KR102094285B1 - 열적 특성을 갖는 스택 및 흡수 층이 제공된 기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적외선 및/또는 태양 복사에 대해 반사 특성을 갖는 얇은 층의 스택(14)으로 한 표면(11) 상에 코팅된 기판(10)으로서, 상기 스택은, 특히 은 또는 은을 함유하는 금속 합금으로 제조된 단일 기능성 금속 층(140) 및 2개의 유전 코팅(120, 160)을 포함하고, 상기 코팅은 각각 적어도 1개의 유전 층(122, 164)을 포함하고, 상기 기능성 층(140)은 두 유전 코팅(120, 160) 사이에 배치되고, 상기 스택은 또한 단일 흡수 층(19)을 포함하고, 상기 흡수 층(19)은 0.5 ㎚ 내지 1.5 ㎚, 또는 0.6 ㎚ 내지 1.2 ㎚의 물리적 두께를 갖는 금속 층이고, 상기 표면(11) 바로 위에 및 임의의 산소를 포함하지 않는 질화물로 제조된 유전 층 바로 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판(10)에 관한 것이다.

Description

열적 특성을 갖는 스택 및 흡수 층이 제공된 기판 {SUBSTRATE PROVIDED WITH A STACK HAVING THERMAL PROPERTIES AND AN ABSORBENT LAYER}

본 발명은 섀시 구조에 의해 함께 유지되는 유리 기판 유형의 적어도 2개의 기판을 포함하고, 두 기판 사이에 적어도 1개의 분리 기체층이 배치되는 것인, 외부 공간과 내부 공간 사이에서 분리부를 형성하는 다중 글레이징 유닛에 관한 것이다.

공지된 방법에서는, 기판 중 하나가 기체 분리 층과 접촉하는 내부면 상에 특히 은 또는 은을 함유하는 금속 합금을 기재로 하는 단일 기능성 금속 층 및 2개의 유전 코팅을 포함하고, 상기 코팅은 각각 적어도 1개의 유전 층을 포함하고, 상기 기능성 층은 두 유전 코팅 사이에 배치되는 것인, 적외선에서 및/또는 태양 복사 대역에서 반사 특성을 갖는 얇은 필름의 스택으로 코팅될 수 있다.

더 특히, 본 발명은 단열용 및/또는 태양으로부터의 보호용 글레이징 유닛의 제작을 위한 이러한 기판의 용도에 관한 것이다. 이 글레이징 유닛은 특히 공기 조화 요구를 감소시키고/거나, 지나친 과열을 방지하고/거나 (태양 제어 패널이라고 불리는 글레이징 유닛), 건물의 점점 증가하는 유리 표면적에 의해 추진되는 외부 쪽으로 소산되는 에너지의 양을 감소시킬 (저방출 패널이라고 불리는 글레이징 유닛) 목적으로 건물에 설비되도록 설계될 수 있다.

게다가, 이 글레이징 유닛은 특정 기능을 갖는 글레이징 유닛, 예컨대, 예를 들어 가열 글레이징 유닛 또는 전기변색 글레이징 유닛에 통합될 수 있다.

기판에 이러한 특성을 부여하는 것으로 알려진 다중층의 한 유형은 적외선에서 및/또는 태양 복사 대역에서 반사 특성을 갖는 기능성 금속 층, 특히, 은 또는 은을 함유하는 금속 합금을 기재로 하는 기능성 금속 층으로 이루어진다.

따라서, 이 유형의 다중층에서는, 기능성 층이 두 유전 코팅 사이에 배치되고, 각 유전 코팅이 일반적으로 수 개의 층으로 이루어지고, 각 층이 질화물 유형 및 특히, 규소 또는 알루미늄의 질화물, 또는 산화물의 유전 물질로 이루어진다. 광학적 관점에서, 기능성 금속 층을 샌드위칭하는 이들 코팅의 목표는 이 기능성 금속 층의 "반사방지"이다.

그러나, 가끔, 장벽 코팅이 하나의 유전 코팅 또는 각 유전 코팅과 기능성 금속 층 사이에 샌드위칭되고, 기판 방향으로 기능성 층 아래에 배치되는 장벽 코팅은 성형 및/또는 침지 코팅 유형의 고온에서의 잠재적 열 처리 동안에 기능성 층을 보호하고, 기판 반대 방향으로 기능성 층 상에 배치되는 장벽 코팅은 상부 유전 코팅의 침착 동안에 및 성형 및/또는 침지 코팅 유형의 고온에서의 잠재적 열 처리 동안에 잠재적 열화로부터 이 층을 보호한다.

글레이징 유닛의 태양열 취득률은 총 입사 태양 에너지에 대한 이 글레이징 유닛을 통해 실내로 들어가는 총 태양 에너지의 비이고, 선택도는 글레이징 유닛의 태양열 취득률 FS에 대한 글레이징 유닛의 가시광선에서의 광 투과율 T_Lvis의 비에 상응하고, 이렇게 해서 S = T_Lvis/FS인 것을 상기한다.

현재, 90% 아르곤 및 10% 공기를 갖는 16 ㎜ 두께의 기체 분리 층에 의해 분리되는 2개의 4 ㎜ 유리 시트로 이루어진 4-16(Ar-90%)-4 구성의 통상적인 이중 글레이징 유닛에 예컨대, 예를 들어 면(3)으로서 설치되어 하나의 시트, 즉, 건물에 들어가는 태양광의 입사 방향을 고려할 때 가장 건물 내부 쪽에 있는 시트가 기체 분리 층 쪽에 향하는 그의 면 상에 기능성 단층 스택으로 코팅될 때, 2 내지 3% 정도의 수직 방출률 ε_N, 약 65%의 가시광선에서의 광 투과율 T_L, 20% 미만의 가시광선에서의 외부 광 반사율, 및 약 50%의 태양열 취득률의 경우 약 1.3 내지 1.35의 선택도를 나타내는 은을 이용하는 단일 기능성 층을 갖는 얇은 필름의 저방출 다중층 (이하에서는, "기능성 단층 스택"이라는 표현으로 나타냄)이 존재한다.

관련 분야의 기술자는 이중 글레이징 유닛의 면(2) 상에 (건물에 들어가는 태양광의 입사 방향을 고려할 때 가장 건물 외부 쪽에 있는 시트 상에서 기체층 쪽으로 향하는 그의 면 상에) 얇은 필름의 다중층을 위치시키는 것이 그 다중층이 태양열 취득률을 감소시키고 따라서 선택도를 증가시키는 것을 허용할 것이라는 점을 안다.

위의 예의 틀에서, 그러면, 동일한 기능성 단층 스택으로 1.5 정도의 선택도를 얻는 것이 가능하다.

그러나, 가시광선에서의 광 반사율 및 특히, 건물 외부로부터 보이는 가시광선에서의 광 반사율이 23% 초과의 상대적으로 높은 수준이기 때문에, 이 해결책은 일부 응용에서는 만족스럽지 않다.

이러한 광 반사율을 감소시킴과 동시에 에너지 반사율을 보존하거나 또는 심지어 에너지 반사율을 증가시키기 위해, 관련 분야 기술자는 다중층 내에, 보다 특히, 1개의 (또는 여러 개의) 유전 코팅(들)의 내부에 가시광선에서 흡수하는 1개의 (또는 여러 개의) 층(들)을 도입할 수 있다는 것을 안다.

여러 개의 기능성 층을 갖는 다중층에서의 가시광선에서 흡수하는 이러한 층의 이용은 선행 기술로부터, 특히, 성형/침지 코팅 유형의 열 처리에 내성이 있는 다중층에 가시광선에서 흡수하는 이러한 층의 이용에 관한 국제특허출원 WO 02/48065로부터 이미 알려져 있다는 것을 주목해야 한다.

그러나, 다중층 및 침착되는 물질의 양의 복잡성 때문에, 여러 개의 기능성 층을 갖는 이 다중층은 기능성 단층 스택보다 더 많은 제조 비용이 든다.

게다가, 또한, 이 기능성 이중층 스택의 복잡성 때문에, 이 문헌의 가르침은 기능성 단층 스택의 설계를 위해 즉시 바꿀 수 없다.

게다가, 얇은 필름의 기능성 단층 스택은 선행 기술로부터 2개의 유전 코팅 각각이 유전 코팅 내에 두 유전 층 사이에 배치되는 적어도 1개의 흡수 층을 포함하고, 흡수 층의 흡수 물질이 기능성 금속 층의 양쪽에 대칭으로 배치되는 국제특허출원 WO 2010/072974로부터 알려져 있다.

이 다중층은 허용가능한 착색과 함께 가시광선에서 낮은 외부 광 반사율을 달성하는 것을 허용하지만, 이 특성을 보존함과 동시에 가시광선에서 더 높은 광 투과율을 얻을 수 있는 것이 바람직할 것이다.

게다가, 선행 기술에서는 미국 특허 US 6,592,996으로부터 단일 금속 흡수 층이 기판의 한 면 바로 위에 산화물층 아래에 침착되는 한 실시예 9가 알려져 있다. 이 층은 상대적으로 두껍고, 산화물층이 이 금속 층 바로 위에 침착되기 때문에, 실제로는, 산화물층 가까이에 위치하는 금속 층의 부분의 무시할 수 없는 부분 (총 두께의 적어도 20%)이 산화된다. 최종적으로, 무시할 수 없는 양의 물질 (Ti)이 흡수라는 그의 주요 기능을 잃고 반사방지성이 된다.

본 발명의 목표는 특히 층 측에서 (뿐만 아니라 반대측인 "기판 측"에서) 반사에서 낮은 저항/sq (및 따라서, 저방출률), 더 높은 광 투과율 및 상대적으로 중성색을 나타내는 새로운 유형의 기능성 단층 스택을 제공함으로써 선행 기술의 결점을 극복할 수 있다는 것, 및 다중층이 성형 및/또는 침지 코팅 및/또는 어닐링 유형의 고온에서의 하나의 (또는 그 초과의) 열 처리(들)를 겪든 겪지 않든, 바람직하게는 이 특성들이 제한된 범위에 걸쳐서 보존되는 것이다.

또 다른 중요한 목표는 특히 다중 글레이징 유닛의 외부 반사에서 특히 적색 대역에 없는 허용가능한 착색과 함께, 저방출률을 나타냄과 동시에 가시광선에서 낮은 광 반사율 및 가시광선에서 이전보다 높은 광 투과율을 갖는 기능성 단층 스택을 제공하는 것이다.

또 다른 중요한 목표는 기판과 직접 접촉하는 흡수 금속 층의 이용을 포함하는 것 및 일단 다중층이 침착될 때 이 흡수 금속 층이 여전히 금속성이고 흡수성인 것을 보장하는 것이다.

따라서, 가장 넓은 의미에서, 본 발명의 대상은 적외선에서 및/또는 태양 복사 대역에서 반사 특성을 갖는 얇은 필름의 다중층으로 한 면 상에 코팅된 기판으로서, 상기 다중층은, 특히 은 또는 은을 함유하는 금속 합금의 단일 기능성 금속 층 및 2개의 유전 코팅을 포함하고, 상기 코팅은 각각 적어도 1개의 유전 층을 포함하고, 상기 기능성 층은 두 유전 코팅 사이에 배치되고, 상기 다중층은 추가로 단일 흡수 층을 포함하는 것인 기판에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 흡수 층은 0.5 ㎚ 내지 1.5 ㎚, 또는 심지어 0.6 ㎚ 내지 1.2 ㎚ 범위의 물리적 두께를 갖는 금속 층이고, 기판의 상기 면 바로 위에 및 임의의 산소를 포함하지 않는 질화물을 기재로 하는 유전 층 바로 아래에 위치한다.

사실, 흡수 금속 층 바로 위에 질화물을 기재로 하는 층을 침착시키는 것이 이 두 층 사이의 계면에서 금속 층의 본성에 극히 적은 영향을 주고; 따라서, 흡수 금속 층이 그의 두께 전체에 걸쳐서 여전히 금속성이고; 매우 두꺼운 층을 제공하는 것이 더 이상 필요하지 않고, 그의 두께의 일부에 걸쳐서 흡수 금속 층의 본성의 개질을 예측하는 것이 더 이상 필요하지 않다는 것을 발견하였다. 다중층의 침착 후, 흡수 금속 층이 그의 두께 전체에 걸쳐서 금속성이라는 것을 관찰할 수 있다.

상기 흡수 금속 층은 바람직하게는 티타늄의 층이다. 이 물질은 바로 위에 침착된 층이 임의의 산소를 포함하지 않는 질화물을 기재로 하는 층일 때 및 특히, 이 층이 산소가 없는 규소 질화물을 기재로 하는 층일 때 낮은 개질 성향을 나타내고; 따라서, 이 물질은 매우 얇은 층으로 침착될 수 있고, 질화물과 접촉하는 그의 표면이 그다지 영향받지 (질화되지) 않는다는 것을 발견하였다.

상기 흡수 층은 광 투과율에 너무 유해하지 않도록 하기 위해 바람직하게는 하한값과 상한값을 포함한 0.5 내지 1.5 ㎚의 범위, 또는 0.6 내지 1.2 ㎚, 또는 심지어, 하한값과 상한값을 포함한 0.6 내지 1.1 ㎚ 범위의 두께를 갖는다.

본 발명의 의미에서 "코팅"이라는 용어는 코팅 내에 단일 층 또는 상이한 물질의 여러 층이 있을 수 있음을 의미한다는 것을 이해해야 한다.

흔히 있는 바와 같이, 본 발명의 의미에서 "유전 층"이라는 용어는 그의 본성의 관점에서 물질이 "비금속성"이라는 것, 다시 말해서 금속이 아니라는 것을 의미한다는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 맥락에서, 이 용어는 가시 파장 범위 (380 ㎚ 내지 780 ㎚) 전체에 걸쳐서 5 이상의 n/k 비를 갖는 물질을 나타낸다.

본 발명의 의미에서 "흡수 층"이라는 용어는 층이 가시 파장 범위 (380 ㎚ 내지 780 ㎚) 전체에 걸쳐서 하한값과 상한값을 제외한 0 내지 5의 n/k 비를 가지고, 10^-6 Ω.㎝ 초과의 벌크 전기 비저항 (문헌에서 알려짐)을 갖는 물질인 것을 의미한다는 것을 이해해야 한다.

n은 주어진 파장에서 물질의 실수 굴절률을 나타내고, k는 주어진 파장에서 굴절률의 허수부를 나타내고; n/k 비는 n 및 k의 경우에 동일한 주어진 파장에서 계산된다는 것을 상기한다.

본 발명의 의미에서 "흡수 금속 층"이라는 용어는 층이 위에서 나타낸 바와 같이 흡수하고, 그것이 임의의 산소 원자를 포함하지 않고 임의의 질소 원자를 포함하지 않는다는 것을 의미하는 것으로 받아들여야 한다.

본 발명의 한 특정 버전에서, 기체 분리 층과 접촉하는 적어도 한 면 상에서, 적어도 1개의 기판은 적외선에서 및/또는 태양 복사 대역에서 반사 특성을 갖는 얇은 필름의 다중층을 갖는 상기 기체 분리 층을 대면하는 반사방지 코팅을 포함한다.

이 버전은 광 투과율의 상당한 증가 및 다중 글레이징 유닛의 태양열 취득률의 더 적은 증가 때문에 훨씬 더 높은 선택도를 달성하는 것을 허용한다.

< 2.5 %의 방출률을 달성하기 위해서, 상기 기능성 금속 층의 물리적 두께는 바람직하게는 하한값과 상한값을 포함한 15 ㎚ 내지 20 ㎚의 범위이다.

본 발명의 또 다른 특정 버전에서, 기판의 면과 상기 기능성 금속 층 사이에 배치되는 또는 위치하는 상기 유전 코팅은 2.3 내지 2.7 범위의 굴절률을 갖는 물질의 고굴절률 층을 포함하고, 이 층은 바람직하게는 산화물을 기재로 하는 층이다. 흔히 있는 바와 같이, 본 문서에서 나타내는 굴절률 값은 550 ㎚의 파장에서 측정되는 값이다.

이 고굴절률 층은 바람직하게는 5 내지 15 ㎚ 범위의 물리적 두께를 갖는다.

이 고굴절률 층은 다중층의 가시광선에서의 높은 광 투과율을 최대화하는 것을 허용하고, 투과 및 또한 반사 둘 모두에서 중성색을 얻기 위한 유리한 작용을 허용한다.

질화물을 기재로 하는 상기 유전 층의 물리적 두께는 바람직하게는 10 내지 20 ㎚의 범위이고, 이 층은 더 바람직하게는 규소 질화물 Si₃N₄를 기재로 하는 층이다. 이 두께 및 바람직하게는 이 본성의 경우, 흡수 금속 층의 보호가 매우 효과적이다.

본 발명의 또 다른 특정 버전에서, 기능성 층은 기능성 층과 기능성 층 아래에 있는 유전 코팅 사이에 배치되는 장벽 하부코팅 바로 위에 침착되고/거나, 기능성 층은 기능성 층과 기능성 층 위의 유전 코팅 사이에 배치되는 장벽 상부코팅 바로 아래에 침착되고, 장벽 하부코팅 및/또는 장벽 상부코팅은 0.2 ㎚ ≤ e' ≤ 2.5 ㎚의 물리적 두께 e'를 갖는 니켈 또는 티타늄을 기재로 하는 얇은 층을 포함한다.

본 발명의 또 다른 특정 버전에서, 기판으로부터 가장 먼 층인, 하부 유전코팅의 마지막 층은 바람직하게는 아화학양론적으로 침착된 산화물을 기재로 하는 층이고, 특히, 티타늄 산화물 (TiO_x)을 기재로 하거나 또는 아연 및 주석의 혼합 산화물 (SnZnO_x)을 기재로 한다.

따라서, 다중층은 바람직하게는 아화학양론적으로 침착된 마지막 층 (또는 오버코트), 다시 말해서 보호 층을 포함할 수 있다. 이 층은 침착 후 다중층 내에서 대개 화학양론적으로 산화된다.

게다가, 본 발명은 섀시 구조에 의해 함께 유지되는 적어도 2개의 기판을 포함하고, 두 기판 사이에 적어도 1개의 기체 분리 층이 배치되고, 기판이 본 발명에 따른 것인, 외부 공간과 내부 공간 사이에서 분리부를 형성하는 다중 글레이징 유닛에 있어서, 상기 글레이징 유닛이 선택도 s > 1.45를 나타냄과 동시에 광 투과율 T_L > 55%를 갖도록 하기 위한, 또는 심지어 상기 글레이징 유닛이 선택도 s ≥ 1.5를 나타냄과 동시에 광 투과율 T_L ≥ 57%를 갖도록 하기 위한, 단일 흡수 층의 용도에 관한 것이다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 다중층은 글레이징 유닛의 면(2) 상에 위치한다.

게다가, 본 발명은 섀시 구조에 의해 함께 유지되는 적어도 2개의 기판을 포함하고, 두 기판 사이에 적어도 1개의 기체 분리 층이 배치되고, 기판이 본 발명에 따른 것인, 외부 공간과 내부 공간 사이에서 분리부를 형성하는 다중 글레이징 유닛에 관한 것이다.

바람직하게는, 적어도 2개의 기판을 포함하는 다중 글레이징 유닛 또는 적어도 3개의 기판을 포함하는 다중 글레이징 유닛의 단일 기판이 기체 분리 층과 접촉하는 한 내부면 상에 적외선에서 및 태양 복사 대역에서 반사 특성을 갖는 얇은 필름의 다중층으로 코팅된다.

본 발명에 따른 글레이징 유닛은 잠재적으로 적어도 1개의 다른 기판과 결합되는, 적어도 본 발명에 따른 다중층을 담지하는 기판을 포함한다. 각 기판은 투명할 수 있거나 또는 착색될 수 있다. 기판 중 하나는 적어도 특히 벌크 착색을 갖는 유리로 제조될 수 있다. 착색 유형의 선택은 일단 글레이징 유닛이 제조된 후 글레이징 유닛에 추구되는 광 투과율의 수준 및/또는 측색적 측면에 의존할 것이다.

본 발명에 따른 글레이징 유닛은 유리/얇은 필름의 다중층/시트(들)/유리/기체 분리 층/유리 시트 유형의 구조를 달성하기 위해서 특히 유리 유형의 적어도 2개의 강직성 기판을 적어도 하나의 열가소성 중합체 시트와 결합시킨 층판 구조를 가질 수 있다. 특히, 중합체는 폴리비닐부티랄 PVB, 에틸렌 비닐아세테이트 EVA, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 PET 또는 폴리비닐클로라이드 PVC를 기재로 할 수 있다.

본 발명에 따른 글레이징 유닛의 기판은 얇은 필름의 다중층에 손상을 주지 않으면서 열 처리를 겪을 수 있다. 따라서, 기판은 잠재적으로 성형될 수 있고/거나 급냉될 수 있다.

따라서, 유리하게는, 본 발명은 투명 기판 상에 침착될 때 외부 반사에서 중성색과 함께, 가시광선에서의 광 투과율 T_L > 60% 및 19% 미만의 가시광선에서의 외부 반사율 R_g (다시 말해서, 유리측)를 나타내는 얇은 필름의 기능성 단층 스택을 형성하는 것을 허용한다.

이중 글레이징 유닛으로서 구성될 때, 본 발명은 높은 선택도 S (S > 1.45) 및 유리한 심미적 외관 (T_Lvis ≥ 55%, 외부 R_Lvis < 22%, 외부 반사에서 중성색)을 얻는 것을 허용한다.

본 발명에 따른 기능성 단층 스택은 유사한 특성 (T_Lvis, 외부 R_Lvis, 및 외부 반사에서 중성색)을 갖는 기능성 이중층 스택보다 제조 비용이 덜 든다. 또한, 그것은 모든 층이 침착된 후 다중층에서 최종적으로 두께의 일부가 비금속성인 (따라서, 흡수하지 않는) 흡수 금속 층을 기판 바로 위에 포함하는 기능성 단층 스택보다 제조 비용이 덜 든다.

본 발명의 세부사항 및 유리한 특징은 첨부된 도면을 이용해서 예시되는 다음 비제한적 예로부터 명백해질 것이다.
도 1은 기능성 층이 장벽 하부코팅 및 장벽 상부코팅을 갖는 선행 기술의 기능성 단층 스택이다.
도 2는 기능성 층이 장벽 하부코팅 바로 위에 및 장벽 상부코팅 바로 아래에 침착된 본 발명에 따른 기능성 단층 스택이다.
도 3은 기능성 단층 스택을 포함하는 이중 글레이징 해법을 도시한 도면이다.
이들 도면에서는 도면 읽기를 용이하게 하기 위해 다양한 층 또는 다양한 요소의 두께 사이의 비율이 엄격히 지켜지지 않는다.

도 1은 특히 은 또는 은을 함유하는 금속 합금을 기재로 하는 단일 기능성 층(140)이 두 유전 코팅 사이에 배치되고, 하부 유전 코팅(120)이 기판(10) 방향으로 기능성 층(140) 아래에 위치하고, 상부 유전 코팅(160)이 기판(10) 반대 방향으로 기능성 층(140) 위에 배치되는, 투명한 유리 기판(10) 상에 침착된 선행 기술의 기능성 단층 스택의 구조를 도시한다.

이 두 유전 코팅(120), (160)은 각각 적어도 2개의 유전 층(122), (124), (126), (128); (162), (164), (166)을 포함한다.

잠재적으로, 한편으로, 기능성 층(140)은 하부 유전 코팅(120)과 기능성 층(140) 사이에 배치되는 장벽 하부코팅(130) 바로 위에 침착될 수 있고, 다른 한편으로, 기능성 층(140)은 기능성 층(140)과 상부 유전 코팅(160) 사이에 배치되는 장벽 상부코팅(150) 바로 아래에 침착될 수 있다.

장벽 하부코팅 및/또는 장벽 상부코팅은 금속 형태로 침착되고 금속성 층으로 제공되지만, 그의 주요 기능이 기능성 층을 보호하기 위해 다중층 침착 동안에 산화되는 것이기 때문에 실제로는 산화된 층이다.

이 유전 코팅(160)은 임의적인 보호 층(168), 특히, 산화물을 기재로 하는, 특히 화학양론 미만의 산소를 갖는 산화물을 기재로 하는 층으로 마무리될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 기능성 단층 스택이 이중 글레이징 유닛 구조를 갖는 다중 글레이징 유닛(100)에 이용될 때, 이 글레이징 유닛은 섀시 구조(90)에 의해 함께 유지되고 기체 분리 층(15)에 의해 서로 분리되는 2개의 기판(10), (30)을 포함한다.

따라서, 글레이징 유닛은 외부 공간(ES)과 내부 공간(IS) 사이에서 분리부를 형성한다.

다중층은 면(2) 상에 (건물에 들어가는 태양광의 입사 방향을 고려해서 가장 건물 외부 쪽에 있는 시트 상에서 기체층 쪽으로 향하는 면 상에) 위치할 수 있다.

도 3은 면(2) 상에의 이 위치설정 (건물 안으로 들어가는 태양광의 입사 방향은 이중 화살표로 도시됨)을 도시하고, 얇은 필름의 다중층(14)이 기체 분리 층(15)과 접촉하는 기판(10)의 내부면(11) 상에 위치하고 기판(10)의 다른 한 면(9)은 외부 공간(ES)과 접촉한다.

그러나, 또한, 이 이중 글레이징 구조에서 기판 중 하나가 층판 구조를 갖는 것을 구상할 수 있지만; 이러한 구조에서는 기체 분리 층이 없기 때문에 혼동이 가능하지 않다.

1부터 4까지 번호를 붙인 4개의 실시예를 실시하였다.

실시예 1은 국제 특허 출원 WO 2010/072974의 가르침에 따라서 실시하였다: 2개의 유전 코팅(120), (160) 각각은 유전 코팅 내에 두 유전 층(122), (124); (164), (166) 사이에 배치되는 흡수 층(123), (165)을 포함하였고, 흡수 층(123), (165)의 흡수 물질은 기능성 금속 층(140)의 양쪽에 대칭으로 배치되었다.

각 흡수 층을 샌드위칭하는 두 유전 층(122), (124); (164), (166)은 규소 질화물을 기재로 하는 층이고, 고굴절률 층(126)이 층(124) 위에 배치되고, 상기 고굴절률 층(126)은 하부 적심 층(128)과 접촉하였다.

고굴절률 층은 산화물을 기재로 하는 층이고; 그것은 2.3 내지 2.7 범위의 굴절률을 가지고, 여기서는 정확하게 2.46이었다.

이 다중층에서, 알루미늄으로 도핑된 아연 산화물 ZnO:Al의 적심 층(128)(2 중량%의 알루미늄으로 도핑된 아연으로 이루어진 금속 표적으로부터 침착됨)은 은이 결정화하는 것을 허용하여 그의 전도성을 개선하였다.

상부 유전 코팅(160)은 알루미늄으로 도핑된 아연 산화물 ZnO:Al의 유전 층(162)(2 중량%의 알루미늄으로 도핑된 아연으로 이루어진 금속 표적으로부터 침착됨) 및 산화물을 기재로 하는 보호 층(168)을 포함하였다.

규소 질화물의 층(122), (124); (164), (166)은 규소 질화물 Si₃N₄이고, 8 중량%의 알루미늄으로 도핑된 금속 표적으로부터 침착되었다.

흡수 층(123), (165)은 티타늄 금속이었다.

이하의 모든 예에서, 층의 침착 조건은 다음과 같다:

따라서, 침착된 층은 4개의 범주로 분류될 수 있다:

i- 전체 가시 파장 범위에 걸쳐서 5 초과의 n/k 비를 갖는 유전 물질의 층: Si₃N₄, TiO₂, ZnO

ii- 전체 가시 파장 범위에 걸쳐서 0 < n/k 비 < 5 및 10^-6 Ω.㎝ 초과의 벌크 전기 비저항을 갖는 흡수 물질의 층: Ti

iii- 적외선에서 및/또는 태양 복사 대역에서 반사 특성을 갖는 물질의 기능성 금속 층: Ag

iv- 다중층의 침착 동안 기능성 층을 그의 본성의 개질로부터 보호하도록 설계된 장벽 상층 및 하층; 광학적 특성 및 에너지 특성에 대한 그의 영향은 일반적으로 무시된다.

은은 또한 전체 가시 파장 범위에 걸쳐서 0 < n/k < 5의 비를 가지지만, 그의 벌크 전기 비저항은 10^-5 Ω.㎝ 미만인 것을 관찰하였다.

이하의 모든 예에서는, 얇은 필름의 다중층을 4 ㎜의 두께를 갖는 생-고뱅(SAINT-GOBAIN)이라는 회사에서 유통시키는 플라니룩스(Planilux) 상표의 투명한 소다 석회 유리로 제조된 기판 상에 침착시켰다.

이 기판의 경우,

- R은 다중층의 저항/sq (ohm/sq)를 나타내고;

- T_L은 2°에서 발광체 D65에 따라서 측정되는 가시광선에서의 광 투과율 (%)을 나타내고;

- a_T* 및 b_T*는 2°에서 발광체 D65에 따라서 측정되는 LAB 시스템에서의 투과에서의 색 a* 및 b*을 나타내고;

- R_c는 얇은 필름의 다중층으로 코팅된 기판측에서 2°에서 발광체 D65에 따라서 측정되는 가시광선에서의 광 반사율 (%)을 나타내고;

- a_c* 및 b_c*는 코팅된 기판측에서 2°에서 발광체 D65에 따라서 측정되는 LAB 시스템에서의 반사에서의 색 a* 및 b*을 나타내고;

- R_g는 코팅되지 않은 기판측에서 2°에서 발광체 D65에 따라서 측정되는 가시광선에서의 광 반사율 (%)을 나타내고;

- a_g* 및 b_g*는 코팅되지 않은 기판측에서 2°에서 발광체 D65에 따라서 측정되는 LAB 시스템에서의 반사에서의 색 a* 및 b*을 나타낸다.

게다가, 이 예에서, 다중층을 담지하는 기판이 이중 글레이징 유닛으로 통합될 때, 이중 글레이징 유닛은 4-16-4 (Ar - 90%) 구조를 가지고, 다시 말해서, 각각 4 ㎜의 두께를 갖는 두 유리 기판이 16 ㎜ 두께를 갖는 90% 아르곤 및 10% 공기로 이루어진 기체층에 의해 분리된다.

이 예들은 모두 이 구성의 이중 글레이징 유닛에서 1.0 W.m^{- 2}.°K^-1 정도의 표준 EN 673에 따라서 계산되는 계수 U 또는 계수 K를 얻는 것을 허용하였다 (이것은 글레이징 유닛을 통한 열 전달 계수이고; 그것은 외부 공간과 접촉하는 글레이징 유닛의 면과 내부 공간과 접촉하는 글레이징 유닛의 면 사이의 단위 온도차에 대해 단위 표면적 당 정지 체제에서 기판을 통과하는 열의 양을 나타낸다).

이 이중 글레이징 유닛의 경우,

- FS는 태양열 취득률, 다시 말해서, 총 입사 태양 에너지에 대한 글레이징 유닛을 통해 실내로 들어가는 총 태양 에너지의 비 (%)를 나타내고;

- S는 태양열 취득률 FS에 대한 가시광선에서의 광 투과율 T_L의 비에 상응하는 선택도를 나타내고, 이렇게 해서 S = T_Lvis/FS이고;

- T_L은 2°에서 발광체 D65에 따라서 측정되는 가시광선에서의 광 투과율(%)을 나타내고;

- a_T* 및 b_T*는 2°에서 발광체 D65에 따라서 측정되는 LAB 시스템에서의 투과에서의 색 a* 및 b*을 나타내고;

- R_e는 외부 공간측 ES에서 2°에서 발광체 D65에 따라서 측정되는 가시광선에서의 외부 광 반사율(%)을 나타내고;

- a_e* 및 b_e*는 외부 공간측 ES에서 2°에서 발광체 D65에 따라서 측정되는 LAB 시스템에서의 외부 반사에서의 색 a* 및 b*을 나타내고;

- R_i는 내부 공간측 IS에서 2°에서 발광체 D65에 따라서 측정되는 가시광선에서의 광 반사율(%)을 나타내고;

- a_i* 및 b_i*는 내부 공간측 IS에서 2°에서 발광체 D65에 따라서 측정되는 LAB 시스템에서의 내부 반사에서의 색 a* 및 b*을 나타낸다.

실시예 1은 도 1에 도시된 다중층 구조에 따라서 실시하여 2개의 흡수 층(123) 및 (165) 및 임의적인 보호 층(168)을 갖지만, 하부코팅 장벽 (130)을 갖지 않았다.

아래 표 1은 실시예 1에서 각 층의 (광학적 두께가 아니라) 기하학적 또는 물리적 두께 (㎚)를 도시한다:

아래 표 2는 기판(10) 단독만 고려될 때 및 그것이 도 3에서처럼 면(2) 상에서 이중 글레이징 유닛 F2로서 구성될 때 이 실시예 1의 주된 광학적 특성 및 에너지 특성을 각각 요약한다.

따라서, 이 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 기판의 유리측에서 반사율이 19% 미만이고 외부 반사에서 색이 상대적으로 중성이기 때문에, 글레이징 유닛의 외부 광 반사율 R_e은 20% 정도이다.

상대적으로 낮은 태양열 취득률은 높은 선택도를 얻는 것을 허용할 수 있지만, 가시광선에서의 광 투과율 T_L이 너무 낮기 때문에, 결국, 선택도는 상대적으로 낮다.

그래서, 선택도를 증가시킴과 동시에 이중 글레이징 유닛으로서 19% 이하의 값의 유리측에서 기판 단독의 외부 반사율과 동등한 약 20% 또는 심지어 그 미만의 낮은 값의 외부 반사율 R_e을 보존하기 위해, 상대적으로 낮은 태양열 취득률과 함께 더 높은 광 투과율을 얻는 것이 바람직하다.

그 다음, 본 발명의 가르침을 따름으로써 및 따라서, 다중층에 여기서는 티타늄 Ti의 단일 흡수 금속 층, 즉, 층(19)을 기판과 직접 접촉해서 그 다음에는 임의의 산소를 포함하지 않는 질화물을 기재로 하는 유전 층(122) 바로 아래에 배치함으로써, 도 2에 도시된 다중층을 기반으로 하는 실시예 2를 실시하였다.

여기서, 유전 층(122)은 규소 질화물을 포함하지만, 규소 산질화물일 수 없으며, 그 이유는 이러한 물질은 산소를 포함하기 때문이다.

아래 표 3은 실시예 2에서 각 층의 기하학적 두께 (㎚)를 예시한다.

따라서, 이 실시예 2는 실시예 1과 실질적으로 동일하지만, 다음과 같은 주된 차이를 가졌다: 실시예 1에서 각각 2.1 ㎚의 두 흡수 층(123) 및 (165)을 0.8 ㎚의 두께를 갖는 단일 흡수 층(19)으로 대체하였다.

아래 표 4는 기판(10) 단독만 고려될 때 및 후자가 도 3에서처럼 면(2) 상에서 이중 글레이징 유닛 F2로서 구성될 때, 이 실시예 2의 주된 광학적 특성 및 에너지 특성을 요약한다. 이 표는 표 2와 동일한 구조를 제시한다.

이 표 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 다중층이 면(2) 상에 위치할 때 외부 광 반사율 R_e은 매우 만족스럽고; 그것은 약 21%이다.

마찬가지로, 외부로부터 보이는 색은 실시예 1과 거의 차이가 없고, 여전히 중성이다.

아래 표 5는 실시예 2를 기반으로 하여 바람직한 물리적 두께 (㎚)의 범위를 예시한다:

아래 표 6은 오직 기판(10)만 고려될 때 및 후자가 도 3에서처럼 면(2) 상에서 이중 글레이징 유닛 F2로서 구성될 때 각각 이 바람직한 범위 및 가장 바람직한 범위로 목표를 정할 수 있는 주된 광학적 특성 및 에너지 특성을 요약한다.

이 표 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 유리측에서 다중층으로 코팅된 기판 단독의 광 반사율 R_g은 매우 만족스럽고; 그것은 19% 미만이다.

다중층으로 코팅된 기판의 광 투과율은 높고; 따라서, 이중 글레이징 유닛의 광 투과율도 높다.

태양열 취득률이 그다지 낮지 않을지라도, 선택도는 높다.

게다가, 외부로부터 보이는 색은 실시예 1과 거의 차이가 없고, 여전히 중성이다.

유전 층(122)이 동일한 굴절률 (및 동일한 광학적 두께)을 갖는 ZnO:Al의 층으로 대체될 때인 실시예 3의 경우 및 유전 층(122)이 제거되고 고굴절률 층(126)이 두꺼워질 때 (기능성 층 아래에 있는 유전 코팅(120)이 동일한 광학적 두께를 유지하기 위해서)인 실시예 4의 경우에, 각각 흡수 층(19)이 산화물의 층과 접촉할 때 발생하는 것을 예시하기 위해 다른 두 실시예, 즉 실시예 3 및 4를 실시예 2를 기반으로 하여 실시하였다.

따라서, 실시예 3 및 4는 다음을 제외하고는 실시예 2와 동일하다:

- 실시예 3의 경우, 실시예 2의 유전 층(122)이 층(128) 및 (162)과 동일한 물질, 이 경우에는 ZnO:Al의 유전 층으로 대체되고, 이 층은 18.6 ㎚의 물리적 두께를 가지고;

- 실시예 4의 경우, 실시예 2의 유전 층(122)이 제거되고, 27.1 ㎚의 총 물리적 두께를 달성하기 위해 TiO₂의 고굴절률 층(126)이 두꺼워진다.

아래 표 7 및 8은 기판(10) 단독만 고려될 때 및 후자가 도 3에서처럼 면(2) 상에서 이중 글레이징 유닛 F2로서 구성될 때 이 실시예 3 및 4의 주된 광학적 특성 및 에너지 특성을 각각 요약한다. 이 표들은 각각 표 4와 동일한 구조를 제시한다.

이 표 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 코팅된 기판의 광 투과율이 실시예 2에 비해 1% 넘게 감소하기 때문에 코팅된 기판의 광 투과율은 Ti/ZnO 접촉에 의해 열화된다.

게다가, 코팅된 기판의 유리측에서 광 반사율 R_g가 거의 4%만큼 증가하기 때문에, 코팅된 기판의 유리측에서의 광 반사율 R_g도 또한 열화된다.

따라서, 이 실시예 3이 다중층이 면(2) 상에 위치하여 이중 글레이징 유닛에 이용되면, 선택도는 실제로 보존되지만, 광 투과율 T_L은 실시예 2의 경우보다 작고 (1.5% 감소), 외부 광 반사율 R_e은 증가한다 (3.7%만큼).

외부로부터 보이는 이중 글레이징 유닛의 색이 실시예 2와 거의 차이가 없고 여전히 허용되긴 하지만, 더 낮은 광 투과율 및 더 높은 외부 반사율은 추구하는 목적과 관련해서 허용되지 않는다.

이 표 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 코팅된 기판의 광 투과율이 실시예 2에 비해 2%만큼 증가하기 때문에, 코팅된 기판의 광 투과율은 Ti/TiO₂ 접촉에 의해 열화된다.

게다가, 코팅된 기판의 유리측의 광 반사율 R_g가 거의 4%만큼 감소하기 때문에, 코팅된 기판의 유리측에서의 광 반사율 R_g도 또한 개선된다.

그러나, 코팅된 기판의 투과에서의 색이 특히 높은 값의 b*_t 때문에 열화된다.

게다가, 코팅된 기판의 코팅되지 않은 측의 반사에서의 색은 높은 값 (절대값)의 a*_g 및 b*_g 때문에 열화된다.

또한, 코팅된 기판의 코팅된 측의 반사에서의 색은 높은 값 (절대값)의 a*_c 및 b*_c 때문에 열화된다.

실시예 2에 비해 실시예 4의 더 높은 광 투과율 및 더 낮은 외부 반사율은 추구되는 목적과 관련해서 허용될 수 있겠지만, 외부로부터 보이는 이중 글레이징 유닛의 색은 허용되지 않는다.

본 발명으로, 은의 단일 기능성 금속 층 또는 은을 함유하는 단일 기능성 금속 층을 포함하는 다중층으로 높은 선택도, 낮은 방출률 및 낮은 외부 광 반사율을 조합함과 동시에 적당한 미적 외관을 보존하는 것이 가능하다 (T_L은 60% 초과이고, 반사에서 색은 중성이다).

오직 하나의 흡수 층의 이용은 2개의 흡수 층 이용에 비해서 제작을 단순화하고 비용을 감소시킨다; 이 단일 흡수 층의 두께가 선행 기술에서 필요로 하는 2개의 흡수 층의 두께의 합보다 작기 때문에 더욱 더 그렇다.

게다가, 본 발명에 따른 다중층의 기계적 내성이 매우 높다. 게다가, 이 다중층의 화학적 공격에 대한 일반적인 내성은 전체적으로 매우 좋다.

게다가, 이것은 예시되지는 않지만, 기판(30)이, 적외선에서 및/또는 태양 복사 대역에서 반사 특성을 갖는 얇은 필름의 다중층을 포함하지 않지만 기체 분리 층(15)과 접촉하는 적어도 하나의 면(29) 상에, 적외선에서 및/또는 태양 복사 대역에서 반사 특성을 갖는 얇은 필름의 다중층(14)을 갖는 상기 기체 분리 층(15)을 대면하는 반사방지 코팅을 포함하는 것을 구상할 수 있다.

이중 글레이징 유닛 구조에 이러한 반사방지 코팅 삽입의 목표는 높은 광 투과율 및 높은 태양열 취득률을 얻는 것을 허용하는 것이다.

본 발명을 위에서 예시 방식으로 기술하였다. 하지만, 관련 분야의 기술자는 청구범위에 의해 한정되는 특허의 틀에서 벗어남이 없이 본 발명의 많은 변형을 구성할 수 있다는 것을 이해한다.

Claims (16)

1. 적외선에서 및/또는 태양 복사 대역에서 반사 특성을 갖는 필름의 다중층(14)으로 한 면(11) 상에 코팅된 기판(10)이며,
   상기 다중층은, 단일 기능성 금속 층(140) 및 2개의 유전 코팅(120, 160)을 포함하고,
   상기 코팅은 각각 적어도 1개의 유전 층(122, 164)을 포함하고,
   상기 기능성 층(140)은 두 유전 코팅(120, 160) 사이에 배치되고,
   상기 다중층은 추가로 단일 흡수 층(19)을 포함하고,
   상기 단일 흡수 층(19)은 0.5 ㎚ 내지 1.5 ㎚ 범위의 물리적 두께를 갖는 금속 층이고, 상기 면(11) 바로 위에 및 임의의 산소를 포함하지 않는 질화물을 기재로 하는 유전 층 바로 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는, 기판(10).
2. 제1항에 있어서,
   상기 단일 흡수 층(19)이 티타늄의 층인 것을 특징으로 하는, 기판(10).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   면(11)과 상기 기능성 금속 층(140) 사이에 배치된 상기 유전 코팅(120)이 2.3 내지 2.7 범위의 굴절률을 갖는 물질의 고굴절률 층(126)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판(10).
4. 제3항에 있어서,
   상기 고굴절률 층(126)이 5 내지 15 ㎚ 범위의 물리적 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 기판(10).
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 질화물을 기재로 하는 유전 층의 물리적 두께가 10 내지 20 ㎚의 범위인 것을 특징으로 하는, 기판(10).
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 기능성 층(140)이 기능성 층(140)과 기능성 층 아래의 유전 코팅(120) 사이에 배치되는 장벽 하부코팅(130)의 바로 위에 침착되고/거나, 상기 기능성 층(140)이 기능성 층(140)과 기능성 층 위의 유전 코팅(160) 사이에 배치되는 장벽 상부코팅(150)의 바로 아래에 침착되고, 장벽 하부코팅(130) 및/또는 장벽 상부코팅(150)이 0.2 ㎚ ≤ e' ≤ 2.5 ㎚의 물리적 두께 e'를 갖는 니켈 또는 티타늄의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판(10).
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   기판으로부터 가장 먼 층인, 상부 유전 코팅(160)의 마지막 층(168)이 산화물을 기재로 하는 것을 특징으로 하는, 기판(10).
8. 제1항에 있어서,
   단일 기능성 금속 층(140)은 은을 기재로 하는 층이거나 또는 은을 함유하는 금속 합금의 층인 것을 특징으로 하는, 기판(10).
9. 제1항에 있어서,
   단일 흡수 층(19)은 0.6 ㎚ 내지 1.2 ㎚ 범위의 물리적 두께를 갖는 금속 층인 것을 특징으로 하는, 기판(10).
10. 제3항에 있어서,
    고굴절률 층(126)이 산화물을 기재로 하는 것을 특징으로 하는, 기판(10).
11. 제5항에 있어서,
    상기 질화물을 기재로 하는 유전 층이 규소 질화물 Si₃N₄를 기재로 하는 층인 것을 특징으로 하는, 기판(10).
12. 제7항에 있어서,
    상부 유전 코팅(160)의 마지막 층(168)이 아화학양론적으로 침착된 산화물을 기재로 하는 것을 특징으로 하는, 기판(10).
13. 제7항에 있어서,
    상부 유전 코팅(160)의 마지막 층(168)이 티타늄 산화물 (TiO_x)을 기재로 하거나, 또는 아연 및 주석의 혼합 산화물 (SnZnO_x)을 기재로 하는 것을 특징으로 하는, 기판(10).
14. 섀시 구조(90)에 의해 함께 유지되는 적어도 2개의 기판(10, 30)을 포함하는 다중 글레이징 유닛(100)이며,
    상기 다중 글레이징 유닛은 외부 공간(ES)과 내부 공간(IS) 사이에서 분리부를 형성하고, 분리부에서는 두 기판 사이에 적어도 1개의 기체 분리 층(15)이 배치되어 있고, 기판(10)은 제1항 또는 제2항에 따른 것인, 다중 글레이징 유닛(100).
15. 섀시 구조(90)에 의해 함께 유지되는 적어도 2개의 기판(10, 30)을 포함하는 다중 글레이징 유닛(100) 용의 단일 흡수 층(19)이며,
    상기 다중 글레이징 유닛은 외부 공간(ES)과 내부 공간(IS) 사이에서 분리부를 형성하고,
    분리부에서는 두 기판 사이에 적어도 1개의 기체 분리 층(15)이 배치되어 있고,
    기판(10)은 제1항 또는 제2항에 따른 것이며,
    단일 흡수 층(19)은, 상기 글레이징 유닛(100)이 선택도 s > 1.45를 나타냄과 동시에 광 투과율 T_L > 55%를 갖도록 하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는, 단일 흡수 층(19).
16. 섀시 구조(90)에 의해 함께 유지되는 적어도 2개의 기판(10, 30)을 포함하는 다중 글레이징 유닛(100) 용의 단일 흡수 층(19)이며,
    상기 다중 글레이징 유닛은 외부 공간(ES)과 내부 공간(IS) 사이에서 분리부를 형성하고,
    분리부에서는 두 기판 사이에 적어도 1개의 기체 분리 층(15)이 배치되어 있고,
    기판(10)은 제1항 또는 제2항에 따른 것이며,
    단일 흡수 층(19)은, 상기 글레이징 유닛(100)이 선택도 s > 1.5를 나타냄과 동시에 광 투과율 T_L > 57%를 갖도록 하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는, 단일 흡수 층(19).

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