KR102313394B1 - 투명 층들로부터 만들어진 소자 - Google Patents

투명 층들로부터 만들어진 소자 Download PDF

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KR102313394B1
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

이러한 투명 소자(10)는,
- 매끄러운 외부 주 표면(2A,4A)을 각각 가지며 실질적으로 동일한 굴절 지수(n2,n4)를 갖는 유전체 재료로 구성되는 두 개의 외부 층(2,4), 및
- 외부 층들 사이에 삽입되며, 금속 재료로 만들어지거나 외부 층의 굴절 지수와 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 단일 층에 의해, 또는 금속 재료로 만들어지거나 외부 층의 굴절 지수와 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 적어도 하나의 층을 포함하는 적층체에 의해 형성되는 중앙 층(3)을 포함한다.
상이한 성질 또는 상이한 굴절 지수를 갖는 두 개의 층들 사이의 모든 접촉 표면(S0, S1)은 텍스쳐 가공되고 서로 평행하며, 주어진 파장 범위에서 제2 외부 층(4)의 측에서의 적층 소자(10)의 전체 반사(Rstray)에 대한 주어진 파장 범위에서 제1 외부 층(2)의 측에서의 적층 소자(10)의 전체 반사(Reffective)의 비율은 1.5보다 크거나 같다.

Description

투명 층들로부터 만들어진 소자 {ELEMENT MADE FROM TRANSPARENT LAYERS}
본 발명은 확산 반사 특성을 갖는 투명 적층 소자에 관한 것이다.
적층 소자는 강성 또는 연성일 수 있다. 적층 소자는 특히, 차량, 건물, 도로 시설물, 내부 가구, 조명 장치, 디스플레이 서포트(display supports), 프로젝션 스크린 등을 위한 것과 같은 글레이징(glazing)에 대해 공지된 모든 용례에 사용될 수 있는, 예를 들어 유리 또는 유기 폴리머 재료를 기초로 하여 구성되는 글레이징일 수 있다. 적층 소자는 또한, 글레이징을 통한 방사선의 정투과를 유지하는 동시에 표면에 확산 반사 특성을 부여하기 위해서 특히, 표면, 예를 들어 글레이징의 표면에 추가될 수 있는 유기 폴리머 재료를 기초로 한 연성 필름일 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 확산 반사 특성을 갖는 투명 적층 소자는 소자로 입사되는 방사선에 대한 정투과 및 확산 반사를 야기하는 소자이다. 보통, 소자에 의한 반사는 주어진 입사각으로 소자로 입사되는 방사선이 복수의 방향으로 소자에 의해 반사될 때 확산이라고 말한다. 다른 한편으로, 소자에 의한 반사는 주어진 입사각으로 소자로 입사되는 방사선이 입사각과 동일한 반사각으로 소자에 의해 반사될 때 정반사(specular)라고 말한다. 유사하게, 소자를 통한 투과는 주어진 입사각으로 소자로 입사되는 방사선이 복수의 방향으로 소자에 의해 투과될 때 확산이라고 하는 반면에, 소자를 통한 투과는 주어진 입사각으로 소자로 입사되는 방사선이 입사각과 동일한 투과 각도로 소자에 의해 투과될 때 정투과라고 말한다.
확산 반사 특성을 갖는 투명 적층 소자는 특허 출원 WO 2012/104547 A1 호에 설명되어 있다. 그러한 적층 소자가 글레이징에 통합될 때, 글레이징은 확산 반사로 인해 급격한 반사로 반사시키지 않는 장점을 가지며, 이는 예를 들어, 차량의 헤드라이트가 글레이징에 반사될 때 번쩍거릴 위험을 감소시킨다. 게다가, 적층 소자가 상대적으로 더 밝은 공간, 예를 들어 외부 공간과 상대적으로 더 어두운 공간, 예를 들어 내부 공간을 분리시키는 글레이징과 통합될 때, 글레이징은 가장 밝은 측에 배치된 관찰자에 의해서 확산으로서 인지되며 가장 어두운 측에 배치된 관찰자에 의해서 투과로서 인지된다. 적층 소자의 확산도에 따른 역할을 수행함으로써, 그에 따라 가장 밝은 측에 불투명한 외관을 그리고 가장 어두운 측에 투명한 외관을 갖는 글레이징을 얻는 것이 가능하다. 그러한 글레이징은 차량 또는 건물의 내부에 프라이버시를 제공하는, 특히 차량 또는 건물을 위한 "프라이버시(privacy)" 글레이징으로서의 용례를 찾을 수 있다.
그러나, 광 대비(light contrast)가 적층 소자와 통합된 글레이징의 밝은 측과 어두운 측 사이에서 충분히 두드러지지 않을 때, 가장 어두운 측에 배치된 관찰자는 흐릿하거나 "지저분한 글레이징(dirty glazing)" 인상을 받으며, 이는 글레이징을 통한 시야의 선명함을 제한한다.
소자의 밝은 측과 어두운 측 사이에서의 광 대비가 상대적으로 낮을 때조차도, 흐릿하거나 "지저분한 글레이징" 인상 없이 소자의 주어진 측에 위치된 관찰자에게 소자를 통한 시야의 선명함을 보장하는 것을 가능하게 하는 확산 반사 특성을 갖는 투명 적층 소자를 제안함으로써, 본 발명이 이러한 단점에 대한 해결책을 더욱 구체적으로 찾고자 하는 것이다.
이러한 목적을 위해서, 본 발명의 하나의 요지는
두 개의 매끄러운 외부 주 표면을 가지는 투명 적층 소자로서,
- 매끄러운 외부 주 표면을 각각 가지며 실질적으로 동일한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 구성되는 두 개의 외부 층, 및
- 외부 층들 사이에 삽입되며, 금속 재료로 만들어지거나 외부 층의 굴절 지수와 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 단일 층에 의해, 또는 금속 재료로 만들어지거나 외부 층의 굴절 지수와 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 적어도 하나의 층을 포함하는 적층체에 의해 형성되는 중앙 층을 포함하며,
하나의 층이 금속 재료로 만들어지고 다른 하나의 층이 유전체 재료로 만들어지거나, 두 개의 층이 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 적층 소자의 두 개의 인접한 층들 사이의 모든 접촉 표면이 텍스쳐 가공되고(textured) 서로 평행한 투명 적층 소자에 있어서,
주어진 파장 범위에서 제2 외부 층의 측에서의 적층 소자의 전체 반사에 대한 주어진 파장 범위에서 제1 외부 층의 측에서의 적층 소자의 전체 반사의 비율이 1.5보다 크거나 같고, 바람직하게 2보다 크거나 같고, 더 바람직하게 3보다 크거나 같고, 가장 바람직하게 4보다 크거나 같은 것을 특징으로 한다.
주어진 파장 범위에서 적층 소자의 외부 층들 중의 하나의 측에서의 적층 소자의 전체 반사(% 단위로 표현됨)는 방사선이 상기 외부 층의 측에 있는 적층 소자로 수직 입사되도록 방사선원을 위치시킴으로써 측정된다. 소자의 전체 반사는 소자에 대한 정반사 및 소자에 대한 비-정반사 또는 확산 반사를 포함한다. 바람직하게, 주어진 파장 범위는 가시 스펙트럼의 파장 범위의 적어도 일부를 포함한다. 특히, 이는 가시 스펙트럼의 파장 범위의 전부 또는 일부일 수 있거나, 적외선 범위 및 가시 범위 모두의 스펙트럼 대역을 포함하는 범위일 수 있다.
놀랍게도, 전술한 바와 같이 비대칭 반사를 갖는 적층 소자의 구조는 제2 외부 층의 측에 배치된 관찰자에 대한 흐릿하거나 "지저분한 글레이징" 인상을 제거할 수 있게 한다. 이는 소자를 통해 볼 때 흐릿한 인상을 갖는다는 사실이 일반적으로 소자의 투과시 흐릿한 특성, 즉 소자를 통과하는 방사선을 편광시키는 소자의 성능과 연관되어 있기 때문에 놀랍다. 따라서, 확산 반사 특성을 갖는 투명 적층 소자를 통해 관찰할 때 흐릿하거나 "지저분한 글레이징" 인상이 예를 들어, 소자의 두 개의 외부 층 사이의 불완전한 지수 일치로 인한, 그렇지 않으면 소자 내의 접촉 표면의 불완전한 평행으로 인한 흐릿한 투과에 기인된 것이라고 믿는 것이 가능했을 것이다. 본 발명은 이러한 선입견을 거역하며 소자의 흐릿한 투과에 대한 더 이상의 한계점을 추구하고자 하기보다는, 소자의 각각의 측에서 반사 특성을 조절함으로써 흐릿하거나 "지저분한 글레이징" 인상을 제거한다.
따라서, 본 발명의 맥락에서 제1 외부 층의 측에서 적층 소자로 입사되는 방사선의 정투과가 얻어지는 반면에, 제2 외부 층의 측에서 적층 소자로 입사되는 방사선의 반사를 극도로 제한된다. 이런 방식으로, 제2 외부 층의 측에 배치된 관찰자는 제1 외부 층의 측에 위치된 광원 또는 각각의 광원의 방향과 무관하게 정투과 방식으로 적층 소자를 투과하는, 제1 외부 층의 측으로부터 생기는 광을 주로 수용한다. 이는 제2 외부 층의 측에 배치된 관찰자에게 흐릿하거나 "지저분한 글레이징" 인상을 주지 않는, 적층 소자를 통한 선명한 시야를 초래하며, 이는 소자의 두 개의 측들 사이의 광 대비가 낮거나 존재하지 않을 때조차도, 또는 제2 외부 층의 측에서의 광도(luminosity)가 제1 외부 층의 측에서의 광도보다 더 클 때조차도 그러하다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 제2 외부 층의 측에서의 적층 소자의 전체 광 반사에 대한 제1 외부 층의 측에서의 적층 소자의 전체 광 반사의 비율은 1.5보다 크거나 같으며, 바람직하게 2보다 크거나 같으며, 더 바람직하게 3보다 크거나 같으며, 가장 바람직하게 4보다 크거나 같다.
본 발명의 맥락에서, 적층 소자의 외부 층들 중의 하나의 측에서의 적층 소자의 전체 광 반사(% 단위로 표현됨)는 방사선이 상기 외부 층의 측에 있는 적층 소자로 수직 입사되도록 광원을 위치시킴으로써, ISO 9050:2003 표준 (D65 발광체; 2°관찰자)에 따라 측정된다.
적층 소자의 두 개의 외부 층 각각은 외부 층의 다양한 구성요소 층들이 모두 실질적으로 동일한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 구성되는 한, 적층체로 형성될 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 표현 "외부 층(outer layers)"은 중앙 층에 바로 인접하게 놓임으로써 중앙 층을 포위하는 두 개의 층을 의미하는 것으로 이해되며, 이는 외부 층이 반드시 적층 소자의 최외곽 층일 필요는 없다고 이해된다. 실제로, 적층 소자는 각각의 외부 층을 위한, 이러한 외부 층의 외부 주 표면과 맞대게 위치되는 적어도 하나의 추가 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 유전체 재료는 비-금속 재료이다. 유전체 재료는 유기 성질 또는 광물 성질일 수 있다. 광물 성질의 유전체 재료는 바람직하게는 실리콘, 티타늄, 주석, 아연, 알루미늄, 몰리브덴, 니오븀, 지르코늄, 망간으로부터 선택되는, 하나 이상의 전이 금속, 비-금속 또는 알칼리 토금속의 산화물, 질화물 또는 할로겐화물로부터 선택될 수 있다. 유기 유전체 재료는 폴리머로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 두 개의 유전체 재료는 실질적으로 동일한 굴절 지수를 가지거나, 550 nm에서 이들 굴절 지수 사이의 차이의 절대값이 0.150보다 작거나 같을 때 실질적으로 동일한 굴절 지수를 가진다. 바람직하게, 적층 소자의 두 개의 외부 층의 구성요소 재료들 사이의 550 nm에서 굴절 지수 사이의 차이의 절대값은 선호도 증가의 순서로, 0.050보다 작거나 같고, 0.030보다 작거나 같고, 0.020보다 작거나 같고, 0.015보다 작거나 같고, 0.010보다 작거나 같고, 또는 0.005보다 작거나 같다.
또한, 본 발명의 맥락에서, 두 개의 유전체 재료는 550 nm에서 이들 굴절 지수 사이의 차이의 절대 값이 엄격하게 0.150보다 클 때 상이한 굴절 지수를 가진다. 바람직하게, 한편으로 외부 층의 구성요소 재료와 다른 한편으로, 중앙 층의 적어도 하나의 유전체 층의 구성요소 재료의 사이의, 550 nm에서 굴절 지수의 차이의 절대 값은 0.30보다 크거나 같고, 바람직하게 0.50보다 크거나 같고, 더 바람직하게 0.80보다 크거나 같다. 본 발명에 따라서, 굴절 지수의 이러한 상대적으로 큰 차이는 적층 소자 안쪽의 적어도 하나의 텍스쳐 가공된 접촉 표면에서 발생한다. 이는 이러한 텍스쳐 가공된 접촉 표면에 대한 방사선의 반사, 즉 적층 소자에 의한 방사선의 확산 반사를 촉진시키는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 맥락에서 다음의 정의들이 사용된다.
두 개의 인접한 층들 사이의 접촉 표면은 두 개의 인접한 층들 사이의 경계면이다.
투명 소자는 적어도 소자의 목표 용례를 위한 사용 파장 범위에서 그 소자를 통해 방사선을 투과시키는 소자이다. 예로서, 소자가 차량 또는 건물 글레이징으로서 사용될 때, 소자는 적어도 가시 파장 범위에서 투명하다.
글레이징은 유기질 또는 광물의 강성 투명 기판이다.
텍스쳐 가공된 표면은 입사 방사선이 표면에 의해 확산 방식으로 투과되고 반사되도록 표면 특성이 표면으로 입사되는 방사선의 파장보다 더 큰 규모로 변화하는 표면이다. 바람직하게, 텍스쳐 가공된 또는 거친 표면은 0.5 ㎛보다 크거나 같은, 특히 1 ㎛ 내지 2 mm의 산술 평균 편차(Ra)에 대응하는 표면 거칠기 매개변수를 가진다. 통상적으로, 산술 평균 편차(Ra)는 평가 길이 전반에 걸친 프로파일의 정중선(median line)으로부터 측정된 표면 거칠기 프로파일(R)의 모든 절대 거리의 산술 평균이다.
매끄러운 표면은 표면으로 입사되는 방사선이 이들 표면의 불규칙도에 의해 편향되지 않을 정도의 표면 불규칙도를 가지는 표면이다. 따라서 입사 방사선은 그 표면에 의해 정반사 방식으로 투과되고 반사된다. 특히, 매끄러운 표면은 표면 불규칙도가 표면으로 입사되는 방사선의 파장보다 더 적은 치수를 가지거나 매우 작은 경사, 특히 1°미만의 경사를 갖는 대규모의 물결모양인 표면이다.
외부 층이 모두 실질적으로 동일한 굴절 지수를 가지는 유전체 재료로 구성되는 적층체로 형성되는 경우에, 외부 층은, 반드시 매끄러워야 하는 중앙 층에 대해 최외곽 층의 외부 주 표면이며, 이는 외부 층의 다양한 구성요소 층들 사이의 접촉 표면이 매끄럽지 않을 수 있다고 이해되는 것에 주목해야 한다.
본 발명에 따른 적층 소자가 두 개의 외부 층들 중 적어도 하나의 외부 주 표면에 맞대게 위치되는 적어도 하나의 추가 층을 포함할 수 있으며, 여기서 추가 층은 금속 재료로, 또는 외부 층의 유전체 재료의 굴절 지수와 상이한 굴절 지수를 가지는 유전체 재료로 구성된다는 것에 또한 주목해야 한다. 이런 경우에, 추가 층의 외부 주 표면은 매끄러워야 한다.
본 발명에 따라서, 제2 외부 층의 측으로 입사되는 방사선에 대한 상기 주어진 파장 범위에서의 적층 소자의 흡수는 제1 외부 층의 측으로 입사되는 방사선에 대한 상기 주어진 파장 범위에서의 적층 소자의 흡수보다 엄격히 더 크다.
본 발명의 덕분에, 제1 외부 층의 측에서 적층 소자로 입사되는 방사선의 정투과가 얻어지는 반면에, 제2 외부 층의 측에서 적층 소자로 입사되는 방사선의 반사는 제한된다. 적층 소자를 통한 정투과는 두 개의 외부 층이 매끄러운 외부 주 표면을 가지며 실질적으로 동일한 굴절 지수를 가지는 재료로 구성된다는 사실, 적층 소자의 외부 주 표면이 또한 매끄럽다는 사실, 및 하나의 층이 금속 재료로 만들어지고 다른 하나의 층이 유전체 재료로 만들어지거나, 두 개의 층이 상이한 굴절 지수를 가지는 유전체 재료로 만들어지는 적층 소자의 두 개의 인접한 층들 사이의 모든 접촉 표면이 출원 WO 2012/104547 A1 호에 설명된 바와 같이 텍스쳐 가공되거나 서로 평행하다는 사실로 인한 것이다.
또한, 제1 외부 층의 측에 배치된 관찰자가 적층체를 확산으로서 또는 심지어 불투명한 것으로 인식할 정도의, 제1 외부 층의 측에서 적층 소자로 입사되는 방사선의 확산 반사가 얻어진다. 적층 소자에서의 확산 반사는 하나의 층이 금속이고 다른 하나의 층이 유전체이거나, 두 개의 유전층이 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 층인 두 개의 인접한 층들 사이의 각각의 접촉 표면이 텍스쳐 가공된다는 사실로 인한 것이다. 따라서, 적층 소자로 입사되는 방사선이 그러한 접촉 표면에 도달할 때, 방사선은 금속 층에 의해 반사되거나, 두 개의 유전체 층들 사이의 굴절 지수의 차이 때문에 그리고 접촉 표면이 텍스쳐 가공되기 때문에 반사는 확산 반사이다.
바람직하게, 제1 외부 층의 측에 위치되는 공간은 제2 외부 층의 측에 위치되는 공간보다 더 밝다. 제1 외부 층의 측에서 적층 소자의 전체 광 반사를 조절함으로써, 그에 따라 제1 외부 층의 측에서 불투명하고 제2 외부 층의 측에서 투명한 외관을 갖는 적층 소자를 얻는 것이 가능하다. 그러한 적층 소자가 특히 차량 또는 건물을 위한 "프라이버시" 글레이징의 전부 또는 일부로서 사용될 수 있다.
텍스쳐 가공된 접촉 표면의 평행은 그 자신과 상이하거나 그 자신과 상이한 굴절 지수를 갖는 고유 성질, 유전성 또는 금속성 층들에 의해 포위되는 중앙 층의 각각의 층에 대해, 그 층의 두께가 인접한 층과의 그의 접촉 표면에 대해 수직으로 균일하다는 것을 의미한다. 이러한 두께의 균일성은 텍스쳐의 전체 범위에 걸쳐 전반적일 수 있거나 텍스쳐의 단면들에 걸쳐 국소적일 수 있다. 특히, 텍스쳐의 경사가 변동될 때, 두 개의 연속적인 텍스쳐 가공된 접촉 표면들 사이의 두께는 텍스쳐의 경사의 함수로서 부분적으로 변경될 수 있으나, 텍스쳐 가공된 접촉 표면은 여전히 서로 평행을 유지한다. 이는 특히 스퍼터링(sputtering)에 의해 증착되는 층에 대한 경우에 그러하며, 여기서 층의 두께는 텍스쳐의 경사가 증가할 때 더 얇다. 따라서, 국소적으로는 주어진 경사를 갖는 각각의 텍스쳐 부분 전반에 걸쳐서 층의 두께는 일정하게 유지되나, 층의 두께는 제1 경사를 갖는 제1 텍스쳐 부분과 제1 경사와 상이한 제2 경사를 갖는 제2 텍스쳐 부분 사이에서 상이하다.
유리하게, 적층 소자 내의 텍스쳐 가공된 접촉 표면들에서의 평행을 얻기 위해서 중앙 층의 구성요소 층 또는 각각의 구성요소 층은 스퍼터링에 의해 증착된 층이다. 실제로, 스퍼터링, 특히 마그네트론 스퍼터링은 층의 경계를 정하는 표면들이 서로 평행한 것을 보장하는데, 이는 증발 또는 화학 기상 증착(CVD), 그렇지 않으면 졸-겔 공정과 같은 다른 증착 기술에 대해서는 그렇지 않다. 하지만, 적층 소자 내의 텍스쳐 가공된 접촉 표면의 평행은 소자를 통한 정투과를 얻는데 필수적이다.
하나의 유리한 실시예에서, 상기 주어진 파장 범위에서 제2 외부 층의 측에서의 적층 소자의 전체 반사에 대한 상기 주어진 파장 범위에서 적층 소자의 투과 비율은 1.5보다 크거나 같고, 바람직하게 2보다 크거나 같다.
주어진 파장 범위에서 적층 소자의 투과(% 단위로 표현됨)는 방사선이 적층 소자로 수직 입사되도록 방사선원을 위치시킴으로써 측정된다. 방사선이 제1 외부 층으로부터 제2 외부 층으로 이동함으로써 또는 제2 외부 층으로부터 제1 외부 층으로 이동함으로써 적층 소자를 통과를 통과하는지는 문제가 되지 않는다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 제2 외부 층의 측에서 적층 소자의 전체 광 반사에 대한 적층 소자의 광 투과의 비율은 1.5보다 크거나 같고, 바람직하게 2보다 크거나 같다.
본 발명의 맥락에서, 적층 소자의 광 투과(% 단위로 표현됨)는 방사선이 적층 소자로 수직 입사되도록 광원을 위치시킴으로써, ISO 9050:2003 표준 (D65 발광체; 2°관찰자)에 따라 측정된다.
상기 실시예에서, 적층 소자를 통한 방사선의 투과는 제2 외부 층의 측에서 적층 소자로 입사되는 방사선의 반사에 대해 선호된다. 따라서, 심지어 광 세기가 적층 소자의 양측에서 실질적으로 동일하거나, 심지어 광 세기가 제2 외부 층의 측에서 조금 더 크더라도, 제2 외부 층의 측에 배치되는 관찰자는 적층 소자를 통해 정투과 방식으로 투과되는, 제1 외부 층의 측으로부터 생기는 광을 대부분 수용하며 적층 소자에 반사되는, 제2 외부 층의 측으로부터 생기는 광을 단지 조금만 수용한다. 이는 흐릿하거나 "지저분한 글레이징" 인상을 감소시키고 따라서 적층 소자를 통한 시야의 선명함을 개선하는데 도움을 준다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 적층 소자는 제2 외부 층으로서, 또는 제2 외부 층의 측에 위치되는 추가 층으로서 가시 파장 범위에서 흡수되는 적어도 하나의 소자를 포함한다. 제2 외부 층의 측에 위치되고 금속 재료 또는 외부 층의 굴절 지수와 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 구성되는 추가 층의 경우에, 추가 층의 외부 주 표면은 적층 소자를 통한 방사선의 정투과를 유지하기 위해서 매끄러워야 한다.
바람직하게, 흡수 소자는 10% 내지 60%의 광 투과율을 가진다. 본 발명의 맥락에서, 소자의 광 투과(% 단위로 표현됨)는 ISO 9050:2003 표준 (D65 발광체; 2°관찰자)에 따라 측정된다.
일 실시예에서, 흡수성 소자는 특히, 적절한 착색제에 의해 대량-착색되는, 유리로 만들어지거나 유기 폴리머 재료로 만들어지는 강성 또는 연성 기판이다. 흡수성 소자는 1 mm 내지 8 mm, 특히 1.5 mm 내지 6 mm 정도의 두께에 대해 10% 내지 60%의 광 투과율을 가지는, 특히 SGG PARSOL® 종류로 셍고벵 글라스(Saint-Gobain Glass)에 의해 또는 SGS THERMOCONTROL® Venus 종류로 Saint-Gobain Sekurit에 의해 판매되는 것과 같은 착색유리로 만들어지는 기판일 수 있다. 그렇지 않다면, 흡수성 소자는 특히, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)와 같은 폴리에스터; 폴리메틸렌 메타크릴레이트(PMMA)와 같은 폴리아크릴레이트; 폴리카보네이트; 폴리우레탄; 폴리아미드; 폴리이미드; 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 플루오린네이티드 에틸렌 프로필렌(FEP) 코폴리머와 같은 플루오로폴리머; 티올-엔, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트 및 폴리에스터-아크릴레이트 수지와 같은 광교차결합성 및/또는 광중합성 수지; 폴리티오우레탄을 기초로 하는 착색 폴리머 기판일 수 있다.
다른 실시예에서, 흡수성 소자는 특히, 열성형성 또는 감압성인 유기 폴리머 재료로 만들어지는 중간층 시이트이며, 즉 적합한 착색제에 의해 대량-착색되는 적층 글레이징 내에 중간층으로서 사용되는 유형의 시이트이다. 흡수성 소자는 특히, 폴리비닐부티랄(PVB), 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리비닐 클로라이드(PVC)를 기초로 하는 적어도 하나의 시이트일 수 있다. 이들 착색 폴리머 중간층 시이트는 예를 들어, 0.2 mm 내지 0.8 mm 정도, 일반적으로 대략 0.38 mm의 두께에 대하여 25% 내지 60%, 특히 30% 내지 45%의 광 투과를 가진다. 하나의 유리한 구성에서, 착색 중간층 시이트는 기판, 예를 들어 투명한 유리 또는 극히-투명한 유리에 적층되거나 캘린더 가공(calendered)된다.
또 다른 실시예에서, 흡수성 소자는 특히 유리로 만들어지거나 유기 폴리머 재료로 만들어지는 강성 또는 연성 기판의 일 면에, 또는 폴리머 중간층 시이트의 일 면에 위치되는, 가시 파장 범위에서 흡수하는 박층이다. 표현 "박층(thin layer)"은 10 ㎛ 미만, 바람직하게 1 ㎛ 미만의 두께를 가지는 층을 의미하는 것으로 이해된다. 박층은 또한, 그 중 하나가 가시 파장 범위에서의 흡수성인 얇은 적층체일 수 있다. 박층은 예를 들어, 열 분해 기술, 특히 가스 상, 분말 형태 또는 액체 상의 열분해에 의해; 진공 기술, 특히 스퍼터링, 구체적으로 마그네트론 스퍼터링에 의해; 그렇지 않으면 졸-겔 공정에 의해 증착될 수 있는 니켈 및/또는 철 및/또는 크롬의 산화물을 기초로 하는 층일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 적층 소자의 중앙 층은 Si3N4, SnO2, ZnO, AlN, NbO, NbN, TiO2와 같은 외부 층의 굴절 지수와 상이한 높은 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 구성되거나, SiO2, Al2O3, MgF2, AlF3와 같은 외부 층의 굴절 지수와 상이한 낮은 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 구성되는 적어도 하나의 박층을 포함한다. 적층 소자의 중간 층은 또한, 적어도 하나의 금속 박층, 특히 은, 금, 티타늄, 니오븀, 실리콘, 알루미늄, 니켈-크롬(NiCr) 합금, 스테인리스 스틸, 또는 이의 합금의 박층을 포함할 수 있다.
유리하게, 적층 소자의 중간 층의 조성은 추가 특성, 예를 들어 태양열 제어 및/또는 저-방사율 유형의 열적 특성을 적층 소자에게 부여하기 위해서 조절될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 적층 소자의 중앙 층은 "n" 금속 기능 층, 특히 은 또는 은을 함유하는 금속 합금을 기초로 하는 기능 층과, "(n + 1)" 반사방지 코팅이 교대하는 얇은 적층체이며, 여기서 n ≥ 1 이고, 각각의 금속 기능 층은 두 개의 반사방지 코팅들 사이에 위치된다.
공지된 방식에서, 금속 기능 층을 갖는 그러한 적층체는 태양 방사선의 범위에서 및/또는 장파장 적외선 방사선의 범위에서 재반사 특성을 가진다. 그러한 적층체에서, 금속 기능 층 또는 층들은 필연적으로 열적 성능을 결정하는 반면에, 금속 기능 층을 포위하는 반사방지 코팅은 간섭 방식으로 광학적 외관에 작용한다. 실제로, 금속 기능 층은 각각의 금속 기능 층에 대해 10 nm 정도의 심지어 작은 기하학적 두께에서도 바람직한 열적 성능을 얻는 것을 가능하게 하지만, 이들은 가시 파장 범위에서 방사선의 통과를 크게 방해한다. 따라서, 각각의 금속 기능 층의 어느 한 측에 있는 반사방지 코팅은 가시 범위에서 양호한 광 투과를 보장하는 것이 필요하다. 실제로, 이는 금속 박층과 반사방지 코팅을 포함하며 광학적으로 최적화된 중앙 층의 전체 적층체이다. 유리하게, 광학적 최적화는 적층 소자의 전체 적층체, 즉 중앙 층과 선택적인 추가 층 중 어느 한 측에 위치되는 외부 층을 포함하는 전체 적층체에 대해 수행될 수 있다.
얻어진 적층체는 따라서 광학적 특징, 즉 스펙트럼 투과의 특징과 적층 소자로 입사되는 방사선의 확산 반사의 특성, 및 열적 특성, 즉 태양열 제어 및/또는 저-방사율 특성을 겸비한다. 그러한 적층 소자는 특히, 차량 또는 건물을 위한 태양열 보호 및/또는 단열 글레이징에 사용될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 적층 소자의 중앙 층은 얇은 비대칭 적층체이며, 상기 주어진 파장 범위에서 제2 외부 층 쪽으로 향하는 측에서의 중앙 층의 전체 반사에 대한 상기 주어진 파장 범위에서 제1 외부 층 쪽으로 향하는 측에서의 중앙 층의 전체 반사의 비율은 1.5보다 크거나 같고, 바람직하게 2보다 크거나 같다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 제2 외부 층 쪽으로 향하는 측에서의 중앙 층의 전체 광 반사에 대한 제1 외부 층 쪽으로 향하는 측에서의 중앙 층의 전체 반사의 비율은 1.5보다 크거나 같고, 바람직하게 2보다 크거나 같다.
유리하게, 적층 소자는 외부 주 표면을 형성하는 층의 구성요소 재료와 공기 사이의 경계면에 있는 반사방지 코팅을, 제1 외부 층의 측에 위치된 그의 외부 주 표면 및/또는 제2 외부 층의 측에 위치된 그의 외부 주 표면에 포함한다.
제2 외부 층의 측에 위치되는 적층 소자의 외부 주 표면에 있는 반사방지 코팅은 이러한 외부 주 표면에서 방사선의 정반사를 제한하는 것을 가능하게 한다. 이는 제2 외부 층의 측에서 방사선의 전체 반사의 감소를 초래하며, 이는 흐릿하거나 "지저분한 글레이징" 인상을 감소시키고 따라서 제2 외부 층의 측에 배치되는 관찰자에 대한 적층 소자를 통한 시야의 선명함을 개선하는데 도움을 준다.
또한, 반사방지 코팅이 제1 외부 층의 측에 위치되는 적층 소자의 외부 주 표면에 존재할 때, 제1 외부 층의 측에서 적층 소자로 입사되는 방사선이 적층 소자의 매끄러운 외부 주 표면에서보다 오히려 각각의 텍스쳐 가공된 접촉 표면에서 선호되는 방식으로 반사되며, 이는 정반사 모드 보다는 오히려 확산 반사 모드에 대응한다. 따라서 제1 외부 층의 측에서 적층 소자에 의한 방사선의 확산 반사는 정반사에 대해 선호된다.
적층 소자의 외부 주 표면 중의 적어도 하나에 제공되는 반사방지 코팅은 적층 소자의 외부 주 표면을 형성하는 층과 공기 사이의 경계면에서 방사선의 반사를 감소시키는 것을 가능하게 하는 임의의 유형일 수 있다. 반사방지 코팅은 특히, 진공 기술에 의해 외부 주 표면을 형성하는 층의 표면에 증착되는 층 또는 졸-겔 유형의 다공성 층과 같은, 외부 주 표면을 형성하는 층의 굴절 지수와 공기의 굴절 지수 사이의 굴절 지수를 갖는 층, 그렇지 않으면 외부 주 표면을 형성하는 층이 유리로 만들어지는 경우에, 산 에칭 처리에 의해 얻어지는 이러한 유리 층으로부터 에칭되는 얕은 부분일 수 있다. 변형예로서, 반사방지 코팅은 외부 주 표면을 형성하는 층과 공기 사이의 경계면에서 간섭 필터로서 작용하는 낮고 높은 굴절 지수를 갖는 층들이 교대하는 얇은 적층체로, 또는 외부 주 표면을 형성하는 층의 굴절 지수와 공기의 굴절 지수 사이에 연속적이거나 계단 형태의 굴절 지수 구배를 갖는 얇은 적층체로 형성될 수 있다.
적층 소자의 매끄러운 외부 주 표면은 평탄하거나 곡선일 수 있다. 특히, 적층 소자는 예를 들어, 건물 또는 차량, 특히 자동차를 위한 곡선형 글레이징일 수 있다. 바람직하게, 적층 소자의 매끄러운 외부 주 표면은 서로 평행하다. 이는 적층 소자를 통과하는 방사선에 대한 광 분산을 제한하는 것을 도우며, 따라서 적층 소자를 통한 시야의 선명함을 개선하는 것을 돕는다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 하나의 층이 금속 재료로 만들어지고 다른 하나의 층이 유전체 재료로 만들어지거나, 두 개의 층이 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 적층 소자의 두 개의 인접한 층들 사이의 각각의 접촉 표면의 텍스쳐는 접촉 표면의 일반 평면에 대해 오목하거나 볼록한 복수의 피쳐(feature)에 의해 형성된다. 바람직하게, 하나의 층이 금속 재료로 만들어지고 다른 하나의 층이 유전체 재료로 만들어지거나, 두 개의 층이 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 적층 소자의 두 개의 인접한 층들 사이의 각각의 접촉 표면의 피쳐들의 평균 높이는 1 ㎛ 내지 2 mm, 더 양호하게 2 ㎛ 내지 200 ㎛, 가장 양호하게 5 ㎛ 내지 100 ㎛이다. 본 발명의 의미 내에서, 접촉 표면의 피쳐들의 평균 높이는 산술 평균 편차(Ra)에 대응하는
Figure 112016051252297-pct00001
와 같은, 접촉 표면의 각각의 피쳐에 대한 접촉 표면의 일반 평면과 정점 사이에서 취한 거리(yi) 절대값의 산술 평균으로서 정의된다.
하나의 층이 금속 재료로 만들어지고 다른 하나의 층이 유전체 재료로 만들어지거나, 두 개의 층이 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 적층 소자의 두 개의 인접한 층들 사이의 각각의 접촉 표면의 텍스쳐의 피쳐들은 접촉 표면 전반에 걸쳐서 임의로 분포될 수 있다. 변형예로서, 하나의 층이 금속 재료로 만들어지고 다른 하나의 층이 유전체 재료로 만들어지거나, 두 개의 층이 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 적층 소자의 두 개의 인접한 층들 사이의 각각의 접촉 표면의 텍스쳐의 피쳐들은 접촉 표면 전반에 걸쳐서 주기적으로 분포될 수 있다. 이들 피쳐들은 특히, 원추형, 피라밋형, 홈형, 늑골형, 잔물결형일 수 있다.
피쳐들은 또한, 각각의 접촉 표면의 단지 특정 구역에만 존재할 수 있으며, 이는 이들 텍스쳐 가공된 구역들이 각각의 접촉 표면의 비-텍스쳐 가공된 구역과 구별되는 것을 가능하게 한다. 이런 경우에, 본 발명에 따른 적층 소자의 하나의 특징이, 상이한 성질이거나 상이한 굴절 지수를 가지는 적층 소자의 두 개의 인접한 층들 사이의 모든 접촉 표면이 텍스쳐 가공되고 서로 평행하다는 점이기 때문에, 각각의 접촉 표면의 텍스쳐 가공된 구역에 대응하는 단지 특정 구역에만 본 발명에 따른 적층 소자를 포함하는 글레이징 또는 필름이 얻어진다. 이는 각각의 접촉 표면의 텍스쳐 가공된 구역에 대응하는, 글레이징 또는 필름의 단지 특정 구역에서만 방사선의 확산 반사를 초래한다. 확산 반사의 정도에 대한 공간 변동이 또한, 각각의 접촉 표면의 텍스쳐에 대한 특성을 공간적으로 조절함으로써 동일한 원리에 따라 얻어질 수 있다. 따라서, 예를 들어 적층 소자의 제1 외부 층의 측에 위치되는, 글레이징 또는 필름의 일 측에서의 가시 광의 확산 반사에 의해서 그림이나 로고를 표시하는 것이 가능하며, 이러한 그림이나 로고는 적층 소자의 제2 외부 층의 측에 위치되는, 글레이징 또는 필름의 반대 측에서 보일 수 있다.
각각의 접촉 표면의 단지 특정 구역의 텍스쳐 가공은 부분적으로 텍스쳐 가공처리된 기판에 등각 방식으로 중앙 층의 층 또는 각각의 층을 증착함으로써 실제로 생성될 수 있다. 기판의 부분적인 텍스쳐 가공은 예를 들어 기판의 표면의 적어도 하나의 비-텍스쳐 가공된 부분을 유지하기 위해 마스크를 사용하는, 임의의 공지된 텍스쳐 가공 공정, 예를 들어 기판 표면의 엠보싱(embossing)에 의해, 연마에 의해, 샌드블라드팅(sandblasting)에 의해, 화학적 처리에 의해 또는 인그레이빙(engraving)에 의해 얻어질 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 자체적으로 상이한 고유 성질, 금속성 또는 유전성을 갖거나 자체적으로 상이한 굴절 지수를 갖는 층들에 의해 포위되는 중앙 층의 각각의 층에 대하여, 인접한 층과의 그의 접촉 표면에 대해 수직하게 취한 이러한 층들의 두께는 인접한 층과의 그의 접촉 표면들 각각의 피쳐들의 평균 높이에 대해 작다. 그러한 작은 두께는 이러한 층 내측으로의 방사선의 입구 인터페이스와 이러한 층으로부터의 방사선 출구 인터페이스가 평행하게 될 가능성을 증가시키며, 따라서 적층 소자를 통한 방사선의 정투과의 비율을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 유리하게, 자체적으로 상이한 고유 성질, 금속성 또는 유전성을 갖거나 자체적으로 상이한 굴절 지수를 갖는 두 개의 층들 사이에 삽입되는 중앙 층의 각각의 층의 두께(여기서, 이러한 두께는 인접한 층과의 그의 접촉 표면에 대해 수직하게 취해짐)는 인접 층들과의 그의 접촉 표면들 각각의 피쳐의 평균 높이의 1/4보다 작다. 실제로, 중앙 층이 박층이거나 얇은 적층체일 때, 그 중앙 층의 층과 각각의 층의 두께는 적층 소자의 각각의 텍스쳐 가공된 접촉 표면의 피쳐들의 평균 높이의 1/10 정도이거나 그보다 더 작다.
본 발명의 일 실시예에서, 적층 소자의 두 개의 층들 중 하나는 특히, 유리로 만들어지거나 유기 폴리머 재료로 만들어지는 강성 또는 연성 기판을 포함하는 텍스쳐 가공된 외부 층이며, 그의 하나의 주 표면이 텍스쳐 가공된다. 기판의 주 표면들 중 하나의 표면의 텍스쳐 가공은 임의의 공지된 텍스쳐 가공 공정에 의해서, 예를 들어 기판을 변형시킬 수 있는 온도로 예열되는 기판의 표면의 엠보싱에 의해서 특히, 기판에 형성될 텍스쳐 조직과 상보적인 텍스쳐 조직을 그의 표면에 가지는 롤을 사용하는 롤링에 의해서; 연마 입자나 표면을 사용한 연마에 의해서, 특히 샌드블라스팅에 의해서; 화학적 처리에 의해서, 특히 유리 기판인 경우에 산 처리에 의해서; 성형에 의해서, 특히 열가소성 폴리머 기판의 경우에 사출 성형에 의해서; 인그레이빙에 의해서 얻어질 수 있다.
적층 소자의 텍스쳐 가공된 외부 층으로서 직접 사용될 수 있는 텍스쳐 가공된 유리 기판의 예는:
- 기판의 주 표면들 중 하나에 샌드블라스팅 또는 산 처리에 의해 얻어진 텍스쳐를 가지는 SGG SATINOVO® 종류로 Saint-Gobain Glass에 의해 판매되는 유리 기판;
- 기판의 주 표면들 중 하나에 롤링에 의해 얻어진 텍스쳐를 가지는 SGG ALBARINO® S, P 또는 G 종류 또는 SGG MASTERGLASS® 종류로 Saint-Gobain Glass에 의해 판매되는 유리 기판;
- 참조 번호 SF6 (550 nm에서 n=1.81), 7SF57 (550 nm에서 n=1.85), N-SF66 (550 nm에서 n=1.92), P-SF68 (550 nm에서 n=2.00) 하에서 Schott에 의해 판매되는 예를 들어, 플린트 유리(flint glass)와 같은 샌드블라스팅에 의해 텍스쳐 가공된 높은- 지수의 유리 기판을 포함한다.
유기 폴리머 재료로 만들어진 텍스쳐 가공된 기판에 의해 형성되는 텍스쳐 가공된 외부 층의 경우에, 바람직한 재료의 예는 특히, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)과 같은 폴리에스터; 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)과 같은 폴리아크릴레이트; 폴리카보네이트; 폴리우레탄; 폴리아미드; 폴리이미드; 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 플루오리네이티드 에틸렌프로필렌(FEP) 코폴리머와 같은 플루오로폴리머; 티올-엔, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트 및 폴리에스터-아크릴레이트 수지와 같은 광교차결합성 및/또는 광중합성 수지; 폴리티오우레탄을 포함한다. 이들 폴리머는 일반적으로, 550 nm에서 1.30 내지 1.70 범위의 굴절 지수 범위를 가진다. 그러나, 이들 폴리머의 일부 및 특히 폴리티오우레탄과 같은 황을 포함하는 폴리머는 550 nm에서 최대 1.74 범위일 수 있는 높은 굴절 지수를 가질 수 있다는 것을 주목하는 것이 유익하다.
텍스쳐 가공된 기판을 포함하는 제2 외부 층일 때, 이러한 텍스쳐 가공된 기판은 전술한 바와 같이, 흡수성 소자를 형성하도록 대량-착색되거나 흡수성 박층으로 코팅될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 적층 소자의 두 외부 층 중 하나는 하나의 주 표면이 텍스쳐 가공되고 그의 다른 주 표면을 통해서 강성 또는 연성 기판에 추가되는 정합 층(conformable layer)으로 형성되는 텍스쳐 가공된 외부 층이다. 이는 특히, 열성형 가능한 층 또는 광교차결합성 및/또는 광중합성 재료로 만들어지는 층일 수 있다. 이런 경우에, 정합 층의 주 표면 중 하나를 텍스쳐 가공하는데 아주 적합한 공정은 특히, 엠보싱이다. 바람직하게, 광교차결합성 및/또는 광중합성 재료는 주위 온도에서 액체 형태이며 이들이 조사되고 광교차결합되고/되거나 광중합화될 때, 기포나 임의의 다른 불규칙성이 없는 투명한 고체를 제공한다. 이는 특히, 접착제, 아교 또는 표면 코팅으로서 관습적으로 사용되는 것과 같은 수지일 수 있다. 이들 수지는 일반적으로, 에폭시, 에폭시 실란, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴산 또는 메타크릴산 형태의 모노머/코모노머/프리폴리머를 기초로 한다. 예를 들어, 티올-엔, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트 및 폴리에스터-아크릴레이트 수지가 언급될 수 있다. 수지 대신에, 이는 폴리아크릴아미드 겔과 같은 광교차결합 가능한 수성 겔일 수 있다.
적층 소자의 두 개의 외부 층들 중 하나가 텍스쳐 가공된 하나의 주 표면과 매끄러운 다른 하나의 주 표면을 갖는 텍스쳐 가공된 외부 층일 때, 중앙 층은:
- 텍스쳐 가공된 외부 층의 텍스쳐 가공된 주 표면에 등각 방식으로 증착되는, 금속 재료로 만들어지거나 텍스쳐 가공된 외부 층의 굴절 지수와 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 단일 층에 의해서, 또는
- 텍스쳐 가공된 외부 층의 텍스쳐 가공된 주 표면에 등각 방식으로 연속적으로 증착되는, 금속 재료로 만들어지거나 텍스쳐 가공된 외부 층의 굴절 지수와 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 적어도 하나의 층을 포함하는 적층체에 의해서 유리하게 형성된다.
본 발명에 따라서, 텍스쳐 가공된 외부 층의 텍스쳐 가공된 주 표면에, 중앙 층의 증착 또는 중앙 층의 층들의 연속적인 증착은 증착 이후에, 중앙 층 또는 중앙 층의 각각 층의 표면이 텍스쳐 가공되고 텍스쳐 가공된 외부 층의 텍스쳐 가공된 주 표면에 평행한 경우에 등각 방식으로 수행될 수 있다는 것이 고려된다. 하나의 유리한 특징에 따라서, 텍스쳐 가공된 외부 층의 텍스쳐 가공된 주 표면에, 중앙 층의 등각 방식으로의 증착 또는 중앙 층의 층들의 등각 방식으로의 연속적인 증착은 스퍼터링, 특히 마그네트론 스퍼터링에 의해 수행된다. 특히 금속 층의 증착을 위한 증발 기술과 같은 다른 등각 증착 기술들이 또한 예상될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 적층 소자의 다른 외부 층, 즉 텍스쳐 가공된 외부 층에 대해 중앙 층의 다른 측에 위치되는 외부 층은 초기에, 성형 작업에 적합한 점성, 액체 또는 반죽 상태로 있는 동시에 텍스쳐 가공되는 외부 층과 반대 측에 있는 중앙 층의 텍스쳐 가공된 주 표면에 증착되는, 텍스쳐 가공된 외부 층의 굴절 지수와 본질적으로 동일한 굴절 지수를 갖는 경화 가능한 재료의 층을 포함한다.
초기에 점성, 액체 또는 반죽 상태로 증착되는 층은 그 후에 적층 소자의 표면의 평탄화를 보장하는 특히, 니스 형태의 층일 수 있다. 변형예로서, 초기에 점성, 액체 또는 반죽 상태로 증착되는 층은 한편으로 중앙 층에 제공되는 텍스쳐 가공된 외부 층과 다른 한편으로 상대-기판 사이의 견고한 부착을 보장하는 층일 수 있다.
초기에 점성, 액체 또는 반죽 상태로 증착되는 층은 광교차결합 가능하고/하거나 광중합화 가능한 재료의 층일 수 있다. 바람직하게, 이러한 광교차결합 가능하고/하거나 광중합화 가능한 재료는 주위 온도에서 액체 형태이며 이들이 조사되고 광교차결합되고/되거나 광중합화될 때, 기포나 임의의 다른 불규칙성이 없는 투명한 고체를 제공한다. 이는 특히, 접착제, 아교 또는 표면 코팅으로서 관습적으로 사용되는 것과 같은 수지일 수 있다. 이들 수지는 일반적으로, 에폭시, 에폭시 실란, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴산 또는 메타크릴산 형태의 모노머/코모노머/프리폴리머를 기초로 한다. 예를 들어, 티올-엔, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트 및 폴리에스터-아크릴레이트 수지가 언급될 수 있다. 수지 대신에, 이는 폴리아크릴아미드 겔과 같은 광교차결합 가능한 수성 겔일 수 있다.
변형예로서, 초기에 점성, 액체 또는 반죽 상태로 증착되는 층은 졸-겔 공정에 의해서 증착되는 층일 수 있다.
일 실시예에서, 적층 소자의 다른 외부 층, 즉 텍스쳐 가공된 외부 층에 대해 중앙 층의 다른 측에 위치되는 외부 층은 실리카-기반 유기/무기 혼성 기질(hybrid matrix)을 포함하는 졸-겔 층을 포함한다. 그러한 졸-겔 층이 특히 유리한데, 이는 졸-겔 층이 텍스쳐 가공된 외부 층의 굴절 지수에 가능한 한 가깝게 되도록 그의 굴절 지수의 값을 정확히 조절할 가능성을 제공하기 때문이다. 본 발명에 따라서, 적층 소자의 두 개의 외부 층 간의 굴절 지수의 일치 또는 차이는 그들의 구성요소 유전체 재료에 대한 550 nm에서의 굴절 지수들 사이의 차이의 절대값에 대응한다. 지수의 차이가 작으면 작을수록, 적층 소자를 통한 시야가 더 선명하다. 특히, 우수한 시야는 0.050보다 작거나 같은, 바람직하게 0.030보다 작거나 같은, 더 바람직하게 0.015보다 작거나 같은 지수의 일치에 의해 얻어진다.
졸-겔 공정은 먼저, 물의 존재하에서 중합화 반응을 일으키는 전구체 함유 "졸-겔 용액"을 준비하는 것으로 이루어진다. 이러한 졸-겔 용액이 표면에 증착될 때, 졸-겔 용액 내의 물의 존재 또는 주위 습기와 접촉으로 인해서 전구체는 용매를 포획하는 포획망을 형성하기 위해서 가수분해되고 응축된다. 이들 중합화 반응은 졸에서 겔(sol then gel)을 형성하는 콜로이달 입자를 초래하는 점점더 응축되는 공간의 형성을 유도한다. 수 백도 정도의 온도에서 이들 겔의 건조 및 고밀화는 실리카-기반 전구체의 존재하에서, 그의 특징이 종래의 유리의 특징과 유사한 유리에 대응하는 졸-겔 층을 초래한다.
이들의 점도로 인해서, 졸-겔 용액은 이러한 표면의 텍스쳐와 정합하면서, 텍스쳐 가공된 외부 층과 반대 측에 있는 중앙 층의 텍스쳐 가공된 주 표면에 용이하게 콜로이드 용액 또는 겔의 형태로 증착될 수 있다. 졸-겔 층은 중앙 층의 울퉁불퉁한 곳을 "채울(fill-in)" 것이다. 실제로, 이러한 층은 이렇게 텍스쳐 가공된 중앙 층의 표면 거칠기를 채용한 표면 및 평탄한 이러한 표면과 반대 쪽의 외부 주 표면을 포함한다. 그러므로 졸-겔 공정에 의해 증착된 층은 적층 소자의 표면에 평탄화를 제공한다.
졸-겔 층의 실리카-기반 유기/무기 혼성 기질은 오르가노실란(RnSiX(4-n))인 혼합 전구체로부터 얻어진다. 이들 분자들은 동시에, 실리카 골격에 부착된 채로 유지되는 유기 관능기를 포함하는 실리카 포획망 또는 기질을 유발하는 가수분해 가능한 관능기를 포함한다.
일 실시예에 따라서, 졸-겔 층은 또한, 적어도 하나의 금속 산화물 또는 적어도 하나의 칼코겐화물의 입자를 포함한다.
일 실시예에 따라서, 실리카-기반 유기/무기 혼성 기질은 또한, 적어도 하나의 금속 산화물을 포함한다. 유기 관능기 및 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하는 그러한 실리카-기반 기질은 오르가노실란과, 금속 산화물의 적어도 하나의 전구체의 조합 사용으로부터 얻어질 수 있다. 이들 전구체는 그 후에 오르가노실란과 함께 실리카와 금속 산화물의 혼성 기질을 형성한다.
바람직한 일 실시예에서, 졸-겔 층은 실리카와, 티타늄 이산화물 입자가 내부에 분산되어 있는 지르코늄 산화물의 유기/무기 혼성 기질과 같은, 적어도 하나의 금속 산화물 또는 적어도 하나의 칼코겐화물의 입자들이 분산되어 있는, 실리카 및 적어도 하나의 금속 산화물을 기초로 하는 유기/무기 혼성 기질을 포함한다.
졸-겔 층의 주 화합물은 기질 및 상기 기질 내에 분산된 입자들 형성하는 화합물에 의해 구성된다. 그러므로 졸-겔 층의 주 화합물은: 기질의 유기 관능기를 포함하는 실리카; 기질의 금속 산화물(들); 기질 내에 분산된 금속 산화물 및/또는 칼코겐화물 입자일 수 있다. 졸-겔 층의 굴절 지수를 정확히 적응시키기 위해서, 기질로부터 생기거나 입자 형태로 분산된 금속 산화물의 비율은 변경된다. 일반적으로, 금속 산화물은 실리카의 굴절 지수보다 더 높은 굴절 지수를 가진다. 금속 산화물의 비율을 증가시킴으로써, 졸-겔 층의 굴절 지수는 증가된다. 졸-겔 층의 굴절 지수는 임계값 아래로 상기 금속 산화물의 용적 비율에 대한 한 종류의 금속 산화물의 용적 분율의 함수로서 선형적으로 증가한다. 예를 들어, TiO2 입자가 추가될 때, 졸-겔 층의 굴절 지수의 선형적 변동이 20% 미만의 졸-겔 층의 주 화합물의 전체 용적에 대한 TiO2의 용적 비율에 대해서 관찰되었다.
그러므로 졸-겔 층을 형성하는 주 화합물의 함수로서 졸-겔 층의 굴절 지수를 이론적으로 결정하고 따라서 경화 후에 필수 굴절 지수를 갖는 졸-겔 층을 얻는 것을 가능하게 할 졸-겔 용액의 조성물을 이론적으로 결정하는 것이 가능하다. 특히, 경화 후에 0.015 이내의 텍스쳐 가공된 외부 층과의 굴절 지수 일치율을 갖는 졸-겔 층을 얻기 위해서 졸-겔 용액의 조성물을 조절하는 것이 가능하며, 이러한 굴절 지수 일치율은 넓은 굴절 지수 범위인데, 이는 이들 졸-겔 층이 550 nm에서 특히 1.459으로부터 1.700으로 연장하는 지수 범위 내에서 변화하는 굴절 지수를 가질 수 있기 때문이다.
졸-겔 층은 바람직하게, 졸-겔 층을 형성하는 주 화합물의 전체 중량에 대하여, 중량비로,
- 기질의 유기 관능기를 포함하는 실리카의 50% 내지 100%, 바람직하게 70% 내지 95%, 더 바람직하게 85% 내지 90%, 및/또는
- 기질의 금속 산화물의 0 내지 10%, 바람직하게 1% 내지 5%, 더 바람직하게 2% 내지 4%, 및/또는
- 기질 내에 분산된 금속 산화물 및/또는 칼코겐화물 입자의 0 내지 40%, 바람직하게 1% 내지 20%, 더 바람직하게 5% 내지 15%를 포함한다.
졸-겔 층은 졸-겔 용액을 경화함으로써 얻어지며 일반적인 화학식(RnSiX(4-n))의 적어도 하나의 오르가노실란의 가수분해로부터 그리고 응축으로부터 생기는 생성물을 포함하며, 여기서
- n은 1, 2, 3과 같으며, 바람직하게 n은 1 또는 2와 같으며, 더 바람직하게 n은 1과 같으며,
- 동일하거나 상이할 수 있는 기(group)(X)는 알콕시기, 아실옥시기 또는 할로겐화물기로부터 선택되는 가수분해 가능한 기, 바람직하게 알콕시기를 나타내며,
- 동일하거나 상이할 수 있는 기(R)는 카본 원자를 통해 실리콘에 결합되는 가수분해 불가능한 유기기(또는 유기 관능기)를 나타낸다.
바람직하게, 졸-겔 층은 졸-겔 용액을 경화시킴으로써 얻어지며
ⅰ) 적어도 하나의 오르가노실란 및
ⅱ) 금속 산화물의 적어도 하나의 전구체 및/또는
ⅲ) 적어도 하나의 금속 산화물 또는 적어도 하나의 칼코겐화물의 입자의 가수분해 및 응축으로부터 생기는 생성물을 포함한다.
유기/무기 혼성 기질의 금속 산화물 입자 및/또는 금속 산화물의 전구체는 티타늄, 지르코늄, 아연, 니오븀, 알루미늄 및 몰리브덴으로부터 선택되는 금속을 포함한다.
오르가노실란(들)은 두 개 또는 세 개, 특히 세 개의 가수분해 가능한 기(X) 및 하나 또는 두 개, 특히 하나의 가수분해 불가능한 기(R)를 포함한다.
기(X)는 바람직하게, 알콕시기(-O-R'), 특히 C1-C4 알콕시; 아실옥시기(-O-C(O)R')[여기서, R'은 바람직하게 C1-C6의 알킬 라디칼], 바람직하게 메틸 또는 에틸; Cl, Br 및 I와 같은 할로겐화물기; 이들 기의 조합으로부터 선택된다. 바람직하게, 기(X)는 알콕시기 및 특히 메톡시 또는 에톡시이다.
기(G)는 가수분해 불가능한 탄화수소-기반 기이다. 특정한 수의 기가 본 발명에 따라 적합하다. 이들 기의 존재 및 성질은 본 발명의 용례와 양립할 수 있는 두께를 갖는 졸-겔 층을 얻는 것을 가능하게 한다. 바람직하게, 가수분해 불가능한 유기 관능기에 대응하는 기(R)는 적어도 50 g/mol, 바람직하게 적어도 100 g/mol의 분자량을 가진다. 그러므로 이러한 기(R)는 심지어 건조 단계 이후에도 제거할 수 없는 기이며 특히, 알킬 기, 바람직하게 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, n-부틸, i-부틸, 이차-부틸 및 삼차-부틸기와 같은 선형 또는 분지형 C1 내지 C10; 알켄기, 바람직하게 예를 들어 비닐, 1-프로페닐, 2-프로페닐 및 부테닐 기와 같은 C2 내지 C10 알케닐; 예를 들어 아세틸레닐 및 프로파르길 기와 같은 알키닐기; 아릴기, 바람직하게 페닐 및 나프틸 기와 같은 C6 내지 C10 아릴기; 알킬아릴기; 아릴알킬기; (메타)크릴 및 (메타)크릴옥시프로필 기; 글리시딜 및 글리시딜옥시 기로부터 선택될 수 있다. 오르가노실란 화합물을 위한 바람직한 화합물은 특히, 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란(GLYMO)이다.
실리카-기반 유기/무기 혼성 기질 내에 분산된 금속 산화물 및/또는 칼코겐화물 입자는 바람직하게, 티타늄, 지르코늄, 아연, 니오븀, 알루미늄 및 몰리브덴으로부터 선택되는 금속을 포함하는 금속 산화물 입자이다.
오르가노실란 (ⅰ), 금속 산화물 전구체 (ⅱ) 및 금속 산화물 그리고 칼코겐화물 (ⅲ)은 졸-겔 용액의 주 화합물이다. 졸-겔 용액은 주 화합물 이외에도, 적어도 하나의 용매 및 선택적으로 적어도 하나의 첨가제를 포함할 수 있다.
적합한 용매 중에는, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올 (n-프로판올 및 이소프로판올), 부탄올, 1-메톡시-2-프로판올, 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄올, 2-메틸-2-부탄올, 부톡시에탄올 및 물/유기 용매 혼합물에 대한 언급이 이루어질 수 있다. 용매의 비율은 넓은 범위 내에서 변할 수 있다. 이들은 특히 얻어질 두께에 의존할 것이다. 실제로, 졸-겔 용액의 고체 함량이 크면 클수록, 더 큰 두께를 증착시키는 것과 따라서 큰 두께의 졸-겔 층을 얻는 것이 더 많이 가능하다.
첨가제는 표면활성제, UV 흡수제, 가수분해 및/또는 응축 촉매제 그리고 경화 촉매제일 수 있다.
졸-겔 용액은 또한, 첨가제로서, 졸-겔 층을 포함하는 제2 외부 층인 경우에 특히 유리한 착색제를 포함할 수 있는데, 이는 졸-겔 층이 나중에, 전술한 바와 같은 흡수성 소자를 형성하기 때문이다. 특히, 이는 코발트, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 니켈, 구리, 및 착색제로서 작용할 수 있는 임의의 다른 전이 금속과 비-금속의 산화물 입자와 같은 금속 산화물 착색된 콜로이드 입자의 기질 내측으로 도입되는 것이 가능하다.
첨가제의 전체 비율은 바람직하게, 졸-겔 용액의 전체 중량에 대해 5 중량% 미만으로 나타난다.
졸-겔 층은 임의의 적합한 공지 기술에 따라서, 특히 침지 코팅; 스핀 코팅, 층류 코팅 또는 메니스커스 코팅(meniscus coating), 스프레이 코팅, 소크(soak) 코팅, 롤 프로세싱, 페인트 코팅, 스크린 인쇄에 의해 증착될 수 있다. 바람직하게, 졸-겔 층은 공기중 원자화(pneumatic atomization)에 의한 분무에 의해 증착된다. 졸-겔 필름의 건조 온도는 0℃ 내지 200℃, 바람직하게 100℃ 내지 150℃, 더 바람직하게 120℃ 내지 170℃ 범위일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 적층 소자의 다른 외부 층, 즉 텍스쳐 가공된 외부 층에 대해 중앙 층의 다른 측에 위치된 외부 층은 텍스쳐 가공된 외부 층과 반대 측에 있는 중앙 층의 텍스쳐 가공된 주 표면에 맞대여 놓이고 가열 및/또는 압축에 의해 이러한 텍스쳐 가공된 표면에 맞대여 형성되는, 텍스쳐 가공된 외부 층의 굴절 지수와 실질적으로 동일한 굴절 지수를 가지는 특히 열성형성 또는 감압성 유기 폴리머 재료로 만들어지는 적어도 하나의 중간층 시이트를 포함한다. 상기 외부 층은 특히, 폴리비닐부티랄(PVB), 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리비닐 클로라이드(PVC)를 기초로 하는 적어도 하나의 시이트일 수 있다. 이러한 중간층 시이트는 기판, 특히 유리 기판에 적층되거나 캘린더 가공된다.
적층 소자는 글레이징일 수 있다. 이는 평탄하거나 곡면인 글레이징일 수 있다.
변형예로서, 적층 소자는 연성 필름일 수 있다. 그러한 연성 필름은 유리하게, 그의 외부 주 표면들 중 하나의 표면에, 필름의 접착제 결합을 위해 제거되도록 의도된 보호 스트립으로 덮힌 접착제 층이 갖춰진다. 연성 필름 형태의 적층 소자는 따라서 접착제 결합에 의해 기존 표면, 예를 들어 글레이징의 표면에 추가될 수 있어서, 이들 표면에 확산 반사 특성을 부여하는 동시에, 정투과 특성을 유지하며 글레이징의 두 개의 측들 사이의 광 대비가 상대적으로 낮을 때조차도 글레이징을 통한 시야의 높은 수준의 선명도를 유지한다. 연성 필름 형태의 적층 소자가 추가되는 글레이징은 평탄하거나 곡면인 글레이징일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 하나의 요지는 전술한 바와 같은 적어도 하나의 적층 소자를 포함하는 차량, 건물, 도로 시설물, 내부 가구, 조명 장치, 디스플레이 서포트, 프로젝션 스크린을 위한 글레이징이다.
본 발명의 다른 요지는 전술한 바와 같은 적층 소자를 차량, 건물, 도로 시설물, 내부 가구, 조명 장치, 디스플레이 서포트, 프로젝션 스크린을 위한 글레이징의 모두 또는 일부로서 사용하는 것이다.
차량 글레이징의 경우에, 본 발명은 지붕 글레이징, 측면 창 글레이징, 후면 창 글레이징용으로 특히 유리하다.
본 발명에 따른 적층 소자는 가시 파장 범위에서 작용할 때, 제1 외부 층의 측으로 입사되는 가시 광을 확산시킴으로써 제2 외부 층의 측으로부터 주시할 때 선명한 시야를 허용하는 동시에 다양한 기능, 예를 들어 장식적 또는 미적 기능; 프라이버시를 제공하기 위한 프라이버시 기능; 제2 외부 층의 측에 대응하는, 제1 측과 반대의 측에 위치되는 관찰자에게 글레이징 또는 필름을 통한 양호한 시야를 보유하는 동시에, 전술한 바와 같이 특히 그림 또는 로그를 사용하는 통신 또는 광고 목적을 위한 디스플레이 기능; 제1 외부 층의 측에 대응하는, 적층 소자를 포함하는 글레이징 또는 필름의 제1 측에 이미지를 투사하는 것을 가능하게 하는 이미지를 투사하는 기능(여기서, 프로젝터와 사용자는 모두 이러한 제1 측에 위치됨)을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 적층 소자는 또한, 다른 파장 범위에서 작용할 때 다른 기능, 예를 들어 제1 외부 층의 측으로 입사되는 적외선을 확산시키는 기능을 가질 수 있다.
본 발명의 특징과 장점은 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 주어지는 적층 소자의 여러 실시예에 대한 다음 설명에서 나타날 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적층 소자의 개략적인 횡단면도이며,
도 2는 적층 소자의 제1 변형예에 대한 도 1의 상세 Ⅰ의 확대도이며,
도 3은 적층 소자의 제2 변형예에 대한 도 1의 상세 Ⅰ의 확대도이며,
도 4는 도 1의 적층 소자를 제작하기 위한 공정의 단계를 도시하는 도면이며,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 적층 소자에 대한 도 1과 유사한 횡단면도이며,
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 적층 소자에 대한 도 1과 유사한 횡단면도이며,
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 적층 소자에 대한 도 1과 유사한 횡단면도이며,
도 8은 도 7의 적층 소자를 제작하기 위한 공정의 단계를 도시하는 도면이며,
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 적층 소자에 대한 도 1과 유사한 횡단면도이다.
도면의 명료함을 위해서, 도 1 내지 도 9의 다양한 층의 상대 두께는 엄격히 고려되지 않았다. 또한, 텍스쳐의 경사의 함수로서 중앙 층의 구성요소 층 또는 각각의 구성요소 층의 가능성 있는 두께 변동은 도면들에 나타내지 않았으며, 이러한 가능성 있는 두께 변동은 텍스쳐 가공된 접촉 표면의 평행에 영향을 끼치지 않는다고 이해해야 한다. 실제로, 텍스쳐의 각각의 주어진 경사에 대해서, 텍스쳐 가공된 접촉 표면은 서로 평행하다.
도 1에 나타낸 제1 실시예에서, 적층 소자(10)는 실질적으로 동일한 굴절 지수(n2,n4)를 가지는 투명 유전체 재료로 구성되는 두 개의 외부 층(2,4)을 포함한다. 각각의 외부 층(2,4)은 적층 소자의 외부 쪽으로 지향된 매끄러운 주 표면(각각, 2A 또는 4A), 및 적층 소자의 내부 쪽으로 쪽으로 지향된 텍스쳐 가공된 주 표면(각각, 2B 또는 4B)을 가진다. 내부 표면(2B,4B)의 텍스쳐는 서로 상보적이다. 도 1에서 명확히 보이듯이, 텍스쳐 가공된 표면(2B,4B)은 그들의 텍스쳐가 엄격히 서로 평행한 구성에서 서로 반대로 위치된다. 적층 소자(10)는 또한, 텍스쳐 가공된 표면(2B,4B)들 사이에 접촉되게 삽입되는 중앙 층(3)을 포함한다.
도 2에 도시된 변형예에서, 중앙 층(3)은 단일 층이며, 금속 재료, 또는 외부 층(2,4)의 굴절 지수와 상이한 굴절 지수(n3)를 갖는 유전체 재료인 투명한 재료로 구성된다.
도 3에 도시된 변형예에서, 중앙 층(3)은 투명한 여러 개의 적층체(31, 32, ..., 3k)에 의해 형성되며, 여기서 적층체(31 내지 3k) 중 적어도 하나는 금속 재료로 만들어지는 층이거나, 외부 층(2,4)의 굴절 지수와는 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 층이다.
도 1 내지 도 3에서, S0는 외부 층(2)과 중앙 층(3) 사이의 접촉 표면을 나타내며, S1은 중앙 층(3)과 외부 층(4) 사이의 접촉 표면을 나타낸다. 또한, 도 3에서, 중앙 층(3)의 내부 접촉 표면은 표면(S0)에서 가장 가까운 접촉 표면으로부터 시작하여 S2 내지 Sk로 연속적으로 나타나 있다.
도 2의 변형예에서, 서로 평행한 텍스쳐 가공된 표면(2B,4B)들 사이에서 접촉되는 중앙 층(3)의 배열로 인해서, 외부 층(2)과 중앙 층(3) 사이의 접촉 표면(S0)은 텍스쳐 가공되어 있으며 중앙 층(3)과 외부 층(4) 사이의 접촉 표면(S1)과 평행하다. 환언하면, 중앙 층(3)은 접촉 표면(S0,S1)에 수직하게 취해진, 균일한 두께(e3)를 갖는 텍스쳐 가공된 층이다.
도 3의 변형예에서, 중앙 층(3)의 구성요소 적층체의 두 개의 인접한 층들 사이의 각각의 접촉 표면(S2, ..., Sk)은 텍스쳐 가공되어 있으며 외부 층(2,4)과 중앙 층(3) 사이의 접촉 표면(S0,S1)과 엄격히 평행하다. 따라서, 상이한 성질, 유전성 또는 금속성을 가지거나, 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 적층 소자(10)의 인접한 층들 사이의 모든 접촉 표면(S0, S1, ..., Sk)은 텍스쳐 가공되며 서로 평행하다. 특히, 중앙 층(3)의 구성요소 적층체의 각각의 층(31, 32,..., 3k)은 접촉 표면(S0, S1,..., Sk)에 수직으로 취해진 균일한 두께(e31, e32,..., e3k)를 가진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 적층 소자(10)의 각각의 접촉 표면(S0, S1 또는 S0, S1,..., Sk)의 텍스쳐는 접촉 표면의 일반 평면(π)에 대해 오목하거나 볼록한 복수의 피쳐에 의해 형성된다. 각각의 텍스쳐 가공된 접촉 표면(S0, S1 또는 S0, S1,..., Sk)의 피쳐들의 평균 높이는 1 ㎛ 내지 2 mm, 바람직하게 2 ㎛ 내지 200 ㎛이다. 각각의 텍스쳐 가공된 접촉 표면의 피쳐들의 평균 높이는 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 표면의 각각의 피쳐에 대한 정점과 평면(π) 사이에서 취한 거리(yi)에 대한 산술 평균
Figure 112016051252297-pct00002
으로서 정의된다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 중앙 층(3)의 구성요소 층 또는 각각의 구성요소 층의 두께(e3 또는 e31, e32, ..., e3k)는 적층 소자(10)의 각각의 텍스쳐 가공된 접촉 표면(S0, S1 또는 S0, S1, ..., Sk)의 피쳐들의 평균 높이보다 작다. 이러한 조건은 중앙 층(3)의 하나의 층으로의 방사선 입구 인터페이스와 그러한 층으로부터의 방사선 출구 인터페이스가 평행할 가능성을 증가시키고, 따라서 적층 소자(10)를 통한 방사선의 정투과의 비율을 증가시키는데 중요하다. 다양한 층들의 가시성을 위해서, 이러한 조건은 도 1 내지 도 9에서 엄격히 고려되지 않았다. 실제로, 중앙 층(3)이 박층이거나 얇은 적층체일 때, 중앙 층(3)의 각각의 층의 두께(e3 또는 e31, e32, ..., e3k)는 적층 소자의 각각의 텍스쳐 가공된 접촉 표면의 피쳐들의 평균 높이의 1/10 정도 또는 그 미만이다.
도 1은 제1 외부 층(2)의 측에서 적층 소자(10)에 입사되는 방사선 경로를 예시한다. 입사 광선(Ri)은 주어진 입사 각도(θ)로 제1 외부 층(2)에 도달한다. 입사 방사선의 일부는 공기와 외부 층(2)의 구성요소 재료 사이의 굴절 지수의 차이로 인해서 제1 외부 층(2)의 외부 표면(2A)에서 정반사 방식으로 반사된다. 이러한 반사를 감소시키기 위해서, 유리하게 반사방지 코팅(7)이 제1 외부 층(2)의 표면(2A)에 제공된다. 전술한 바와 같이, 반사방지 코팅(7)은 공기와 제1 외부 층(2) 사이의 경계면에서 방사선의 반사를 감소시키는 것을 가능하게 하는 임의의 형태일 수 있다. 이는 특히, 공기의 굴절 지수와 제1 외부 층(2)의 굴절 지수 사이의 굴절 지수를 가지는 층, 간섭 필터로서 작용하는 얇은 적층체, 그렇지 않으면 굴절 지수의 구배를 가지는 얇은 적층체일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 입사 광선(Ri)은 이들이 상이한 성질, 유전성 또는 금속성을 갖거나 상이한 굴절 지수를 갖는 두 개의 인접한 층들 사이의 접촉 표면(Si)에 도달할 때, 금속 표면에 의해서 또는 이러한 접촉 표면에서의 굴절 지수의 차이로 인해서 반사된다. 접촉 표면(Si)이 텍스쳐 가공되기 때문에, 반사는 복수의 방향(Rr)으로 발생한다. 그러므로 적층 소자(10)에 의한 방사선의 반사는 확산된다.
입사 방사선의 일부는 또한, 중앙 층(3) 내로 굴절된다. 도 2의 변형예에서, 접촉 표면(S0,S1)은 서로 평행하며, 이는 스넬-데카르트 법칙(Snell- Descartes law)에 따라서 n2.sin(θ) = n4.sin(θ')를 의미하며, 여기서 θ는 제1 외부 층(2)으로부터 시작하는 중앙 층(3)으로의 방사선 입사각이고 θ'는 중앙 층(3)으로부터 시작하는 제2 외부 층(4)으로의 방사선 굴절각이다. 도 3의 변형예에서, 접촉 표면(S0, S1, ..., Sk)이 모두 서로 평행하기 때문에, 스넬-데카르트 법칙으로부터 유도되는 관계식 n2.sin(θ) = n4.sin(θ')이 증명된다. 따라서, 두 변형예에서, 두 개의 외부 층의 굴절 지수(n2,n4)가 서로 실질적으로 동일하기 때문에, 적층 소자에 의해 투과되는 광선(Rt)은 적층 소자 상의 그들의 입사각(θ)과 동일한 투과각(θ')으로 투과된다. 그러므로 적층 소자(10)에 의한 방사선의 투과는 정투과이다.
중앙 층(3)에서의 굴절로 인해서, 투과된 광선(Rt)은 도 1에서 오프셋(d)으로 도시된 바와 같이, 그에 대해 조금 편향되었지만 입사 광선(Ri)에 평행하다. 실제로, 작은 두께의 중앙 층(3)이 주어지면, 오프셋(d)은 적층 소자(10)를 통한 시야의 선명함에 영향을 주지 않을 정도로, 특히 수 nm 정도로 작다.
위와 동일한 이유로, 제2 외부 층(4)의 측에서 적층 소자(10)로 입사되는 방사선은 또한, 확산 방식으로 반사되고 적층 소자에 의해 정투과 방식으로 투과되는 경향이 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서 본 발명의 사상은 적층 소자(10)의 어두운 측과 밝은 측 사이의 광 대비가 낮거나 제로일 때조차도, 또는 제2 외부 층(4)의 측에서의 광도가 제1 외부 층(2)의 측에서의 광도보다 더 클 때조차도, 제2 외부 층(4)의 측에 위치된 관찰자에게 흐릿하거나 "지저분한 글레이징" 인상을 감소시키며, 따라서 적층 소자(10)를 통한 선명한 시야를 보장하기 위해서 적층 소자(10)에 비대칭성을 부여하는 것이다.
이러한 목적을 위해서, 제1 접근법에 따라서 적층 소자(10)가 특히 80%보다 크거나 같은 광 투과도(TL)를 갖는 중앙 층(3)과 관련된 제1 외부 층(2)의 측에 선명한 재료를, 그리고 10% 내지 60%의 광 투과도(TL)를 갖는 중앙 층(3)과 관련된 제2 외부 층(4)의 측에 적어도 하나의 흡수성 소자를 포함한다.
예로서, 도 1의 실시예에서 제1 외부 층(2)은 투명한 또는 극히 투명한 유리, 예를 들어, Saint-Gobain Glass에 의해 판매되는 SGG SATINOVO® 또는 SGG ALBARINO® 형태의 텍스쳐 가공된 유리로 만들어지는 텍스쳐 가공된 기판이며, 제2 외부 층(4)은 기판(2)과 실질적으로 동일한 굴절 지수를 가지며 중앙 층(3)의 텍스쳐 가공된 표면(3B)의 텍스쳐와 정합하는 예를 들어, PVB로 만들어지는 중간층 시이트로 만들어진다. 중간층 시이트(4)는 그의 외부 표면(4A)을 통해서, 착색된 유리, 예를 들어 Saint-Gobain Sekurit에 의해 판매되는 SGS THERMOCONTROL® Venus Grey 10 형태의 대량 착색된 유리로 만들어지는 평탄한 기판(5)에 캘린더 가공된다. 따라서, 이러한 예에서 제2 외부 층(4)의 측에서 적층 소자(10)에 통합되는 흡수성 소자는 기판(5)이다. 하나의 변형예에서, 중간층 시이트(4)는 예를 들어 투명한 또는 극히 투명한 유리, 예를 들어 Saint-Gobain Glass에 의해 판매되는 SGG PLANILUX® 형태의 유리로 만들어지는 평탄한 기판(5)에, 또는 위와 같이 착색된 유리로 만들어지는 평탄한 기판(5)에 후에 캘린더 가공될 수 있는 대량-착색된 PVB 시이트를 선택함으로써 흡수성 소자로서 또한 작용할 수 있다.
제2 접근법에 따라서, 아래에 주어지는 파장 범위에서 제2 외부 층(4) 쪽으로 향하는 측에 있는 중앙 층(3)의 전체 반사(Ri)에 대한 주어진 파장 범위, 예를 들어 가시 파장 범위에서 제1 외부 층(2) 쪽으로 향하는 측에 있는 중앙 층(3)의 전체 반사(Re)의 비율이 1.5보다 크거나 같도록, 바람직하게 2보다 크거나 같도록 중앙 층(3)으로서 얇은 비대칭 적층체(31, 32, ..., 3k)를 선택함으로써 비대칭이 적층 소자(10)에 주어진다. 유리하게, 이러한 적층체는 태양열 제어 및/또는 낮은 방사율 특성을 적층 소자(10)에게 부여하도록 추가로 적응될 수 있다.
적층 소자(10)를 비대칭으로 만드는 것을 목표로 하는 제1 및 제2 접근법은 물론 조합될 수 있으며, 즉 적층 소자는 얇은 비대칭 적층체에 의해 형성되는 중앙 층(3)과 중앙 층(3)에 대해 제2 외부 층(4)의 측에 위치되는 적어도 하나의 흡수성 소자를 포함할 수 있다.
적층 소자(10)를 비대칭으로 만들도록 선택되는 접근법과 무관하게, 공기와 기판(5)의 구성요소 재료 사이의 굴절 지수의 차이로 인한 굴절을 감소시키기 위해서, 반사방지 코팅(7')이 바람직하게, 제2 외부 층(4)의 측에 위치되는 적층 소자(10)의 외부 주 표면에, 즉 도 1의 표면(5A)에 제공된다. 반사방지 코팅(7')의 존재는 표면(5A)에서의 방사선의 정반사를 제한하고 제2 외부 층(4)의 측에 배치되는 관찰자에 대한 적층 소자(10)를 통한 시야의 선명도에 대한 임의의 열화를 방지하는데 특히 유리하다. 반사방지 코팅(7)과 동일한 방식으로, 반사방지 코팅(7')은 공기와 기판(5) 사이의 경계면에서 방사선의 반사를 감소시키는 것을 가능하게 하는 임의의 형태일 수 있다. 이는 특히, 공기의 굴절 지수와 기판(5)의 굴절 지수 사이의 굴절 지수를 갖는 층, 간섭 필터로서 작용하는 얇은 적층체, 그렇지 않으면 굴절 지수 구배를 갖는 얇은 적층체 일 수 있다.
적층 소자(10)를 제작하기 위한 공정의 예가 도 4를 참조하여 아래에서 설명된다.
이러한 공정에 따라서, 중앙 층(3)은 제1 외부 층을 형성하는 기판(2)의 텍스쳐 가공된 표면(2B)에 등각 방식으로 증착된다. 텍스쳐 가공된 기판(2B)과 반대쪽의 이러한 기판의 주 표면(2A)은 매끄러우며 반사방지 코팅(7)이 제공된다. 중앙 층(3)의 등각 증착은 중앙 층이 단일 층이든 여러 층의 적층체에 의해 형성되든지 간에, 바람직하게 마그네트론 스퍼터링에 의해 진공 하에서 수행된다. 이러한 기술은 기판(2)의 텍스쳐 가공된 표면(2B)에, 단일 층을 등각 방식으로 또는 다양한 층의 적층체 등각 방식으로 연속해서 증착시키는 것을 가능하게 한다. 이들은 얇은 유전체 층, 특히 Si3N4, SnO2, ZnO, SnZnOX, AlN, NbO, NbN, TiO2, SiO2, Al2O3, MgF2, AlF3의 층, 또는 얇은 금속 층, 특히 은, 금, 티타늄, 니오븀, 실리콘, 알루미늄, 니켈-크롬(NiCr) 합금, 또는 이들 금속 합금의 층일 수 있다.
중앙 층은 예로서,
- 55 nm 내지 65 nm의 두께 및 550 nm에서 2.45의 굴절 지수를 갖는 TiO2의 층, 또는
- 특허 출원 WO 02/48065 A1 또는 EP 0 847 965 A1 호에 설명된 바와 같은 적어도 하나의 은-기반 층을 포함하는 적층체일 수 있다.
중앙 층(3)의 증착 이후에, 중간층 시이트(4) 및 기판(5)이 중앙 층(3)의 텍스쳐 가공된 주 표면(3B)으로부터 시작하여 기판(2)과 반대 측에 연속적으로 위치되며 적어도 중간층 시이트(4)의 유리 전이 온도에서의 압축 및/또는 가열이 예를 들어, 프레스 또는 오븐에서 이렇게 형성된 적층 구조물에 가해진다. 이러한 적층 공정 중에, 증간층 시이트(4)는 중앙 층(3)의 텍스쳐 가공된 표면(3B)의 텍스쳐에 정합하며, 이는 중앙 층(3)과 외부 층(4) 사이의 접촉 표면(S1)이 양호하게 텍스쳐 가공되고 중앙 층(3)과 외부 층(2) 사이의 접촉 표면(S0)에 평행해지는 것을 보장한다.
도 5에 나타낸 제2 실시예에서, 제1 실시예의 소자와 유사한 소자에는 동일한 도면 부호가 붙여져 있다. 이러한 제2 실시예는 단지, 제1 외부 층(2)이 텍스쳐 가공된 유리가 아닌 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 필름이며, 그의 하나의 주 표면(2B)이 텍스쳐 가공되며, 이러한 텍스쳐 가공이 특히 엠보싱에 의해 얻어질 수 있다는 점에서, 제1 실시예와 상이하다. 따라서, 제2 실시예의 적층 소자(10)에서, 제1 외부 층(2)은 그의 매끈한 외부 표면(2A)을 통해서 투명한 또는 극히 투명한 유리, 예를 들어 Saint-Gobain Glass에 의해 판매되는 SGG PLANILUX® 형태의 유리로 만들어지는 평탄한 기판(1)에 견고하게 부착되는 텍스쳐 가공된 연성 기판이다. 이러한 실시예에서, 중앙 층(3)은 필름(2)의 텍스쳐 가공된 표면(2B)에 등각 방식으로 증착된다.
도 6에 나타낸 제3 실시예에서, 제1 실시예의 소자와 유사한 소자에는 동일한 도면 부호가 붙여져 있다. 이러한 제3 실시예는 단지, 제2 외부 층(4)이 중간층 시이트가 아닌, 기판(2)의 굴절 지수와 실질적으로 동일한 굴절 지수를 갖는 실리카-기반 유기/무기 혼성 기질을 포함하는 투명한 졸-겔 층이라는 점에서, 제1 실시예와 상이하다. 이러한 졸-겔 층(4)은 중앙 층(3)의 텍스쳐 가공된 표면(3B)에 졸-겔 공정에 의해 증착되며 점성 상태, 액체 상태 또는 반죽 상태로 표면(3B)의 텍스쳐에 적용되게 된다. 따라서, 층(4)의 경화된 상태에서 중앙 층(3)과 외부 층(4) 사이의 접촉 표면(S1)은 양호하게 텍스쳐 가공되며 중앙 층(3)과 외부 층(2) 사이의 접촉 표면(S0)과 평행하게 된다.
또한, 제3 실시예의 적층 소자(10)는 제2 외부 층(4)의 측에 위치되는 추가 층으로서, 그의 외부 표면을 통해서, 착색된 유리, 예를 들어 Saint-Gobain Sekurit에 의해 판매되는 SGS THERMOCONTROL® Venus Grey 10 형태의 대량 착색된 유리로 만들어지는 평탄한 기판(6)에 캘린더 가공되는 예를 들어, PVB로 만들어지는 중간층 시이트(5)를 연속해서 포함한다. 따라서, 이러한 예에서 제2 외부 층(4)의 측에서 적층 소자(10)와 통합되는 흡수성 소자는 기판(6)이다. 하나의 변형예에 따라서, 졸-겔 층(4) 및/또는 중간 시이트(5)는 예를 들어, 첨가제 또는 대량-착색된 PVB 시이트로서 착색제를 포함하는 졸-겔 층을 선택함으로써 흡수성 소자로서 또한 작용할 수 있다. 이러한 변형예에서, 중간 층 시이트(5)는 투명한 또는 극히 투명한 유리, 예를 들어 Saint-Gobain Glass에 의해 판매되는 SGG PLANILUX® 형태의 유리로 만들어지는 평탄한 기판(6)에, 또는 위에서 같이 착색된 유리로 만들어지는 평탄한 기판(6)에 캘린더 가공될 수 있다.
도 7에 나타낸 제4 실시예에서, 제1 실시예의 소자와 유사한 소자에는 동일한 도면 부호가 붙여져 있다. 이러한 제4 실시예에서, 적층 소자(10)는 50 내지 300 ㎛ 정도의 전체 두께를 갖는 연성 필름이다. 이러한 적층 소자의 제1 외부 층(2)은 그의 주 면(2B)들 중의 하나에 텍스쳐 가공되는, UV 방사선의 작용 하에서 광교차결합 가능하고/하거나 광중합화 가능한 재료로 만들어지는 층이다. 층(2)은 그의 비-텍스쳐 가공된 주 표면을 통해서 폴리머 재료로 만들어지는 연성 필름(1)의 주 표면들 중 하나에 맞대여 가해지며, 그의 두 개의 주 표면은 매끄럽다. 예로서, 필름(1)은 바람직하게, 증가된 UV 저항성을 가지며 100 ㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 필름이며 층(2)은 대략 10 ㎛의 두께를 갖는 JSR Corporation에 의해 판매되는 KZ6661 형태의 UV-경화가능한 수지의 층이다. 경화된 상태에서, 수지 층(2)은 PET에 대한 양호한 접착력을 가진다.
수지 층(2)은 텍스쳐링이 필름(1)에 대해 반대 측의 그의 표면(2B)에 채택되는 것을 가능하게 하는 점도로 필름(1)에 도포된다. 표면(2B)의 텍스쳐링은 임의의 적합한 기술, 특히 엠보싱에 의해 수행될 수 있다. 도 8의 예에서, 표면(2B)의 텍스쳐링은 층(2)에 형성될 텍스쳐링과 상보적인 텍스쳐링을 그의 표면에 가지는 롤(9)을 사용하여 수행된다. 일단 텍스쳐링이 형성된다면 및/또는 텍스쳐링의 형성 중에, 중첩된 필름(1)과 수지 층(2)이 도 8의 화살표에 의해 도시된 바와 같은 UV 방사선으로 조사되며, 이는 그의 텍스쳐링을 갖는 수지 층(2)의 고화 및 필름(1)과 수지 층(2)의 조립을 가능하게 한다.
단일 층일 수 있거나 전술한 바와 같이 적층체로 형성될 수 있으며 금속 재료로 만들어지거나 제1 외부 층(2)의 굴절 지수와 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 적어도 하나의 층을 포함하는 중앙 층(3)은 그 후에 특히 마그네트론 스퍼터링에 의해 텍스쳐 가공된 표면(2B)에 등각 방식으로 증착된다.
흡수성 소자를 형성하도록 이 시기에 대량-착색되는, 100 ㎛의 두께를 가지는 제2 PET 필름은 그 후에 중앙 층(3)에 증착되며 적층 소자(10)의 제2 외부 층(4)을 형성한다. 연성 필름(4) 및 층(2) 모두는 550 nm에서 1.65 정도의 실질적으로 동일한 굴절 지수를 가진다. 연성 필름(4)은 PET의 유리 전이 온도에서의 압축 및/또는 가열에 의해서 제1 외부 층(2)과 반대 측에 있는 중앙 층(3)의 텍스쳐 가공된 표면(3B)에 정합된다.
접착제 결합을 위해 제거되도록 되어 있는 보호 스트립(라이너)(20)으로 덮여 있는, PSA(감압성 접작체) 형태의 접착제 층(8)이 적층 소자(10)의 외부 표면들 중 하나 또는 다른 하나에, 바람직하게 제1 외부 층(2)의 측에 위치된 외부 표면에, 즉 도 7에 도시된 바와 같은 필름(1)의 외부 표면에 추가될 수 있다. 이와 같이 적층체(10)는 이러한 표면에 확산 반사 특징을 부여하기 위해서 글레이징의 표면과 같은 표면에 접착제 결합에 의해 추가될 준비가 된 연성 필름의 형태이다. 도 7의 예에서, 필름(4)의 외부 표면에는 반사방지 코팅(7')이 제공된다.
특히 유리하게, 도 8에 제안된 바와 같은 공정의 다양한 단계들은 하나의 그리고 동일한 제조 라인에서 연속적으로 수행될 수 있다.
도9에 나타낸 제5 실시예에서, 제1 실시예의 소자와 유사한 소자에는 동일한 도면 부호가 붙여져 있다. 제4 실시예에서와 같이, 이러한 제5 실시예의 적층 소자(10)는 50 내지 300 ㎛ 정도의 전체 두께를 갖는 연성 필름이며, 그의 제1 외부 층(2)은 UV 방사선의 작용 하에서 광교차결합 가능하고/하거나 광중합화 가능한 재료로 만들어지는 층이며 그의 주 면(2B)들 중 하나가 텍스쳐 가공되고 그의 비-텍스쳐 가공된 주 표면을 통해서 매끄러운 그의 두 개의 주 표면을 갖는 폴리머 재료로 만들어지는 연성 필름(1)의 주 표면에 맞대게 도포된다. 층(2)의 표면(2B)의 텍스쳐링은 임의의 적합한 기술, 특히 엠보싱에 의해 수행될 수 있다.
이러한 제5 실시예는 제2 외부 층(4)이 폴리머 재료로 만들어지는 필름이 아니고 광교차결합 가능하고/하거나 광중합화 가능한 재료로 만들어지는 층(2)과 일치하는 굴절 지수를 갖게 하도록 선택되는 접착제 층이라는 점에서 제4 실시예와 상이하다. 접착제 층(4)은 중앙 층(3)과 폴리머 재료로 만들어지는 제2 필름(5) 사이에 결합을 제공하며, 제2 필름은 흡수성 소자를 형성하도록 대량-착색된다. 스크래치-방지 층 또는 "하드코트 층(hardcoat layer)" 형태인 보호 층(6)이 유리하게, 접착제 층(4)의 반대 측에서 필름(5)의 외부 주 표면에 도포된다. 이러한 실시예에서 중요한 굴절 지수의 일치는 광교차결합 가능하고/하거나 광중합화 가능한 재료로 만들어지는 층(2)과 접착제 층(4) 사이에서의 굴절 지수의 일치라는 것에 주목해야 한다. 이러한 제5 실시예는 따라서 층(2)을 위한 재료에 대한 더 많은 선택을 가질 수 있게 하는데, 이는 층(2)이 더 이상 필름(5)과 실질적으로 동일한 굴절 지수를 가질 필요가 없기 때문이다.
예로서, 이러한 제5 실시예의 적층 소자(10)에서, 필름(1)은 바람직하게 증가된 UV 저항성을 가지는 25 ㎛의 두께를 가지는 PET 필름이며; 층(2)은 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께 및 550 nm에서 1.52 정도의 굴절 지수를 가지는, UV 방사선의 작용 하에서 광교차결합 가능한 아크릴레이트-기반 수지 층이며; 중앙 층(3)은 특히 마그네트론 스퍼터링에 의해 텍스쳐 가공된 표면(2B)에 등각 방식으로 증착되는, 단일 층, 또는 금속 재료로 만들어지거나 층(2)의 굴절 지수와 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 적어도 하나의 층을 포함하는 적층체이며; 층(4)은 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께 및 550 nm에서 1.52 정도의 굴절 지수를 갖는 PSA 형태의 접착제(감압성 접착제)의 층이며; 필름(5)은 25 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위의 두께를 갖는 대량-착색된 PET 필름이다.
제4 실시예에서와 같이, 접착제 결합을 위해 제거되도록 되어 있는 보호 스트립(라이너)(20)으로 덮여 있는, PSA 형태의 접착제(감압성 접작체) 층(8)이 필름(1)의 외부 표면에 추가된다. 적층 소자(10)는 따라서 이러한 표면에 확산 반사 특징을 부여하기 위해서 글레이징의 표면과 같은 표면에 접착제 결합에 의해 추가될 준비가 된 연성 필름의 형태이다. 반사방지 코팅(7')이 또한, 접착제 층(8)과 반대 측에 있는 적층 소자(10)의 외부 표면에 제공될 수 있다.
전술한 각각의 실시예에서, 반사방지 코팅(7,7')은 적층 소자의 조립 이전 또는 이후에, 적층 소자의 대응 외부 표면의 제위치에 놓여질 수 있다.
본 발명은 설명되고 나타낸 예들에 한정되는 것이 아니다. 특히, 적층 소자가 도 7 내지 도 9의 예에서 처럼 연성 필름일 때, 폴리머 필름을 기초로 하여, 예를 들어 PET 필름을 기초로 하여 형성되는 각각의 층의 두께는 특히, 10 ㎛ 내지 1 nm 정도로 전술한 것과 상이할 수 있다.
또한, 도 7 내지 도 9의 예에서 제1 외부 층(2)의 텍스쳐 가공은 폴리머 필름에 증착된 경화 가능한 수지의 층에 의존함이 없이, 폴리머 필름의 고온 엠보싱에 의해, 특히 텍스쳐 가공된 롤을 사용한 롤링에 의해 또는 펀치를 사용한 프레싱에 의해 직접적으로 얻어질 수 있다.
도 1 내지 도 6의 실시예와 유사한 구성들이 또한, 유리 기판 대신에 플라스틱 기판에 고려될 수 있다.
본 발명에 따른 적층 소자는 글레이징의 어두운 측과 밝은 측 사이의 광 대비가 상대적으로 낮거나 제로(0)일 때조차도, 또는 제2 외부 층의 측에서의 광도가 제1 외부 층의 측에서의 광도보다 더 클 때조차도, 적층 소자의 제2 외부 층의 측에 배치된 관찰자에게 글레이징을 통한 시야의 높은 정도의 선명함을 갖게 하는 동시에, 적층 소자의 제1 외부 층의 측에서 글레이징에 입사되는 방사선의 정투과 및 확산 반사의 특성들을 얻는 것이 바람직한, 차량, 건물, 도로 시설물, 내부 가구, 조명 장치, 디스플레이 서포트, 프로젝션 스크린 등을 위한 것과 같은 글레이징의 공지된 모든 용례에 사용될 수 있다.
예
적층 소자의 4개의 예에 대한 광학 특성이 아래의 표 1에 주어져 있다.
예 번호 1에서, 제1 외부 층(2)이 두께 2 mm를 갖는 SGS THERMOCONTROL® Venus Green 35 착색 유리에 의해 형성되며, 그의 주 표면에 샌드블라스팅에 의해 텍스쳐가 형성되어 있다.
각각의 예에서, 중앙 층(3)은 제1 외부 층(2)을 형성하는 텍스쳐 가공된 기판의 텍스쳐 가공된 표면에 등각 방식으로 마그네트론 증착에 의해 증착되는 적층체이다.
예 번호 1과 2에서, 중앙 층(3)은 Saint-Gobain Glass로부터의 SGG COOL-LITE® SKN 144 Ⅱ로 분류된 제품에 대응하는, "SKN 144"로 지칭되는 두 개의 얇은 은-기반 층을 포함하는 태양열-제어 적층체이다.
표 1에 주어진 적층 소자의 광학 특성은 다음과 같다:
- Reffective: ISO 9050:2003 표준 (D65 발광체; 2°관찰자)에 따라 측정되는, 제1 외부 층(2)의 측에서 적층 소자로 수직 입사되는 방사선에 대한 적층 소자의 가시 스펙트럼에서의 전체 광 반사(단위, %);
- Rstray: ISO 9050:2003 표준 (D65 발광체; 2°관찰자)에 따라 측정되는, 제2 외부 층(4)의 측에서 적층 소자로 수직 입사되는 방사선에 대한 적층 소자의 가시 스펙트럼에서의 전체 광 반사(단위, %);
- Teffective: ISO 9050:2003 표준 (D65 발광체; 2°관찰자)에 따라 측정되는, 적층 소자의 가시 스펙트럼에서의 광 투과(단위, %)이며, 여기서 측정은 제1 외부 층으로부터 제2 외부 층(4)으로 다가감으로써 적층 소자를 통과하는 수직 입사 방사선에 대해 수행되었으며;
- Re: ISO 9050:2003 표준 (D65 발광체; 2°관찰자)에 따라 측정되는, 제1 외부 층(2)의 측에서의 중앙 층(3)에 대한 가시 스펙트럼에서의 전체 광 반사(단위, %)이며, 여기서 측정은 4 mm의 두께를 갖는 SGG PLANILUX® 형태의 평탄한 유리에 증착되는 중앙 층(3) 및 적층 소자 내의 제1 외부 층(2)에 인접한 측에서의 중앙 층(3)으로 수직 입사되는 방사선에 대해 수행되었다;
- Ri: ISO 9050:2003 표준 (D65 발광체; 2°관찰자)에 따라 측정되는, 제2 외부 층(4)의 측에서의 중앙 층(3)에 대한 가시 스펙트럼에서의 전체 광 반사(단위, %)이며, 여기서 측정은 4 mm의 두께를 갖는 SGG PLANILUX® 형태의 평탄한 유리에 증착되는 중앙 층(3) 및 적층 소자 내의 제2 외부 층(4)에 인접한 측에서의 중앙 층(3)으로 수직 입사되는 방사선에 대해 수행되었다;
- T: ISO 9050:2003 표준 (D65 발광체; 2°관찰자)에 따라 측정되는, 중앙 층(3)에 대한 가시 스펙트럼에서의 광 투과(단위, %)이며, 여기서 측정은 4 mm의 두께를 갖는 SGG PLANILUX® 형태의 평탄한 유리에 증착되는 중앙 층(3) 및 적층 소자 내의 제1 외부 층(2)에 인접한 측으로부터 적층 소자 내의 제2 외부 층(4)에 인접한 측 쪽으로 다가감으로써 중앙 층(3)을 통과하는, 수직 입사되는 방사선에 대해 수행되었다.
예 번호1
(비교 예)		 번호2 번호3
(비교 예)		 번호4
제1 외부층(2) 2mm 텍스쳐가공된 SGS THERMOCONTROL® Venus Green 35 4mm SGG SATINOVO® 4mm SGG SATINOVO® 4mm SGG SATINOVO®
(제1외부층(2)으로부터 시작하는)중앙층(3) SKN 144 SKN 144 SiN 20 nm
NiCr 1.5 nm
Ag 18 nm
NiCr 1.5 nm
SiN 20nm
Re = Ri= 32%
T = 30%		 Si3N4 50 nm
NiCr 1.5 nm
Ag 10 nm
NiCr 1.5 nm
NbN 15 nm
Si3N4 50 nm
Re = 27%
Ri= 11%
T = 30%
제2 외부층(4) PVB
0.38 mm		 PVB
0.38 mm		 PVB
0.38 mm		 PVB
0.38 mm
제2 외부층(4) 측의 추가 층(5) 2mm SGS THERMOCONTROL® Venus Green 35 2mm SGS THERMOCONTROL® Venus Grey 10 4mm SGG PLANILUX® 4mm SGG PLANILUX®
적층소자의 특성
Reffective(%) 6% 18.5% 33% 28.5%
Rstray(%) 6% 4.5% 33% 14%
Teffective(%) 13% 13% 25.5% 25.5%
예 번호 1과 2의 특성의 비교는 제1 외부 층(2)의 측에 있는 투명 소자, 즉 4 mm 두께를 갖는 SGG SATINOVO® 투명 유리 및 제2 외부 층(4)의 측에 있는 흡수성 소자, 즉 2 mm 두께를 갖는 SGS THERMOCONTROL® Venus Grey 10 착색 유리를 예 번호 2에 통합함으로써, Reffective/Rstray 및 Teffective/Rstray 비율이 증가하였으나, 적층 소자가 중앙 층(3)의 어느 한 측에 동일한 기판을 포함하는 예 번호 1에 대해 동일한 값의 Teffective를 유지했음을 보여준다. 이의 결과는 제2 외부 층(4)의 측에 배치된 관찰자에게 흐릿하거나 "지저분한 글레이징" 인상을 감소시켰으며, 따라서 비교 예 번호 1의 적층 소자에 대해서, 본 발명에 따른 예 번호 2의 적층 소자를 통해 더 선명한 시야를 제공했다.
유사하게, 예 번호 3 및 4의 특성 비교는 Re/Ri가 1.5보다 크거나 같도록 예 번호 4에서 중앙 층(3)을 비대칭으로 만듦으로써, Reffective/Rstray 및 Teffective/Rstray 비율이 증가하였으나, 적층 소자가 대칭 중앙 층(3)을 포함하는 예 번호 3에 대해 동일한 값의Teffective와 높은 값의 Reffective를 유지했음을 보여준다. 여기서, 또한 이의 결과는 제2 외부 층(4)의 측에 배치된 관찰자에게 흐릿하거나 "지저분한 글레이징" 인상을 감소시켰으며, 따라서 비교 예 번호 3의 적층 소자에 대해서, 본 발명에 따른 예 번호 4의 적층 소자를 통해 더 선명한 시야를 제공했다.

Claims (19)

  1. 두 개의 매끄러운 외부 주 표면을 갖는 투명 적층 소자(10)로서,
    - 매끄러운 외부 주 표면(2A,4A)을 각각 가지며 실질적으로 동일한 굴절 지수(n2,n4)를 갖는 유전체 재료로 구성되는 두 개의 외부 층(2,4), 및
    - 외부 층들 사이에 삽입되며, 금속 재료로 만들어지거나 외부 층의 굴절 지수와 상이한 굴절 지수(n3)를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 단일 층에 의해, 또는 금속 재료로 만들어지거나 외부 층의 굴절 지수와 상이한 굴절 지수(n3)를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 적어도 하나의 층을 포함하는 적층체(31, 32, ..., 3k)에 의해 형성되는 중앙 층(3)을 포함하며,
    하나의 층이 금속 재료로 만들어지고 다른 하나의 층이 유전체 재료로 만들어지거나, 두 개의 층이 상이한 굴절 지수를 갖는 유전체 재료로 만들어지는 적층 소자의 두 개의 인접한 층들 사이의 모든 접촉 표면(S0, S1, ..., Sk)이 텍스쳐 가공되고 서로 평행한, 투명 적층 소자에 있어서,
    주어진 파장 범위에서 제2 외부 층(4)의 측에서의 적층 소자(10)의 전체 반사(Rstray)에 대한 주어진 파장 범위에서 제1 외부 층(2)의 측에서의 적층 소자(10)의 전체 반사(Reffective)의 비율이 1.5보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 외부 층(4)의 측으로 입사되는 방사선에 대한 상기 주어진 파장 범위에서의 적층 소자(10)의 흡수는 제1 외부 층(2)의 측으로 입사되는 방사선에 대한 상기 주어진 파장 범위에서의 적층 소자(10)의 흡수보다 엄격히 더 큰 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주어진 파장 범위에서 제2 외부 층(4)에서의 적층 소자(10)의 전체 반사(Rstray)에 대한 상기 주어진 파장 범위에서의 적층 소자(10)의 투과(Teffective)의 비율은 1.5보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제2 외부 층(4)으로서 또는 상기 제2 외부 층(4)의 측에 위치되는 추가 층(5,6)으로서, 가시 파장 범위에서 흡수하는 적어도 하나의 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    흡수성 소자는 10% 내지 60% 범위의 광 투과(TL)를 가지는 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  6. 제 4 항에 있어서,
    흡수성 소자는 대량-착색되는 강성 또는 연성 기판인 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  7. 제 4 항에 있어서,
    흡수성 소자는 대량-착색되는 폴리머 중간층 시이트인 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  8. 제 4 항에 있어서,
    흡수성 소자는 강성 또는 연성 기판의 하나의 면에 위치되는 흡수성 박층인 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  9. 제 1 항에 있어서,
    중앙 층(3)은 "n" 금속 기능성 층과 "(n+1)" 반사방지 코팅이 교대하는 얇은 적층체이며, 여기서 n ≥ 1이며, 각각의 금속 기능성 층은 두 개의 반사방지 코팅 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  10. 제 1 항에 있어서,
    중앙 층(3)은 얇은 비대칭 적층체이며, 상기 주어진 파장 범위에서 제2 외부 층(4) 쪽으로 향하는 측에서 중앙 층(3)의 전체 광 반사(Ri)에 대한 상기 주어진 파장 범위에서 제1 외부 층(2) 쪽으로 향하는 측에서 중앙 층(3)의 전체 반사(Re)의 비율은 1.5보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  11. 제 1 항에 있어서,
    한편으로 외부 층(2,4)과 다른 한편으로 중앙 층(3)의 유전체 재료로 만들어지는 적어도 하나의 층 사이의 550 nm에서 굴절 지수의 차이의 절대값은 0.30보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  12. 제 1 항에 있어서,
    두 개의 외부 층(2,4)의 구성요소 유전체 재료들 사이의 550 nm에서 굴절 지수의 차이의 절대값은 0.150보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  13. 제 1 항에 있어서,
    두 개의 외부 층(2,4) 중 하나는 강성 또는 연성 기판을 포함하며, 그 중 하나의 주 표면은 텍스쳐 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  14. 제 1 항에 있어서,
    두 개의 외부 층(2,4) 중 하나는 하나의 주 표면이 텍스쳐 가공되고 그의 다른 주 표면을 통해서 강성 또는 연성 기판에 추가되는 정합 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  15. 제 1 항에 있어서,
    다른 외부 층(4,2)은 실리카-기반 유기/무기 혼성 기질을 포함하는, 굴절 지수가 일치하는 졸-겔 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  16. 제 1 항에 있어서,
    중앙 층(3)의 구성요소 층 또는 각각의 구성요소 층은 텍스쳐 가공된 표면에 스퍼터링에 의해 증착되는 층인 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  17. 제 1 항에 있어서,
    제2 외부 층(4)의 측에 위치되는 그의 외부 주 표면에, 이러한 외부 주 표면을 형성하는 층의 구성요소 재료와 공기 사이의 경계면에 반사방지 코팅(7')을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  18. 제 1 항에 있어서,
    적층 소자의 외부 주 표면은 곡선인 것을 특징으로 하는 투명 적층 소자.
  19. 제 1 항에 따른 적어도 하나의 적층 소자(10)를 포함하는, 차량, 건물, 도로 시설물, 내부 가구, 조명 장치, 디스플레이 서포트, 프로젝션 스크린용 글레이징.
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