KR20030061843A

KR20030061843A - 태양광 차단 및/또는 단열용 박층 스택이 제공된 글레이징

Info

Publication number: KR20030061843A
Application number: KR10-2003-7007806A
Authority: KR
Inventors: 발레리에 꾸스떼; 니꼴라스 나도우; 프레데리끄 바리에레; 쟝-삐에르 브로쇼
Original assignee: 쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2003-07-22
Also published as: US7166360B2; JP2009143805A; CN1489556A; ATE380165T1; DE60131776T3; KR100823201B1; JP2004522677A; JP4327455B2; EP1341732B2; PT1341732E; AU2002217254A1; ES2298192T3; US20050123772A1; CN1272271C; FR2818272B1; EP1341732B1; EP1341732A1; DE60131776D1; FR2818272A1; ES2298192T5

Abstract

본 발명은 적외선 및/또는 태양광 방사 반사 특성을 갖는 n개의 기능층(들)과 유전체 물질로 된 하나 이상의 층으로 구성되는 n+1개의 코팅이 교대로 배치되어 각 기능층이 2개의 코팅 사이에 배치된 박층 스택이 제공되는 적어도 하나의 투명 기재를 포함하는 글레이징에 관한 것이다. 적어도 하나의 가시광 흡수 코팅은 상기 코팅 중 적어도 하나로 된 2개의 유전 물질 사이에 삽입된다.

Description

태양광 차단 및/또는 단열용 박층 스택이 제공된 글레이징{GLAZING PROVIDED WITH A STACK OF THIN LAYERS FOR SOLAR PROTECTION AND/OR HEAT INSULATION}

기재에 상기 특징을 제공하는 알려진 타입의 다층 스택은 금속 산화물 타입의 유전체 물질로 된 2개의 코팅사이에 위치되는 은층과 같은 적어도 하나의 금속층으로 구성된다. 이러한 스택은 일반적으로 자기장에 의해 선택적으로 촉진되는 스퍼터링과 같은 진공 기술을 사용하여 수행되는 연속 증착 단계에 의해 얻어진다.산소 존재 하에서 스퍼터링에 의해 은층 위에서 산화물층이 증착되는 경우, 은의 분해를 방지하기 위하여, 응집을 위한 결합층으로 작용하는 하부층(subjacent layer)과 보호 또는 "희생(sacrificial)" 층으로 작용하는 겹침층(overlayer)인 2개의 매우 얇은 금속층도 은층의 양측에 제공될 수 있다.

그리하여, 은으로 된 하나 또는 2개의 베이스층(base layer)을 갖는 이런 타입의 스택은 유럽 특허 제 0 611 213호, 제 0 678 484호 및 제 0 638 528호로부터 알려져 있다.

또한, 유럽 특허 제 0 847 965호로부터 알려진 것은 질화 규소 타입의 산소 장벽층과 은층을 안정화시키는 층의 사용으로 인하여 임의의 실재적인 광학적 변화없이 굽힘(bending) 또는 강화(toughening) 타입의 열처리가 수행될 수 있도록 설계된 2개의 은층으로 구성된 스택이다.

마지막으로, 아주 다른 두께의 2개의 은층으로 구성된 스택이 유럽 특허 제 0 844 219호로부터 알려져 있는데, 이는 적어도 32%까지 낮춰진 태양광 인자{태양광 인자(SF)는 입사하는 태양 에너지에 대한 해당 글레이징을 통해 실내로 들어오는 전체 에너지의 비이다.}를 갖는 글레이징을 얻는 것을 가능하게 한다.

일반적으로, 보다 상세하게는 건축용 이중 글레이징 분야에서, 각 경우마다 박층 스택을 완전히 재배치하지 않고 특정 범위 내에서 글레이징의 광 투과 수준을 조절할 수 있는 것이 바람직하다.

이 목적을 만족시키기 위해서 해결책이 이미 제안된 바 있다. 프랑스 특허 제 2 751 666호에서는, 유리와 제 1 유전층 사이에 산화철을 기반으로 하는 흡수층을 삽입하는 것이 제안되었다. 프랑스 특허 제 2 708 262호에서는, 은층과 접촉하면서 은층 위에 질화 티타늄 타입의 흡수층을 삽입하는 것이 제안되었다. 그러나, 상기 두 경우에서의 해결책은 박층 스택이 어닐링, 굽힘 또는 강화 타입의 열 처리를 거치게 되면, 흡수층이 광학적으로 심하게 변하고 및/또는 흡수층이 다층 스택을 광학적으로 완전히 변하게 만든다는 단점을 갖는다.

이것은 흡수층이 유리 또는 은과 접촉하면, 흡수층은 열의 영향 하에서 산화되는 경향을 가져서, 품질이 저하되거나 다소간 조절할 수 있는 방식으로 이웃하는 층의 품질을 저하시킬 것이기 때문이다. 그리하여, 흡수층이 은층과 직접 접촉하면, 흡수층은 산화에 의해 은층을 불안정하게 하는 경향이 있다. 흡수층이 유리와 접촉하면, 흡수층은 유리에서 오는 알칼리 금속 이온의 확산에 의해 변경될 것이다.

본 발명은 특히, 유리와 같은 단단한 무기 물질(또는 단단하거나 유연한 중합체 기재와 같은 유기 물질)로 제조된 투명 기재에 관한 것으로, 상기 기재는 태양광 방사 및/또는 장 파장 적외선 방사(long-wavelength infrared radiation)에 작용할 수 있는 금속 타입의 거동을 하는 적어도 하나의 층을 포함하는 박층 스택(stack of thin layers)으로 코팅된다.

본 발명은 더욱 상세하게는 단열 및/또는 태양광 차단 글레이징을 제조하기 위해 상기 기재를 사용하는 방법에 관한 것이다. 이러한 글레이징은 특히, 승객석에 있는 창유리 표면이 커짐으로써 발생되는 과열 현상을 감소시키고/감소시키거나 공기 조절 부하를 줄이기 위해 건물과 자동차 모두에 구비된다.

그러므로, 본 발명의 목적은 앞에서 언급된 단점 즉, 열처리 시에 스택에 심각한 광학적 변화를 발생시키지 않고, 앞에서 언급된 박층 스택이 제공되는 글레이징의 광 투과 수준을 조절하는 것이다.

보조적으로, 본 발명의 목적은 또한 바람직하게는 광 반사도를 20%미만의 값으로 제한시킴으로써, 외부광 반사 수준을 현저히 증가시킴없이 글레이징의 광 투과 수준 및/또는 선택도를 조절하는 것이다.

보조적으로, 본 발명의 목적은 이러한 광 투과 수준의 조절을 비교적 간단한 방법으로 달성하는 것이고 공업적인 규모에서 수행하기 편하게 하는 것이다.

본 발명의 주제는 먼저, 적외선 영역 및/또는 태양광 방사 영역에서 반사하는 특성을 갖는 n개의 기능층과 유전체로 제조된 하나 이상의 층으로 구성된 n+1개의 코팅이 교대되어, 2개의 코팅 사이에 각 기능층이 배치되어 구성되는 박층 스택이 제공되는 적어도 하나의 투명 기재를 포함하는 글레이징이다. 더욱이, 가시광을 흡수하는 적어도 하나의 층이 상기 코팅 중 적어도 하나의 유전체로 된 2개의 층 사이에 삽입된다. 이러한 배치에서, 흡수층은 유리와 직접 접촉하지 않고(이 때문에 열의 영향 하에서 산소 및 알칼리 금속 확산의 문제를 방지한다) 은과도 직접 접촉하지 않기 때문에, 열의 영향 하에서 은층과 접촉하는 흡수층의 산화에 의해 발생하는 은층의 품질 저하의 문제를 방지한다.

제 1 변형에 따라서, 스택은 2개의 코팅 사이에 배치된 하나의 기능층을 포함한다(n=1인 경우).

제 2 변형에 따라서, 스택은 3개의 코팅이 교차되는 2개의 기능층을 포함한다(n=2인 경우).

바람직하게, 기능층 또는 기능층들은 은 또는 은을 함유하는 금속 합금을 베이스로 한다.

흡수층(또는 흡수층들, 본 발명은 단일 흡수층을 삽입하는 것에 국한되지 않는다)은 다양한 물질로 제조되도록 선택될 수 있다. 흡수층은 Ti, Nb, Zr 또는 NiCr 타입의 금속 또는 금속 합금일 수 있다. 이는 산화 크롬, 산화철 또는 부화학양론적(substoichiometric) 산화 티타늄 또는 산화 아연과 같은 산화 금속일 수도 있다. 마지막으로, 흡수층은 질화 티타늄, 질화 니오븀, 질화 지르코늄, 질화 크롬또는 질화 NiCr일 수 있다.

바람직하게, 본 발명에 따른 가시광 흡수층의 두께는 작은 값으로 제한된다. 즉, 그 두께는 바람직하게 7nm이하이고, 더욱 바람직하게는 5 또는 3nm미만이다. 보통, 1 내지 3nm에서 선택된다. 위에서 언급된 흡수층의 제 1 특징은 유리 또는 은층과의 직접 접촉이 없다는 것이다. 흡수층의 제 2 특징은 얇다는 것인데, 두께가 매우 얇기 때문에 투과율을 실질적으로 낮추지는 않지만, 투과율을 몇 퍼센트 정도로 정확하게 조절할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 가시광 흡수층은 2개의 유전체 층 사이에 존재하는데, 이 유전체층 중 적어도 하나는 질화 규소 및/또는 질화 알루미늄을 베이스로 한다.

제 1 변형에서, 가시광 흡수층은 이러한 질화물 중 하나로 된 2개의 층 사이에 존재한다. 실제로, 이것은 가시광 흡수층이 가시광 흡수층을 산화시키거나 그 품질을 저하시키는 위험이 있는 물질(공기 또는 유리 또는 이웃하는 산화물층으로부터의 산소, 열의 영향하에서 은층으로부터 확산되는 물질 등)과 상호 작용하지 않도록 격리시키기 위해 가시광 흡수층을 "캡슐화"하는데 있어서의 최적의 형태이다. 이것은 질화 규소 및/또는 질화 알루미늄이 고온에서도, 화학적 불활성이 크다고 알려져 있기 때문이다. 이들 물질은 광학 기능 및 은층 보호 기능(약 2의 굴절률을 가짐)으로 유전체의 일반적인 역할을 수행할 뿐아니라, 가시광 흡수층에 대한 차폐층의 역할도 수행한다.

이러한 구성에서, 어닐링, 굽힘 또는 강화 타입의 열 처리는 흡수층에 영향을 미치지 않을 것이며(또는 매우 적게 영향을 미침), 질화물층은 산소 장벽을 형성하여서 흡수층이 산화되지 않도록 한다. 결과적으로, 스택 전체에 대한 광 투과율의 변화는 흡수층이 없을 때 스택에서 관찰되는 것처럼 실재적이지 않다(예를 들어, 많아야 3%정도의 변화).

제 2 변형에서, 가시광 흡수층은 하나 이상의 산화 금속(또는 산화 규소)을 베이스로 하는 층과 질화 알루미늄 및/또는 질화 규소층 사이의 코팅에 위치된다. 바람직한 구성은 산화물층이 흡수층 아래에 위치하고 질화물층이 상단에 위치하는 것이다. 이 변형에 따라서, 흡수층과 산화물층 사이에는 직접적인 접촉이 있게 된다. 결과적으로, 열처리하는 경우에, 흡수층은 산화될 수 있으나, 한편으로, 이 산화는 (특히, 층을 대기의 산소로부터 격리시키는 질화물에 의해 덮힐 때)제한되고, 다른 한편으로는 이러한 산화가 흡수층이 산소를 "포집"하여서 스택의 다른 층을 산화되지 않게 한다는 의미에서 바람직한 것으로 입증될 수 있다. 이 경우에서, 스택의 광 투과율의 변화는 제 1 변형의 경우보다 약간 더 큰데, 일반적으로 약 4 내지 5% 정도일 수 있다.

본 발명에 따른 스택의 코팅 중 적어도 하나는 다음의 산화물, 즉, 산화 아연, 산화 주석, 산화 티타늄, 산화 규소, 산화 탄탈륨, 산화 니오븀 및 산화 지르코늄 중 적어도 하나로부터 선택되는 산화물로 된 적어도 하나의 층을 포함한다. 앞에서 언급된 유럽 특허 제 0 847 965호에서 설명된 바와 같이, 코팅이 산화 금속층과 질화 규소 또는 질화 알루미늄층 둘 모두를 포함하는 것이 유리하다.

그리하여, 기능층 중 적어도 하나의 아래에 산화 아연을 베이스로 하는 층을갖는 것이 바람직한데, 상기 산화 아연을 베이스로 하는 층은 접착력과 은을 베이스로 하는 기능층의 결정화를 촉진시켜서 기능층의 품질과 고온 안정성을 증가시킨다.

접착력을 증진시키기 위해서, 기능층 또는 기능층의 적어도 하나가 산화 아연을 베이스로 하는 층 아래에 있게 되는 것도 바람직하다.

과도한 광학적 변화없이, 스택이 어닐링, 강화 또는 굽힘 타입의 열 처리를 받을 수 있다는 것을 보장하기 위하여, 각각의 코팅이 질화 규소 및/또는 질화 알루미늄으로 제조된 적어도 하나의 층을 포함하는 것이 바람직하다.

선택적으로, 금속 또는 부화학양론적 산화 금속(선택적으로 질화된)의 박층이 각 기능층과 기능층 위에 놓여진 코팅 및/또는 기능층 아래 놓여진 코팅 사이에 삽입될 수 있다. 이것은 티타늄, 니오븀 또는 니켈-크롬 합금층으로 구성될 수 있는데, 이는 (다음 층이 산소 존재 하에서 반응성 스퍼터링으로 증착될 때)스택을 증착하는 도중에 부분적으로 선택 산화된다. 상기 합금층은 보통 연결층(하부층일 경우) 또는 희생층 또는 블록층(blocking layers)(상단 층일 경우)이라고 지칭된다.

바람직한 변형에 따라서, 스택은 3개의 코팅이 있는 은을 베이스로 하는 2개의 기능층을 포함하고, 가시광 흡수층은 "중간"코팅 즉, 2개의 기능층 사이에 위치되는 층에 삽입된다. 이러한 구성에서, 흡수층은 가장 안정화된/격리된 것으로 보이고 글레이징의 외부 반사시의 외관이 최상인 것으로 밝혀졌다. 본 발명에 따른 스택의 예는 다음과 같다.

투명 기재/Si₃N₄/ZnO/Ag/ZnO/Si₃N₄/TiN 또는 NbN/Ni₃N₄/ZnO/Ag/ZnO/Si₃N₄

선택적으로 은층의 적어도 한 면 위에 티타늄 타입의 금속 박층(선택적으로는 부분적으로 산화된 층)이 존재한다.

본 발명은 이들 스택이 제공되는 임의의 글레이징에 관한 것이다. 즉, 적층 글레이징{여기서, 스택은 열 가소성 시트에 의해 2개의 단단한 기재에 결합되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 타입으로 된 유연한 기재 또는 단단한 기재 중 하나에 증착된다} 또는, 이른바 비대칭 적층 글레이징 및 이중-글레이징 타입 바람직하게는 글레이징의 2면 또는 3면에 스택이 있는 다중 글레이징(글레이징이 실내에 장착되면 통상적으로 글레이징의 가장 바깥면에서 가장 안쪽면으로 기재의 면을 번호 매긴다)에 관한 것이다. 본 발명은 더욱 상세하게 이중 글레이징에 관한 것으로 이 이중 글레이징은 다음과 같은 특징을 갖는다.

°광 투과율(T_L)이 최대 75%, 상세하게는 최대 70% 또는 65%, 상세하게는 적어도 40%, 또는 55 내지 65%, 또는 45% 내지 55%, 상세하게는 50% 내지 60% 범위 및/또는

°외부 광 반사율(R_L)이 20%이하, 상세하게는 최대 17% 및/또는

°외부 광 반사율에서의 a^*및 b^*값은 더욱 상세하게는 2개의 은층으로 구성된 스택인 경우에, 강화 타입의 열처리 후에도, 1이하, 바람직하게는 음의 값을 갖는다.

그러므로 본 발명의 중요 포인트는 특히, 통상의 스택에 삽입되는 가시광 흡수층으로 인하여 열처리의 경우에 광학적인 변화없이 및/또는 반사시 기재의 외관을 교란시킴없이 광 투과율이 조절될 수 있다는 것이다.

바람직하게, 본 발명에 따른 흡수층(들)은 적어도 3%, 상세하게는 4 내지 15% 또는 6 내지 12%(본 발명이 상기 흡수층들 중 몇몇을 사용한다면 상기 흡수층 각각 또는 상기 흡수층 모두)의 고유 광 흡수율을 갖는다.

본 발명은 다음의 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.

모든 실시예에서, 스택은 6mm의 두껍고 투명한 실리카-소다-석회 유리로 제조되는 기재에 증착된다. 다음에, 기재는 동일 유리의 제 2 기재가 있는 이중 글레이징으로 장착되므로 스택은 2면 위에 있게 되고, 2개의 창유리 사이의 공동은 아르곤으로 채워지고 공동의 두께는 12mm이다. 이러한 글레이징은 단열 및/또는 태양광 조절 글레이징으로서 건물에 필수적인 것이다.

모든 예에서, 제 1 배열은 강화 되지 않은 층이 제공된 유리가 있는 이중 글레이징의 형태로 제조되고, 제 2 배열에 있어서 유리에 다층 스택이 제공되면, 이 분야의 표준 조건(몇 분동안 640℃로 유리를 가열하는 것을 포함함) 하에서 강화 처리를 거치게 되었다.

스택의 모든 층은 자기장에 의해 촉진되는 스퍼터링에 의해 증착된다. {즉, 금속 타겟(target) 또는 선택적으로 부화학양론적인 세라믹 타겟을 사용한 산소의 존재 하에서 반응성 스퍼터링에 의한 산화물 층과 질소 존재 하에서의 반응성 스퍼터링에 의한 질화물 층}

비교예 1

다층 스택은 다음과 같았다(아래의 표는 nm단위로 층의 두께를 나타낸다).

	비교예 1
유 리	nm
Si₃N₄	31
ZnO	10
Ag	9.5
Ti	0.8
ZnO	10
Si₃N₄	64
ZnO	10
Ag	17.5
Ti	0.8
ZnO	10
Si₃N₄	21.5

비교예 1은 2개의 유전체층 사이에 가시광 흡수층이 없기 때문에 비교 가능하다. 은층 위에 있는 2개의 티타늄은 매우 얇고 ZnO로 제조된 다음의 층을 증착하는 도중에 (적어도 부분적으로)산화된다(다음에 나오는 예와 동일함).

본 발명에 따른 예 2 및 예 3

이 예에서는 예 1의 스택이 반복되고, 2개의 은층 사이에 배치되는 유전체 코팅의 Si₃N₄층 "중간에" 질화 티타늄층이 첨가된다. 이것은 본 발명의 제 1 변형인데, 여기서 흡수층은 흡수층을 둘러싸는 2개의 층에 의해 산화로부터 보호된다.

아래의 표는 각 층의 두께를 nm 단위로 표시한다.

	예 2	예 3
유 리	-	-
Si₃N₄	31	31
ZnO	10	10
Ag	9.5	9.5
Ti	0.8	0.8
ZnO	10	10
Si₃N₄	32	32
TiN	0.7	1.4
Si₃N₄	32	32
ZnO	10	10
Ag	17.5	17.5
Ti	0.8	0.8
ZnO	10	10
Si₃N₄	21.5	21.5

아래의 표는 예 1 내지 예 3의 각각에 대해 다음의 데이터를 나타내고 있다.

°광원 D65 하에서 투과율 T_L(%)

°투과율에서의 주 파장 λ_D(nm)

°외부광 반사값 R_L,ext(%)

°(L^*,a^*,b^*) 색차계 시스템에 따른 광 반사시의 a^*및 b^*값 및,

°DIN 규격에 따른 태양광 인자 SF

이들 값은 다층이 코팅된 유리를 강화시키지 않은(인성을 강화시키지 않음) 이중 글레이징의 경우와 다층이 코팅된 유리를 강화한(인성을 강화시킴) 이중 글레이징의 경우를 나타내고 있다.

예	T_L	λ_D	R_L,ext	a^*	b^*	SF
비교예 1강화시키지 않음강화시킴
	63.4	516	17.1	-4.4	-3.5	34
	65.3	508	21.1	-3.8	-4.7	34
예 2강화시키지 않음강화시킴
	60.2	496	16.4	-3.9	0.7	33
	62.3	493	17.4	-0.6	-2.5	33
예 3강화시키지 않음강화시킴
	57.6	501	13.4	-4.6	-5.0	31
	59.5	497	14.5	-2.7	-7.8	31

이 데이터로부터 다음의 결과를 도출할 수 있다.

°중간 정도의 외부 반사 수준을 유지하면서, 본 발명에 따른 추가의 TiN 층을 가지고, 결과적으로 그 두께를 두드러지게 20% 미만으로 조절함으로써, T_L이 2 내지 7 또는 8%까지 조절된 방법으로 낮춰질 수 있다(T_L의 동일한 감소가 은층을 두껍게 함으로써 얻어질 수 있지만, 외부광 반사도가 현저히 증가하는 손해를 보게된다)

°이러한 조절은 매우 얇은 층, 즉, 2nm미만의 TiN을 사용함으로써 이루어질 수 있으므로, 스택을 제조하는 사이클 시간을 현저히 길게 만들지 않고, 비용이나 복잡성을 현저히 증가시키지 않는다.

°이러한 흡수층의 첨가는 또한 직접적인 결과로서, SF를 적어도 1 내지 3포인트로 줄이게 된다.

°본 발명에 따른 흡수층은 강화 공정 없이도 외부 반사도를 적어도 1 내지4%(T_L수준에 유사함)로 낮춤으로써 외부 반사에 대해 유리한 영향을 미칠 수 있으며, 음의 a^*및 b^*값{즉, 반사시 잔여 칼라(residual colour)가 청색-녹색인데, 이는 현재 가장 바람직한 색조이다)을 보존하는 것이 가능하다.

°이러한 모든 장점은 스택이 강화될 때에도 유지된다. 물론, T_L또는 R_L에 약간의 차이가 있지만, (거의 4%의 증가가 있고 20%의 경계값(threshold)을 초과하는 비교예와는 다르게)광 반사도는 20%보다 상당히 아래에서 유지된다. TiN층이 2개의 질화물 사이에서 "캡슐화"되기 때문에 TiN 층이 안정하고 광학적으로 변하지 않는다(또는 아주 조금 변한다)는 것이 밝혀졌다.

TiN층을 둘러싸는 2개의 질화물층의 두께가 서로 동일하지 않는 것이 바람직할 수 있다는 것을 주목하여야 하는데, 기재로부터 가장 먼 층이 다른 층들보다 예를 들어 1/3정도(약 20,30 또는 40%) 더 두꺼울 수 있다(또는 그 반대).

더욱이, TiN층은 NbN 층 또는 Ti, Nb 또는 Zr 타입의 금속층으로 대체될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.

마지막으로, 2개의 은층의 두께가 상당히 비대칭이라는 것을 주목하여야 하는데, 이것은 특히 앞에서 언급된 유럽 특허 제 0 844 219호의 가르침을 따른 것이다.

예 4, 예 5 및, 예 5a

이 예는 예 3과 유사한데, 여기서는 흡수층으로서 NbN 층(예 4)과 TiN 층(예 5)이 사용된다.

아래의 표는 스택의 층 각각의 두께를 nm 단위로 나타내고 있다.

	예 4	예 5	예 5a
유 리	-	-	-
Si₃N₄	31	31	29
ZnO	10	10	10
Ag	8.5	8.5	8.5
Ti	0.8	0.8	0.8
ZnO	10	10	10
Si₃N₄	31	31	30
흡수층	NbN:1.4	TiN:1.4	TiN:2
Si₃N₄	31	31	30
ZnO	10	10	10
Ag	17.0	17.0	20.2
Ti	0.8	0.8	0.8
ZnO	10	10	10
Si₃N₄	23	23	20

본 발명에 따른 예 2 내지 예 5a는 강화 처리 후에도 특히, 침식 흠집(corrosion pitting)이나 침윤에 의한 작은 결함없이 우수한 광학 품질을 갖는다.

아래의 표는 이러한 3개의 예에 대해서 앞서의 예 1 내지 예 3과 동일한 광도 측정 데이터(photometric data)를 동일한 항목으로 나타내며, 이에 더하여

°백분율로 나타낸 투과율의 순도 P_T및

°(L^*,a^*,b^*) 색차계 시스템에서 공식 [(a^* _f- a^* _i)²+(b^* _f- b^* _i)²+(L^* _f- L^* _i)²]^1/2에 따라 계산된 반사시의 △E값(단위 없음)가 추가되었는데,

여기서, a^* _i,b^* _i및 L^* _i는 강화 처리 전의 값이고 a^* _f,b^* _f및 L^* _f는 강화 처리후의 값이다.

예	T_L	λ_D	P_T	R_L,ext	a^*	b^*	△E	SF
예 4강화 처리 전강화 처리 후
	58.5	537	3.4	14.2	-1.0	-7.8	-	32
	59.6	521	2.2	15.7	-2.7	-9.0	2.9	33
예 5강화 처리 전강화 처리 후
	58.6	542	4.6	14.4	-0.7	-9.0	-	32
	60.4	531	2.8	16.0	-2.1	-10.1	2.7	33
예 5a강화 처리 전강화 처리 후
	49.4	500	6.4	16.2	-1.9	-5.3	-	26
	50.6	494	2.8	17.9	-1.6	-6.2	-	26

강화 처리 후의 광 투과율의 증가는, NbN층일 때 약 1.5%, TiN층일 때 그 두께에 따라 약 2 또는 1.2%로 매우 제한된다는 것을 주목하여야 한다. 다시 여기서, 외부 반사시 칼라는 강화 처리 후 거의 변하지 않는데, a^*값은 -2정도 감소되었고, b^*값은 ±1의 편차를 나타내면서, 음의 값을 유지한다. 예 5a는 이 점에서 특히 우수한데, a^*값은 +0.3만큼만 변화하고, b^*값은 -0.9만큼만 변화한다.

예 6

이 예는 본 발명의 제 2 변형을 따른다. 즉, 흡수층은 상단 유전체 코팅(제 2 은층 위) 내에서 산화층과 질화물층 사이에 존재한다.

아래의 표는 스택의 층 각각의 두께를 nm 단위로 나타낸다.

	예 6
유 리	nm
Si₃N₄	31
ZnO	10
Ag	8.5
Ti	0.8
ZnO	10
Si₃N₄	62
ZnO	10
Ag	17.0
Ti	0.8
ZnO	10
TiN	1.4
Si₃N₄	23

유리는 앞에서와 같이 강화 처리 없이 그리고 강화 처리 후 이중 글레이징으로 장착되었다. 강화 처리 후 광학적 변화는 다음과 같다.

°△T_L= T_L(강화 처리 후) - T_L(강화 처리 전) = +2.4%,

°외부 반사시 △b^*= b^*(강화 처리 후) - b^*(강화 처리 전) = 2,

°R_L,ext(강화 처리 후) = 16.5% 및,

°T_L/SF 비 = 약 62/33 내지 63/33.

증착 파라미터가 완전히 조절되지 않더라도, 침식 흠집이 없고, 침윤되지 않은 결함은 매우 적거나 아주 많지 않다.

산화물층과 질화물층 사이에 흡수층이 있는 몇몇 구성은 강화 처리된 후 스택의 광학 품질을 평가함으로써 테스트되었다. 이것들은 아래에 상술된 예 6에 해당하는 변형이다(흡수층을 제외한 모든 층의 두께는 예 6에 따른 두께와동일하다).

예 6.1

기재/Si₃N₄/ZnO/Ag/Ti/ZnO/TiN(1 내지 3nm)/Si₃N₄/ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si₃N₄

예 6.2

기재/Si₃N₄/ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si₃N₄/TiN(1 내지 3nm)/ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si₃N₄

예 6.3

기재/Si₃N₄/ZnO/Ag/Ti/ZnO/Si₃N₄/ZnO/Ag/Ti/ZnO/TiN(1 내지 3nm)/Si₃N₄

예 6.4

기재/Si₃N₄/ZnO/Ag/Ti/ZnO/TiN(1 내지 2nm)/Si₃N₄/ZnO/Ag/Ti/ZnO/TiN(1 내지 2nm)/Si₃N₄.

그러므로, 이 예는 2개의 흡수층을 사용한다.

강화 처리 후 이들 유리의 광학 품질은 크기가 2㎛미만인 결함의 밀도 및 크기가 적어도 2㎛인 결함의 밀도에 의해 측정되었다. 가장 바람직한 구성은 예 6.3의 구성과 예 6.4의 구성이다.

°흡수층이 2nm 및 3nm인 예 6.3의 경우에, 2㎛을 초과하거나 2㎛미만인 결함은 없다.

°예 6.4의 경우에, 2개의 흡수층 각각이 1nm의 두께일 때 결함이 거의 없었고, 기재로부터 출발하는 제 1 층이 1nm의 두께이고 제 2 층이 2nm의 두께일 때,아무런 결함이 없었다(예 6.3에 따른 구성은, 모든 결함이 하나의 경우에서 2nm이 아니고 적어도 다른 경우에서 2+1nm가 아니므로, 예 6.4의 구성보다 우수하다고 간주될 수 있다.).

°예 6.2의 경우에서, 최적의 구성은 흡수층이 3nm일 때 나타난다(결함 거의 없음).

°예 6.1의 경우에서, 최적의 구성은 또한 흡수층이 3nm일 때 나타난다(2㎛미만의 결함은 없고, 2㎛이상인 결함은 거의 없다).

°비교를 위하여, 흡수층이 제거된 채로 예 6.1이 반복된다면, 강화 처리된 후 높은 밀도의 2㎛미만의 결함과 2㎛이상의 결함 모두가 존재한다 - 이는 상업 제품으로는 용인할 수 없는 밀도이다.

그러므로, 강화 처리 후 본 발명에 따른 스택의 우수한 광학적 품질을 보장하기 위하여, 다음의 2개의 파라미터 즉, 스택에서 흡수층(들)의 위치(바람직하게는, 가장 바깥쪽 유전체 "내부" 또는 2개의 은층을 포함하는 스택의 중간 유전체 내부)와 그 두께(들)(이 두께는 구성에 따라 변경될 수 있지만, 바람직하게는 적어도 1.5 내지 2nm이고 흡수층이 중간 유전체 "내부"에 있을 때는 약 3nm가 더 바람직하다)가 고려되어야 한다는 것을 알 수 있다.

흡수층이 존재함으로 인하여 스택 전체의 열-처리 거동이 개선된다는 것을 또한 알 수 있었다.

비교예 7

이 예는 비교를 위해 제공되었는데, 이 경우에 한해서 흡수층은 유리와 직접접촉한다.

	비교예 7
유 리	nm
TiN	1.4
Si₃N₄	31
ZnO	10
Ag	8.5
Ti	0.8
ZnO	10
Si₃N₄	62
ZnO	10
Ag	17.8
Ti	0.8
ZnO	10
Si₃N₄	23

다시, 유리는 강화 처리없이 그리고 강화 처리 후에 이중 글레이징으로 장착된다. △T_L= +4%, 외부 반사시 △b^*= -2 내지 -3, 광학적 품질이 매우 불량하다 - 광범위한 침식 흠집.

층을 유리와 직접 접촉하게 위치시키는 것은 강화 처리 후에 T_L을 현저히 증가시키기 때문에 광학적 품질에 좋지 않은 영향을 미친다는 것이, 이 예를 통해 입증된다.

결론적으로, 질화물-타입 및/또는 산화물-타입의 유전체 사이에 가시광( 및 그 이상) 흡수층을 삽입함으로써, 특히 외부 반사시에 그리고 특히 층이 열 처리될 때 우려될 수 있는 광학적인 혼란없이 광 투과율의 세밀한 조절 및 SF의 감소가 가능하다. 강화 처리할 경우에 스택의 전체 광학적 변화(T_L이 +/-3% 미만 또는 심지어+/- 2%)가 제한되고, 외부 반사의 적절한 수준 유지되고 외부 반사시 색체계 응답(colorimetric response)이 만족스러우며 강화 처리 후 광학 품질이 만족스럽다.

본 발명에 따른 스택이 제공되는 기재로 구성되는 그레이징은 하나 이상의 다른 기능을 포함할 수도 있다. 즉, 예를 들어, 광 촉매 TiO₂를 베이스로 하는 오염 방지 코팅, 플루오르 중합체를 베이스로하는 소수성 코팅, SiO₂또는 SiOC를 베이스로 하는 친수성 코팅 또는 하나 이상의 반사 방지 코팅을 포함할 수 있다. 이러한 코팅은 글레이징의 외부면 중 적어도 하나에 배치되는 것이 바람직하다(적층 유리일 경우에는 내부 열 가소성 시트 쪽으로 향한 면과 마주보는 외부를 향한 면에, 또는 절연 글레이징일 경우에는 공기 공동 또는 기체 또는 진공 공동 쪽으로 향한 면에)

본 발명에 따른 스택은 적절한 전기 공급 및 연결이 있는 가열 스택일 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 특히, 유리와 같은 단단한 무기 물질(또는 단단하거나 유연한 중합체 기재와 같은 유기 물질)로 제조된 투명 기재에 이용 가능하다.

Claims

적외선 및/또는 태양광 방사 영역에서 반사 특성을 갖는 n개의 기능층과 유전체(dielectric)로 제조된 하나 이상의 층으로 구성된 n+1개의 코팅이 교대로 배치됨으로써 각 기능층이 2개의 코팅 사이에 배치되어 구성되는 박층 스택이 제공된 적어도 하나의 투명 기재를 포함하는 글레이징으로서,

가시광을 흡수하는 적어도 하나의 흡수층은 상기 코팅 중 적어도 하나의 유전체로 된 2개의 층 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항에 있어서, 상기 스택은 2개의 코팅 사이에 배치된 하나의 기능층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항에 있어서, 상기 스택은 3개의 코팅과 교대로 배치되는 2개의 기능층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기능층(들)은 은 또는 은을 함유하는 금속 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가시광 흡수층(들)은 Ti, Nb, Zr 또는 NiCr과 같은 금속 또는 금속 합금을 베이스로 하도록, 또는 산화 크롬, 산화철 또는 부화학양론적(substoichiometric) 티타늄 또는 산화 아연과 같은 산화 금속을 베이스로 하도록, 또는 질화 티타늄, 질화 니오븀, 질화 지르코늄, 질화 크롬 또는 질화 NiCr과 같은 질화 금속을 베이스로 하도록 선택되는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가시광 흡수층(또는 각 층들)의 두께는 7nm이하이거나, 상세하게는 5nm 또는 3nm이하이거나, 바람직하게는 1 내지 2nm인 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가시광 흡수층(들)이 삽입되는 상기 2개의 층 중 적어도 하나는 질화 알루미늄 및/또는 질화 규소를 베이스로 하는 유전체로 제조되는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 7항에 있어서, 상기 가시광 흡수층(들)은 질화 알루미늄 및/또는 질화 규소를 베이스로 하는 2개의 층 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 7항에 있어서, 상기 가시광 흡수층(들)은 질화 규소 및/또는 질화 알루미늄을 베이스로 하는 층과 산화 금속(들)층 사이에 증착되는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 중 적어도 하나는 산화 아연, 산화 주석, 산화 티타늄, 산화 규소, 산화 탄탈륨, 산화 니오븀, 산화 지르코늄 또는 이들 중 적어도 2개로 된 혼합물로부터 선택되는 산화물층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기능층 또는 상기 기능층들 각각은 산화 아연을 베이스로 하는 최종층을 갖는 코팅 위에 위치하는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기능층 또는 상기 기능층들 각각은 산화 아연을 베이스로 하는 제 1층을 갖는 코팅 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 각각은 질화 규소 및/또는 질화 알루미늄을 베이스로 하는 적어도 하나의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 또는 아산화 금속(metal suboxide)으로 된 박층은 각 기능층과 각 기능층을 둘러싸는 코팅 상세하게는 티타늄, 니오븀 또는 니켈-크롬을 베이스로 하고 바람직하게는 2nm미만의 두께를 갖는희생층(sacrificial layer) 중 적어도 하나 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스택은 3개의 코팅 사이에 은을 베이스로 하는 2개의 기능층을 포함하는데, 상기 가시광 흡수층은 상기 2개의 기능층 사이에 및/또는 상기 제 2 기능층 위에 위치된 "상부" 코팅 내에 위치된 "중간" 코팅에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스택은

Si₃N₄/ZnO/Ag/ZnO/Si₃N₄/TiN 또는 NbN/Si₃N₄/ZnO/Ag/ZnO/Si₃N₄또는 Si₃N₄/ZnO/Ag/ZnO/Si₃N₄/ZnO/Ag/ZnO/TiN 또는 NbN/Si₃N₄또는 Si₃N₄/ZnO/Ag/Ti/ZnO/TiN/Si₃N₄/ZnO/Ag/Ti/ZnO/TiN/Si₃N₄인데, 선택적으로, 부분적으로 또는 완전히 산화된 금속으로 된 박층을 가지며, 상기 박층은 상기 은층 각각의 면 중 적어도 하나에 위치되는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 글레이징은 적층 글레이징, 비대칭 글레이징 또는 이중-글레이징 타입의 다중 글레이징인 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡수층(들)은 적어도 3%, 상세하게는 4 내지 15% 또는 6 내지 12%의 고유 광 흡수도를 갖는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스택은 광 투과율(T_L)이 최대 65%, 상세하게는 40 내지 65%이고, 외부 광 반사율(R_L)이 20%이하, 상세하게는 최대 17%이며, 외부광 반사시의 a^*및 b^*값이 1이하, 바람직하게는 음의 값인 은을 베이스로 하는 2개의 기능층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가시광 흡수층 및/또는 상기 다층 스택은 어닐링(annealing), 굽힘 또는 강화 타입의 열 처리될 경우에 광학적으로 완전히 변하지 않거나 거의 변하지 않는 것을 특징으로 하는, 글레이징.
제 1항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 글레이징에는 또한 적어도 하나의 다른 기능의 코팅, 상세하게는 오염 방지 코팅, 소수성 코팅, 친수성 코팅 또는 반사 방지 코팅과 같은 코팅이 제공되는 것을 특징으로 하는, 글레이징.