있다는 것이 주장되져 있다.

창문 코팅에 있어서의 색상 특성의 중요성은 역시 증발 주석 함유 In2O3 필름 : 기초 광학적 성질 및 에너지 효율 창문에의 응용 [(Evaporated Sn-Doped In2O3 Films : Basic Optical Properties and Applications to Energy-Efficient Windows), J.Appl.Phys. 60(11) pp 123~159.]에 기술되어 있다. 이 문헌의 섹션 X.C는 진주 광택을 현저히 감소시키기 위한 무반서 처리에 관해 설명하고 있다. 진주 광택은 제조업자들로 하여금 바람직한 낮은 열방출 효과를 얻기 위하여 요구되는 것보다 훨씬두꺼운 필름을 사용하도록 함으로써 초기의 창문 형태의 창문 코팅 수단을 어려운 작업으로 만들었다. 이는 재료의 이용 효율 및 공정 시간에 있어서 비효율적이라는 점이 지적된다.이에 대해 스퍼터드(sputtered) 알루미늄 옥시플루오라이드 물질의 무반사 코팅이 언급되어져 있다.

고르돈 특허의 일부 기층 코팅을 포함하여 많은 그러한 공지의 무진주 광택 기층 코칭은 헤이즈(haze)문제점을 가지고 있다. 특히 일부의 고르돈 특허는 보통의 창문 유리에 사용되어질 때 공지된 많은 코팅물은 상당한 헤이즈 또는 산랑광을 나타낸다. 이러한 결함을 해소하기 위해 첫번째로 고르돈은 유리 기재 표면에 산화 규소(SiO₂)와 같은 저굴절을 물질층을 고착시키는 것을 추천한다. 역시 이러한 목적을 위해 질화 규소(Si₃N₄) 및 산화 게르마늄(GeO₂)의 사용도 제한되어진다. 특히 도입층이 예를 들어 산화 주석(SnO₂)을 포함하는 물질을 큰 비율로 함유한다면 헤이즈가 형성될 수 있다고 주장되어진다.

고르돈 특허 및 다른 문헌들에서 제기된 무진주 광택 코팅에 관련된 또 다른 어려움은 중간층의 두께에 대한 그의 민감성이다. 특히 무진주 광택 효율의 정도는 정확한 두께 범위내로 및 높은 균일도로 중간층을 도입하는 것에 민감하게 의존한다. 미합중국 특허 제4,187,336호에서는 예를 들어 굴절율이 있어서, ±0.02의 변화 또는 어떤 단일 기층 코팅의 두께에 있어서의 10%의 변화가 색상 포화도를 현저한 값으로 끌어 올리기에 충분하다는 것이 개시되어져 있다. 산업적 규모의 코팅물 생산에 있어서 그런 좁은 범위로 코팅물 중착을 보증한다는 것은 경우에 따라서는 매우 어려운 일이다. 보다 넓은 범위의 코팅 두계를 허용하기 위해 고르돈은 어떤 이중층 시스템을 제안하였다. 넓은 폭의 코팅 필름 두께 변화를 허용하는 코팅 시스템은 공업적으로 및 경제적으로 매우 바람직하다.

이 발명의 목적은 적어도 이 발명의 바람직한 실시예에 있어서 붓 광택 중간층 및 광학적 기능 코팅(저방출성 코팅, 태양광선 강도 조절 코팅) 모두의 변수, 특히 두께나 굴절율에 있어서의 변호를 허용하는 붓 광택층을 가진 코팅을 구비한 투명 유리 가공품을 제공함에 있다. 특히 이 발명의 목적은 그들의 산업적 적용에 있어서 매우 유리한 투명 유리 가공품 및 그의 제조 방법을 제공하는데 있다. 또한 이 발명의 목적은 적어도 바람직한 실시예에서 개시된 대로 현실적으로 적용 가능한 제조 기술 및 장비를 이용하여 쉽게 성취할 수 있는 허용 범위를 가지는 제품 및 제조 공정 규격을 가지는 그러한 유리 가공품을 제공함에 있다. 이 발명의 이들 또는 이 이외의 목적들을 하기에서 설명되는 것으로부터 더욱 분명하게 이해되어질 것이다.

이 발명의 첫 번째 형태에 따르면 유리 가공품은 코팅면을 가지는 유리 또는 다른 투명한 물질에 있어서, 기재의 적어도 한쪽 표면은 광학적 기능, 즉 저방출성, 태양광선 강도 조절, 전기 전도도, 적외선 및 자외선 반사 성질 등을 부여하기 위해 수용된 층을 구비한 진 투명 코팅이 수행된다. 이러한 광학적 기능층은 부여될 광학적 기능에 따라서 단일 성분 필름으로 구성되거나 각층 필름으로 구성되어질 수 있다.

경우에 따라서 다른 형태로 나타나는 진주 광택은 광학적 기능의 상부층보다 덜 두꺼운 무진주 광택층에 의하여 극복되어질 수 있다. 무진주 광택층은 기재보다 더 큰 굴절율을 가지며 기재 표면위에 직접 고굴절 영역을 구성한다. 나아가서 무진주 광택층은 고굴절율 영역위에 직접 적층된 다층 구배 단 영역(mult gradient step zone)을 구성할 수도 있다. 고굴절율 영역 및 각각의 구배 굴절율 영역의 굴절율은 실질적으로 기재 표면으로부터의 거리에 따라 일정하다. 각 구배단 영역에 있어서의 굴절율은 기재 표면에 가까운 쪽으로의 다음 구배단 영역의 굴절율보다 크다.

첫번째 구배단 영역, 즉 고굴절율 영역위에 바로 위치한 고굴절율 영역의 그것보다 더 낮은 굴절율을 가지고 있다. 이와 같이 무진주 광택층은 고굴절율 영역과 제2의 고굴절율 영역(적어도 제2의 구배단 영역을 구성하는)사이에 삽입된 형태인 저굴절율 영역(적어도 제1이 구배단 영역을 구성하는)을 구성된다.

이 발명의 제2의 형태는 상술한 바와 같은 진투명 유리 가공품의 제조방법에 관한 것이다. 특히 그러한 방법은 투명한 기재상의 고굴절율 영역을 피복시키는 공정과 그 후 상기 다층 구배단 영역을 구성하는 공정과 다음에 광기능층을 구성하는 공정으로 이루어진다. 아래에서 설명되어지는 대로 이 방명의 바람직한 실시예에서는 열분해 피복(deposition) 기술에 의하여 상기의 피복을 이행한다.

이 발명은 여러가지 이유에서 코팅 유리 가공품 기술에 있어서 굉장한 진전을 이룬 것이다. 더욱 주목할 만한 것은 바람직한 실시예에서 광학적 기능층 및 무진주 광택층 모두에서 필름 두께의 변화폭 및 필름 두께 균일성 및 굴절율 등이 변동폭을 허용하는 제품 및 그러한 제품의 제조 방법을 제공한다는 것이다.

이 발명의 바람직한 실시예에 따른 진투명 우리 가공품은 거의 또는 전혀 가시적인진주 광택을 가지지않으며 역시예를 들어 저방출성, 가시적인 투명성, 적외선 반사성, 자외선 반사선 및/또는 전기 전도도와 같은 바람직한 광학적 성질을 제공한다.

이 발명에 따른 무진주 광택층은 이러한 광학적 성질을 부여하기 위한 맣은 상업적 코팅과 병용할 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면 단일의 균일한 가시 색깔 또는 무색의 외관이 부여된다. 또한 이 발명의 많은 바람직한 실시예에 있어서 종래의 기술에 의한 무진주 광택 코팅의 비용에 비해 거의 또는 전혀 비용의 증가가 없다는 잇점이 있다. 이는 이 발명의 바람직한 실시예에 있어서 단순화된 공정 제어, 사용 재료량 감소, 저가의 재료 사용 및/또는 공정 기간 단축기 가능하기 때문이다. 이런 점에서 이 발명의 특별한 잇점은 바람직한 실시예의 무진주 광택 기층 코팅이 많은 광학적 기능을 가지는 상층부 코팅층에 큰 두께 범위에 걸쳐 무색의 외관을 부여하는데 매우 효과적이다라는 것이 주목되어져야 한다. 역시 이 발명은 공지의 공업적 제조 설비와 재료로 상기와 같은 잇점 및 특징들을 실현할 수 있다는 것이 이 발명의 기술 분야의 당업자들에 의해 인정되어질 것이다.

또한 이론에 근거한 것은 아니지만 상기 바람직한 실시예의 수행은 무진주 광택층에 의하여 부여된 소듐억제에 의하여 증진되는 것으로 이해되어진다. 또한 이러한 잇점의 일부 또는 전부는 이 발명의 바람직한 실시예에 있어서 코팅 유리 산업에서 현재 사용되고 있는 제조 공정과 완전히 병용할 수 있는 연속 공정을 통하여 성취되어질 수 있다. 그의 변형이 코팅 유리 산업의 당업자들에게 공지되어 있으며 공업적으로 유용한 현재의 광학 탐지 프로그램은 이 발명의 무진주 광택층이 다양한 영역에 있어서의 최적 두께, 굴절율을 확인하는데 어려움없이 이용되어질 수 있다.

이 발명에 따른 유리 가공품의 무진주 광택층의 아주 중요한 하나는 저굴절율 영역이 고굴절유 영역들 사이에 삽입되어진다는 것이다. 이론에 근거를 둔 것은 아니지만 이 발명의 다른 중요한 잇점은 적어도 부분거으로는 이들 핵심 특징들로부터 결과되는 것이라고 믿어진다. 주목할 만한 것이지만. 그 산업적 강점, 즉 필름 두께 및 굴절율 등의 변수 변화폭의 허용은 적어도 부분적으로는 이 고/저/고 굴절율 샌드위치 특성에 기인한 것이라고 믿어진다.

이 발명의 다른 잇점 및 특징들이 첨부된 도면을 참조하여 이하에 설명된 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 더욱 잘 이해되어질 것이다.

제1도는 이 발명의 바람직한 실시예에 다른 투명 코팅이 유리 기재의 표면에 형성되는 투명 유리 가공품의 부분 단면도이다.

제2도는 이 발명의 제2의 실시예의 단면도이다.

도면은 실제 크기와는 다르며 예증을 명확히 하고 도면의 이해를 용이하게 하기 위하여 필름 두께가 유리기재에 비하여 상대적으로 매우 확대되어 표현되었다는 것을 인식하여야 한다.

이 명세서에서의 광학적 기능층을 상부 코팅층 등으로 때때로 명명하는 것은 특히 광학적 기능층이 코팅 상부에 단일 필름층으로 예시되어 있는 도면과 관련하여 설명 또는 이해를 용이하게 하기 위함이라고 이해되어져야 한다. 따라서 광학적 기능층이 대기중으로 노출된 하나로 국한된다거나 반드시 상부이 위치를 점하여야 한다는 것을 의도한 것이 아니다.

예를 들면 이 발명의 바람직한 실시예에 있어서 부가층, 예를 들어 보호층들이 상기 광학적 기능층위로 피복될 수도 있다. 또다른 실시예에 있어서 코팅 표면은 또 한층의 유리 가공품으로 라미네이팅될 수 있다.

이 발명에 따른 무진주 광택 기층 코팅은 유리 가공품에 있어서 코팅 기재에 무색의 외관을 부여하는데 뿐만 아니라 선택적으로 단일의 대단히 균일한 투명의 시각적인 색깔을 부여하는데에 적용되어질 수 있다. 이 상세한 설명에 기초하여 최종 가공품의 다른 광학적 특징 및 성질을 결정함에 따라서 이들 결과의 한 또는 그 이외의 것을 성취하기 위한 굴절율 및 필름 두께의 선택은 당해 기술 분야이 당업자에게 있어서 개별 코팅층과 굴절율에 의하여 분류되어지는 주어진 유리 가공품의 광학적 성질의 그래프적 표현이 최적 필름 적층 설계의 영역을 결정하기 위하여 이용되어진다. 특히 그러한 그래프적 표현은 이 발명에 따른 산업적으로 강점이 있는 필름 적층 설게, 즉 코팅 유리 가공품의 산업적 제조시에 필름 두께, 굴절율 및 다른 변수들에 있어서 변화의 폭을 허용하는 설계를 용이하게 확인하는데 도움이 된다.

특히 제1도에 있어서, 진투명 유리 가공품(10)은 유리 기재(12)의 상부 표면(16)상에 코팅층(14)이 피복되는 것으로 이루어진다. 바람직하게는 유리 기재(12)는 약 1.5의 굴절율을 가지는 소다-림 유리로 되는 것이다. 예를 들어 상기 유리 가공품은 건축용 유리 가공 용도 등에 이용되어 질수 있다. 당해 기술 분야의 당업자라면 열분해 피복과 같은 어떤 코팅층(14) 형성 방법이 예를 들어 플라스틱 기재와 같은 기재 물질에 선택적으로 적합하지 않더라도 유리에 준한 물질이 적용되어질 수 있다는 것을 알수 있을 것이다. 코팅층(14)는 기재보다 더 큰 굴절율을 가지는 광학적 기능층(18)으로 구성된다. 상기의 층(18)은 대기중으로 노출된다. 제1도의 바람직한 실시예에 따르면 이 발명의 코팅은 저 방출성 및 적외선 및 자외선 반사성을 포함하는 광학적 기능성을 부여한다.

바람직하게는 상기 광학적 기능층(18)은 약 2,000~10,000Å의 필름 두께를 갖는 것이며 더욱 바람직하게는 약 2,000~5,000Å, 가장 바람직하기로는 약 3,500~4,000Å의 필름 두께를 가지는 것이다. 또한 이 발명의 광학적 기능층은 가시광선이 파장범위에 있어서 바람직하기로는 약 1.7~2.5, 더욱 바람직하기로는 약 1.9~2.0, 가장 바람직하기로는 약 1.9(550㎚의 파장에서 측정됨)의 굴절율을 가지는 것이다. 상기 광학적 기능층(18)의 이러한 바람직한 재료로서는 산화 주석, 불소 함유 산화 주석 및 적합한 굴절율을 가진 금속 산화물을 들 수 있다. 가장 바람직한 실시예에 따르면 상기 층(18)의 1.9의 평균 굴절율을 가지는 불소 함유 산화 주석으로 이루어진다. 그 실시예에서 상기 층(18)은 진정으로 투명, 즉 그 사용 범위내에서 가시광선에 대해 실질적으로 투명하다. 이 것에 의해 태양광선 강도 조절에 필요한 적외선 반사성 및 자외선 반사성이 부여된다.

따라서, 전기 전도성이 좋으므로 전기 저항을 이용한 가열 등의 용도에 사용되어질 수 있다. 이 발명의 고/저/고 굴절율 샌드위치 특징은 일정 두께 범위:2500~3000Å, 3500~4000Å 및 4800~5200Å의 불소 함유 산화 주석으로 구성된 광학적 기능층에 사용함에 있어 특히 효과적이다. 두께 변화폭의 허용 특성은 처음의 두 두께 범위에 있어서의 불소 함유 산화 주석에 대해 특히 양호하다. 하지만 불소 미함유 산화 주석에 대해서도 거의 동일한 두께 범위가 적용될 수 있다. 일반적으로 이하에서 사용되어지는 용어 산화 주석 및 SiO2는 달리 명시되지 않는 한 불소 함유 및 불소 미함유 산화 주석 모두를 나타낸다. 이 발명에 따른 이와 같은 바람직한 실시예는 절연성 유리 가공 유니트 등의 용도에 있어서 특히 적합하다. 이러한 절연성 유리 가공 유니트는 외부 창문의 외벽 표면에 제1표면으로, 외부 창문의 내벽 표면(에어 갭과 접한 부분)을 제2표면으로, 내부 창문의 외벽 표면(에어 갭과 접한 부분)을 제3표면으로, 내부 창문의 내벽 표면을 제4표면으로 할 때 이 발명의 바람직한 실시예에 따른 코팅은 상대적으로 추운 지방(북부 미국)에서는 제3표면상에, 상대적으로 더운 지방(남부 지방)에서는 제2표면상에 수행되는 것이 바람직하다. 삼중 유리 가공 유니트에서는 상기 코팅은 더운지방에서는 제2표면에, 상대적으로 추운 지방에서는 제5표면(최외측 창문에는 에어 갭에 접한 부분)에 수행되는 것이 바람직하다.

이 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따르면 유리 가공품(10)은 간축 유리 가공 용도로 이용되어져, 코팅층(14)는 상기 층(18)이 약 3,500~4,000Å의 두께를 가지는 불소화 산화 주석으로 구성된 저방출성 코팅을 된다. 이래에 기술되어지는 바람직한 무진주 광택층에 의해 결과되는 유리가공품은 반사 및 투과 광선 모두에 있어서 모두 실질적으로 무색이다. 즉 그러한 유리 가공품에서 통상 보여지는 가시적 진주 광택은 코팅의 광학적 성질을 실질적으로 손상시키지 않으면 제거된다. 특히, 산화 주석 도는 불소 함유 산화 주석층의 저방출성은 무진주 광택층에 의하여 크게 감소되거나 저해되지 않는다.

이 발명의 바람직한 실시예의 중요한 특징중의 하나는 상기 무진주 광택층이 상기와 같이 얇은 광학적 기능층을 피복함으로 인하여 성취할 수 있다는 것이다. 상술한 바와 같이 선행 기술에 있어서는 진주 광택을 방지하기 위하여 상대적으로 두꺼운 필름을 이용하는 것이 추천되었지만 이는 열응력 균열, 보다 긴(따라서 더 많은 비용의) 피복 기간, 보다 낮은 투명성 등의 몇가지 단점들을 내포하고 있다.

이 발명의 상세한 설명에 기하여 이 발명의 당업자에게는 상술의 이 발명의 바람직한 실시예에서 사용된 산화 주석층(18) 대신에 또는 병행하여 많은 택일적인 광학적 기능층들의 사용되어질 수 있다는 것이 인식되어질 것이다. 특히 유리한 택일적 재료로서는 예를 들어 산화 아연, 산화 티타늄, 인듐 주석 산화물, 안티몬 함유 산화 주석 및 산호 텅스텐을 들 수 있다. 광학적 기능층(18)은 역시 다중 필름의 복합 재료일 수 있으며 상술한 바와 같이 대기를 노출되지 않아도 무방하다.

상기 저방출성 필름은 이산화 규소 등의 보호 물질로 오버 코팅될 수도 있다. 당해 기술 분야의 당업자는 예를 들어 마찰 저항 필름, 색 필름 등의 많은 부가의 또는 택일적인 필름들이 상기 광학적 기능층(18)의 주된 필름과 함께 사용되어질 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 상기 코팅층(14)은 대기로 노출되지 않고 유리 가공품의 라미네이트층 사이의 계면에 위치될 수도 있다. 선택적으로 이것은 상기 코팅층은 두 개의 이격된 층 사이의 진겅이나 에어 겝에 노출되게끔 이중의 유리 가공품의 투명 기재의 내부 표면에 사용될 수도 있다.

나아가서, 상기 코팅층(14)은 특히 코팅 표면으로부터 반사된 태양광선을 볼 때 생기는 진주 광택을 완전히 제거할 수 있는 무진주 광택층(20)으로 구성된다. 상기 무진주 광택층(20)은 상술한 바와 같은 광학적 기능층의 소망하는 성질, 즉, 가장 중요한 가시적 투명성, 적외선 반사성, 자외선 반사성 및 저방출성을 손상시키지 않고 가시적인 진주 광택을 제거한다.

상기 층(20)은 상기 광학적 기능층(18)보다 얇으며 바람직하게는 약 400~1,300Å, 더욱 바람직하게는 700~1,000Å의 두께를 가진다. 제1도의 바람직한 실시예에서 이 층은 두 개의 고굴절율 영역 사이에 위치된 저굴절율 영역을 구성한다. 고굴절율 영역(22)은 유리 기재(12)의 표면(16)에 직접 피복된다. 어떤 층이나 영역이 다른 표면 또는 다른 층상에 직접 피복된다고 하는 것은 그들 사이에 끼는 어떤 다른 층의 영역이 없이 그 층 또는 표면을 게면으로 형성한다는 뜻으로 이해되어져야 한다.

예증된 바람직한 실시예에 있어서 무진주 광택층(20)은 표면(16)상에 직접 및 층(18) 아래에 직접 이치되어진다. 이 명세서에서 사용되어지는 대로 무진주 과광택층(20)과 기재(12) 사이에는 어떤 얇은 필름층 등이 존재하지 않는 것을 뜻한다. 이와 같이 표면(16)은 코팅층(14)의 피복에 선행하여 표면(12)상에 피복된 어떤 다른 코팅물의 표면이 아니고 바로 기재(12)의 전체 재료의 표면이다. 유사하게 무진주 광택층(20)은 그들 사이에 어떤 필름이나 코팅물이 없어 광학적 기능층(18)의 아래에 직접 위치되어진다.

고굴절율 영역은(22)는 바람직하게는 약 100~500Å, 더욱 바람직하게는 100~300Å의 두께를 가진다. 상술한 이 발명의 일반적인 원리에 따르면 제1도에 있어서 제1영역(22)은 기재(12)보다 더 큰 굴절율을 가진다는 것이 중요한 특성이다. 소다-림 유리 또는 약 1.5의 굴절율을 가지는 다름 물질이 기재에 대해서 상기 영역(22)의 굴절율은 유리 기재(12)의 그것보다 크다. 영역(22)의 굴절율은 바람직하게는 약 1.6~2.5, 더욱 바람직하게ㅐ는 1.9~2.1, 가장 바람직하기로는 약 1.9로 되는 것이다. 고굴절율 영역(22)를 위한 적합한 재료는 용이하게 상업적으로 구할 수 있으며, 이 명세서의 기술에 의해 당해 기술 분야의 당업자에게 있어서는 명백하게 이해되어질 것이다. 약 1.9의 굴절율을 가지는 산화 주석이 유리 기재(12) 및 산화 주석(선택적으로 불소화될 수 있음) 광학적 기능층(18)을 이용한 상기 저방출성 실시예에 있어서의 영역(22)를 위해 가장 바람직하다. 고굴절율 영역(22)을 위한 적합한 재료가 아래의 표A에 주어진다.

제1도에서 예시돈 이 발명의 바람직한 실시예에 있어서 고굴절율 영역(22) 위의 제1구배단 영역은 고굴절율 영역상에 직접 위치된 저굴절율 영역(24)이다. 제2구배단 영역(26)은 상기 광학적기능층(18) 아래에 직접, 그리고 저굴절율 영역(24) 상부에 직접 위치되어진다.

이와 같이 저굴절율 영역(24)은 보다 굴절율이 큰 영역들(22 및 26) 사이에 샌드위치되어진다. 영역들(24 및 26)은 약 300~800Å의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 제1도에서 예시된 바람직한 실시예에서 영역들(24 및 26) 각각은 약 100~400Å의 두께를 가지는 것이 가장 바람직하다. 저굴절율 영역(24)의 굴절율은 바람직하게는 약 1.0~1.9 더욱 바람직하게는 1.4~1.7로 되는 것이다. 광학적 기능성 굴절율 구배단을 확보하기 이해 고굴절율 영역(22)의 이하이면 된다. 이와 같이 상기에서 언급된 바람직한 저방출성 실시예에 있어서 영역(22)으로 사용된 산화 주석의 굴절율 1.9보다 작으면 충분하다. 그러나 바람직하기로는 영역(24)의 굴절율은 기재의 굴절율보다 작아야 한다. 이는 상기의 대단히 얇은 영역 두께로 무진주광택 기능성을 최종 가공품에 부여하기 위한 것으로 이해되어진다. 상기에서 언급된 바람직한 실시예에 있어서 저굴절율 영역(24)는 약 1.44의 굴절율을 가지는 산화 규소(SiO2)로 구성된다. 다른 택일적인 재료들이 상업적으로 용이하게 얻어질 수 있으며 이 명세서의 설명에 가하여 당해 기술 분야의 당업자라면 이러한 택일적인 재료에 대하여 명백하게 알 수 있을 것이다. 저굴절율 영역(24)에 적합한 재료들이 하기 표 B에 주어져 있다.

각 구배단 영역과 다음 영역 사이의 굴절율의 차는 적어도 0.1 정도는 되어야 하고 더욱 바람직하기로는 0.2 정도는 되어야 한다. 또한 각 단계는 실질적으로 독립된 필름으로 사능할 수 있을 만큼 충분한 영역 또는 필름 두께를 가져야 한다. 바람직하기로는 각 단계는 약 100Å의 필름 두께르 가지는 것이다. 당해 기술 분야의 당업자에게는 영역 사이의 두께 변화가 새기는 것은 모두 공업적 코팅 방법에서 통상적인 일로 인식 될 것이다. 이 발명에서의 구배단 사이의 변화 또는 단(段, step)은 필름의 두께와 관련한 굴절율변화에 있어서 실질적으로 독립된 굴절율 단(고에서 저로 및 저에서 고로)의 광학적 성질이 성취될 수 있도록 충분히 현저하게 차이가 있다.

바람직하게는 영역(26)의 굴절율은 약1.55 내지 1.75 사이이며 더욱 바람직하기로는 약 1.65로 되는 것이다. 고굴절율 영역(26)에 적합한 재료는 상업적으로 용이하게 얻어질 수 있으며 이 명세서의 설명에 기하여 당해 기술 분야의 당업자라면 이러한 재료에 대하여 명백하게 알 수 있을 것이다.

상기에서 언급된 바람직한 저방출성 실시예에 따르면 유리를 기재로 하고 층(14) 및 영역(22)이 산화 주석으로 이루어지며 영역(24)은 필수적으로 약 1.44의 굴절율을 가지는 이산하규소로서 약 100~400Å의 두께를 가지며 영역(26)은 필수적으로 산화 알루미늄(Al2O3) 또는 약 1.65의 굴절율을 가지는 이산화 규소 및 산화 주석의 균일 조성물(SiOl/SnO2)로서 약 100~400Å의 두께를 가진다. 이 이외에적합한 물질로는 상기 표 A 및 B에 주어진 물질들의 혼합물을 들 수 있다. 예를 들어 약 1.65의 굴절율을 가지는 산화 알루미늄과 같은 상대적으로 고굴절율을 가지는 재료가 저굴절율을 요하는 필름, 즉 제1구배단 영역으로 사용되어진다면 영역(26)을 위해서는 더 높은 굴절율을 가지는 재료가 물론 사용되어야 한다는 것은 이 명세서의 전반적인 설명에 기하여 당해 기술 분야의 당업자에게는 명백하게 이해될 것이다.

제1도에서 예시된 바와 같이, 이 발명의 적어도 하나의 바람직한 실시예에 있어서 코팅층(14)의 모든 층은 산화 주석, 이산화 규소 또는 이들의 혼합물로 구성된다는 이 상기의 설명으로부터 이해되어질 것이다. 코팅층을 형성함에 있어서 재료가 아주 적게 단다는 큰 공정 잇점이 있다.

이 발명의 코팅을 수행하기 위한 몇가지 공정들은 공업적으로 용이하게 적용될 수 있으며 당해 기술 분야의 당업자에게 있어서는 공지된 것들이다. 무진주 광택층(20)과 광학적 기능층(18)을 피복하기 위한 바람직한 공정들로서는 예를 들어 진공 스퍼터링, 졸-겔 및 스프레이 열분해 및 화학 증착을 포함하는 열분해 코팅을 들 수 있다. 이 발명의 코팅층에 사용된 재료들의 굴절율은 적용되는 코팅 방법에 따라 다소 달라질 수 있다.

이제 제2도를 참조하여 이 발명의 제2의 실시예가 설명될 것이다. 특히 진투명 유리 가공품(50)은 진투명 유리 기재(52)를 사용한다. 진추면 코팅층(54)은 대기증으로 노출된 광학적 기능층(58) 및 상기 기재(52)와 상기 광학적 기능층(58) 사이의 무진주 광택층(60)으로 이루어져 있다. 제1도의 실시예에서와 같이 무진주 광택층(60)은 얇은 필름 코팅으로부터 가시적인 진주 광택을 제거하기위하여 형성되어지며 무색의 외관 또는 단일의, 대단히 균일한, 투명의, 약간 인식 가능한 색깔을 제공하여 준다.

각 경우에 있어서, 상기 무진주 광택층은 광학적 기능층(58)의 소망하는 광학적 성질, 즉 이 발명의 코팅에 특별히 사용된 광학적 기능층에 의존하는 가시적 투명성, 적외선 반사성, 자외선 반사선, 저방출성 및/또는 전기 전도성을 손상시키지 않고 이 기능을 수행한다.

바람직하게는 광학적 기능층(58)은 약 0.7 미크론의 두께를 가지는 산화 주석 등의 저방출성층이다. 다른 바람직한 실시예에 따르면 코팅층(54)은 진투명의 저방출성 코팅이며 여기서 삭 광학적 기능층(58)은 약2,000~10,000Å, 더욱 바람직하기로는 약 2,000~5,000Å, 가장 바람직하기로는 약 3,500~4,000Å의 두께를 가지고 약 1.7~2.5 가장 바람직하기로는 1.9(550㎚에서 측정됨)의 굴절율(가시광선의 파장 범위에서)을 가진다.

상기 층(58)의 적합한 재료로는 제1도의 실시예의 기능층(18)에 대해 상술한 재료들을 포함한다. 가장 바람직하기로는 약 1.9의 굴절율 및 약 3,500~4,000Å의 균일한 두께를 가지는 산화 주석층으로 되는 것이다.

제2도의 실시예에 있어서 상기 층(60)은 필수적으로 유리 기재(52)의 상부표면(56)에 직접 형성된 고굴절율 영역(62)과 그위에 연달아 형성되는 네 개의 구배단 영역으로 이루어진다. 상기층(60)은 저방출성층(58)보다 얇다. 상기 영역(62)의 굴절율은 기재(52)보다는 높으며 바람직하게는 약 1.6~2.5, 가장 바람직하게는 1.9이다. 제1도의 실시예에서의 고굴절율 영역(22)에 대해 상술한 재료들이 제2도의 실시예의 고굴절율영역(62)에도 역시 적합하다. 고굴절율 영역(62)의 바람직한 두께는 약 100~500Å, 더욱 바람직하게는 약 100~300Å이다. 산화 주석이 약 1.9의 높은 굴절율을 가지고 있고, 투명성, 균일 코팅의 용이성, 환경 안정성 및 유리 가공품의 다른 재료들과의 상용성을 가지고 있다는 점에서 상기 영역(62)을 위한 매우 바람직한 재료이다.

제1구배단 영역인 저굴절율 영역(64)은 고굴절율 영역(62)의 상부에 직접 피복되어진다. 저굴절율 영역(64)에 대한 적합한 재료는 제1도의 실시예의 저굴절율 영역(24)에 대해 상술한 바와 같은 재료를 포함한다. 바람직하게는 영역(64)은 1.0~1.9, 더욱 바람직하게는 1.4~1.5, 가장 바람직하게는 약 100~400Å이다. 가장 바람직하게는 상기 영역은 약 1.44의 굴절율, 약 100~400Å의 대단한 균일한 두께를 가진 이산화 규소층으로 되는 것이다.

저굴절율 영역(64)은 고굴절율 영역(62)과 제2고굴절율 영역, 즉 제2구배단 영역(66)의 사이에 직접 삽입된다. 제2도의 실시예에서의 제2차 고굴절율 영역 다음에는 각각 선행되는 영역들보다 큰 굴절율을 가지는 두개의 부가 구배단 영역들(68 및 70)이 뒤따른다. 특히 영역(66)은 저굴절율 영역(64)위에 직접 피복되며 영역(64)보다 더 큰 굴절율을 가진다. 이와 같은 바람직한 실시예에 있어서 영역(64)이 약 1.44의 굴절율을 가지는데 반하여 영역(66)은 약 1.5~1.6, 가방 바람직하기로는 1.55의 굴절울을 가진다. 영역(66)을 위해 적합한 재료는 상기 표 A 및 표 B에 주어진 물질들의 혼합물을 포함한다. 영역(66)의 두께는 약 100~400Å이 적합하다.

다음의 구배단 영역(68)은 영역(66) 상부에 직접 피복되며 영역(66)보다 더큰 굴절율을 가진다. 바람직하기로는 영역(68)의 굴절율은 약 1.6~1.7이며 가장 바람직하기로는 약 1.65로 되는 것이다. 영역(68)의 두께는 약 100~400Å으로 되는 것이 바람직하다. 적합한 재료는 산화 알루미늄 및 이산화 규소와 산화 주석의 혼합물을 포함하며 제1도의 실시예에서의 제2차 고굴절율 영역(26)에대해 언급된 물질들을 포함하며, 후자의 물질들이 코팅이 용이성, 투명성, 바람직한 실시예어서의 다른 재료들과의 상용성 및 재료의 범용성 측면을 고려할 때 더 바람직하다.

최종적으로 최종 구배단 영역(70)은 영역(68) 상부에, 광학적 기능층(58)의 하부에 직접 피복되어진다. 상기 층(70)은 영역(68)보다는 높은 굴절율을 가지며 영역(58)보다는 낮은 굴절율을 가지는데 바람직하기로는 약 1.7~1.8, 가장 바람직하기로는 약 1.75의 굴절율을 가진다. 적합한 재료는 이 명세서의 내용에 의해 당해 기술 분야의 당업자에게는 자명한 일이지만 상업적으로 용이하게 얻을 수 있다. 바람직한 재료는 상기 표 A 및 표 B에서 주어지 물질들의 혼합물을 포함한다.

제1도의 실시예에서와 같이 코팅층(54)는 예를 들어 스퍼터링, 스프레이 열분해, 졸-겔 및 화학 증착을 포함하는 많은 공업적으로 공지되고 실제 사용되어지는 코팅 방법에 의해 형성될 수 있다. 다음의 실시예는 이 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조를 예증하는 것이다.

실시예 1

소다-림 부동 유리가 실험실 벨트로에서 약 60℃로 가열된다. 7.0%의 디플로오로에탄, 0.4%의 물, 0.4%의 사염화 주석 및 나머지의 질소로 구성된 기체 혼합물이 가열된 유리위로 통과되어 약 270Å의 두께를 가지는 산화 주석 필름이 피복되게 된다. 사염화 주석과 물 증기는 반응전에 잠시 분리되어 유진된다. 이산화 규소의 제2차 필름이 0.4%의실란, 6.%의 산소 및 나머지 질소로 구성된 기체 혼합물을 가열된 유리위로 통과시킴으로써 산화 주석위에 피복된다. 제2차 필름의 두께는 약 140Å으로 한다 산화 알루미늄의 제3차 필름이 0.1%의 디에틸 알루미늄 클로라이드, 10%의 아산화 질소 및 나머지 질소로 구성된 기체 혼합물을 가열된 유리위로 통과시킴으로서 피복된다. 이 필름의 두께는 약 170Å으로 한다. 약 3,500Å의 두꺼운 산화 주석층이 제1차 산화 주석 필름에 이용된 기체 혼합물과 동일한 조성을 가진 기체 혼합물을 유리위로 통과시킴으로써 형성되어진다. 결과되는 제품은 약 3%의 색 청정도를 가지며 약 0.2%의 적외선 방출성을 가진다.

Claims (5)

1. 그 표면위에 진투명 코팅층을 가지는 진투명 유리 기재로 이루어지며, 상기 코팅층이 상기 기재보다 높은 굴절율을 가지는 광학적 기능층과 상기 기재 표면과 상기 광학적 기능층 사이에 삽입된 무진주 광택층으로 구성된다. 상기 무진주 광택층은 상기 광학적 기능층보다 얇고 상기 기재 표면으로부터의 거리에 따라 일정한 굴절율을 가지며 그 굴절율의 상기 기재의 굴절율보다 큰 상기 기재 표면상에 형성되는 고굴절율 영역과; 각 구배단 영역의 굴절율이 기재 표면으로부터의 거리에 따라 일정하고 기재 표면에 더 가까운 다른 구배단 영역의 굴절율보다 더 크도록 되며 상기 고굴절율 영역위에 직접 형성된 제1구배단 영역이 상기 고굴절율 영역의 굴절율보다 낮은 굴절율을 갖도록 형성된 상기 고굴절율 영역의 상부에 형성된 다중 구배단 영역과로 구성되는 것을 특징으로 하는 진투명 유리 가공품.
2. 제1항에 있어서, 상기 기재가 유리이고 ; 상기 광학적 기능층이 약 2,000~10,000Å의 두께를 가지며 SnO₂로 구성되고 ; 상기 고굴절율 영역이 100~300Å의 두께를 가지며 SnO₂, SiN₄, SiO, ZnO, In₂O₃, V₂O₅, WO₃, Nb₂O₅, Ta₂O₅, ZrO₂, CeO₂, ZnS, TiO₂및 이들의 혼합물로 구성된 제1차군으로부터 선택되는 물질로 이루어지며 ; 상기 제1차 구배단 영역이 약 100~400Å의 두께를 가지고 Al₂O₃, SiO₂, 화학식이 [(CH₃)₂SiO]n로 된 실리콘 고분자 MgF₂, Na₃AlF₆및 이들의 혼합물로 구성되는 제2차군으로부터 선택되는 물질로 이루어지며 ; 상기 제2구배단 영역이 200~500Å의 두께를 가지고 Al₂O₃및 상기 제1차 및 제2차군으로부터 선택되는 물질들의 적합한 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 진투명 유리 가공품.
3. 제2항에 있어서, 상기 광학적 기능층 및 고굴절율 영역 각각이 산화 주석으로 구성되고 ; 상기 제1구배단 영역이 ; 이산화 규소로 구성되며 ; 상기 제1구배단 영역이 Al2O3 및 SnO2와 SiO2의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 진투명 유리 가공품.
4. 제1.5의 굴절율을 가지는 진투명 유리 기재와 : 상기 기재의 상부에 형성되며 코팅층이 대기중으로 노출된 광학적 기능층으로 구성되고 약 2,000~5,000Å의 두께, 약 1.9의 굴절율을 가지는 진투명 저방출성 코팅층과 ; 무진주 광택층이 상기 광학적 기능층보다 얇고 약 100~300Å의 두깨를 가진 고굴절율 영역으로 구성되며 약 1.9의 굴절율을 가지고 기재 표면에 직접, 기재 표면과 광학적 기능층 사이에 형성되어지며 그의 제1구배단 영역이 약 100~400Å의 두께, 1.44의 굴절율을 가지며 상기 고굴절율 영역 상부 및 상기 광학적 기능층 하부에 직접 형성되어지는 무진주 광택층으로 이루어진 진투명 유리 가공품.
5. 코팅층이 광학적 기능층 및 상기 광학적 기능층과 기재 표면 사이에 형성되는 무진주 광택층으로 구성되고 코팅이 : 첫 번째로 기재 표면에 직접 상기 기재보다 높은 굴절율을 가지는 고굴절율 영역을 피복하고 나서 적어도 상기 굴절율을 영역보다 낮은 일정한 굴절율을 가지는 제1구배단 영역과, 상기 제1구배단 영역보다 높은 일정한 굴절율을 가지며 상기 제1구배단 영역 상부에 직접 형성되는 제2구배단 영역을 포함하는 다중 구배단 영역을 상기 고굴절율 영역 상부에 직접 형성시킴에 의해 상기 무진주 광택층을 피복하는 공정과 : 그 다음 2,000~10,000Å의 두깨를 가지고 상기 다중 구배단 영역의 어느 것보다도 굴절율이 큰 상기 광학적 기능층을 상기 무진주 광택층 상부에 형성시키는 공정과 : 로 구성되는 공정에 의하여 이루어지는 방식으로 진투명 기재의 표면에 진투명 코팅을 행하여 이루어지는 진투명 유리 가공품의 제조 방법.