KR102269500B1

KR102269500B1 - 가열 가능한 tco 코팅을 갖는 판유리

Info

Publication number: KR102269500B1
Application number: KR1020197029680A
Authority: KR
Inventors: 얀 하겐; 다그마르 셰퍼; 플로렁 크르땅
Original assignee: 쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date: 2017-04-18
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2021-06-25
Anticipated expiration: 2038-03-19
Also published as: EP3613257A1; CA3058945A1; BR112019013411B1; CO2019007673A2; MX2019012371A; KR20190124292A; US20210204366A1; JP6923671B2; JP2020515492A; CN110506448A; CA3058945C; WO2018192727A1; BR112019013411A2

Abstract

본 발명은 기판 (1) 및 노출된 기판 (1) 표면 상에 가열 가능한 코팅 (2)을 포함하는, 가열 가능한 코팅을 갖는 판유리에 관한 것으로서, 가열 가능한 코팅은 적어도
- 투명 전기 전도성 산화물 (TCO)을 함유하고 1 nm 내지 40 nm의 두께를 갖는 전기전도층 (4), 및
-전기전도층 (4) 위에, 산소 확산을 조절하기 위한 유전체 배리어층 (5), 상기 유전체 배리어층은 금속, 질화물 또는 탄화물을 포함하며 1 nm 내지 20 nm의 두께를 가지며,
여기에서 판유리는 가시 스펙트럼 범위에서 적어도 70 %의 투과율을 가지며, 코팅 (2)은 50 옴/스퀘어 내지 200 옴/스퀘어의 면저항을 갖는, 가열 가능한 코팅을 갖는 판유리.

Description

가열 가능한 TCO 코팅을 갖는 판유리

본 발명은 가열 가능한 코팅을 갖는 판유리와 그것의 생산 및 사용에 관한 것이다.

실질적으로 투명한 코팅에 의해 가열될 수 있는 유리판들은 공지되어 있다. 종종, 가열 가능한 코팅은 전기 전도성의 은층 (silver layer)을 포함하며 (가열 효과는 이에 기초하게 되며) 더 나아가 유전체층들, 예를 들면, 반사방지층들, 차단층들 또는 배리어층들을 포함한다. 은을 함유하는 코팅들의 단점은 부식에 매우 민감하다는 것이다. 그 결과 상기 코팅들은 주변 대기와 접촉이 없는 유리판의 밀봉된 표면들에만 사용될 수 있다. 따라서 은 함유 코팅들은, 예를 들면, 적층 유리 또는 단열 글레이징 유닛의 내부 표면들에만 사용될 수 있다.

부식에 덜 민감한 대체물로서 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxides, TCO)을 기반으로 하는 가열 가능한 코팅들이 알려져 있다. 이러한 것들은 대기에 드러나는 유리판들의 노출된 표면위에 사용될 수 있다. TCO는 은에 비해 전도성이 낮아서, 적절한 열 출력을 얻기 위해 TCO 층이 상대적으로 두꺼워야 한다는 견해가 오랫동안 유지되어 왔다. 그러나 결과적으로 유리판의 생산 비용이 크게 증가되었다. TCO에 기초한 가열 가능한 코팅들은 예를 들어 WO2012168628A1, WO2007018951A1, US5852284A 및 US2004214010A1에 알려져 있다.

WO2015091016은 전기적으로 가열 가능한 코팅을 갖는 차량 판유리를 개시한다. 코팅은 바람직하게는 은 층들을 포함한다. 그러나, 대안으로서 투명 전도성 산화물들 또한 언급된다. 판유리는 바람직하게는 윈드 쉴드, 즉 복합 판유리이며, 여기서 가열 가능한 코팅은 내부 표면에 배치되며, 주변 대기로부터 보호된다.

WO2007018951A1은 TCO 코팅을 갖는 판유리를 개시하고 있다. TCO 층 위에는 실리콘질화물로 제조된 배리어층이 배열되며, 이는 템퍼링 공정 동안 TCO 층을 산화로부터 보호하기 위한 것이다. 배리어층의 적절한 또는 필요한 두께는 개시되지 않았다.

본 발명의 목적은 유리판의 노출된 표면에 사용될 수 있고 제조하기에 경제적인 가열 가능한 코팅을 갖는 개선된 판유리를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 가열 가능한 코팅을 갖는 판유리에 의한 본 발명에 따라 달성된다. 바람직한 실시예는 종속항으로부터 명백하다.

가열 가능한 코팅을 갖는 본 발명에 따른 판유리는 기판 및 기판의 표면 상에 가열 가능한 코팅을 포함한다. 가열 가능한 코팅은 적어도 하나의 전기전도층, 및 전기전도층 위에 산소 확산을 조절하기위한 유전체 배리어층을 포함한다.

본 발명에 따른 판유리는 바람직하게는 창문 판유리, 특히 빌딩 창문 판유리, 냉장고 문, 오븐 문, 칸막이 또는 욕실 거울로서 제공된다. 가열 효과로 인해, 판유리는 물리적 환경의 가열을 초래할 수 있고 응결 또는 결빙이 없어질 수 있어서 이들 응용분야들에서 특히 유리한 효과를 창출할 수 있다. 본 발명에 따른 코팅은 특히 매우 얇은 전도성 TCO 층에 의해 구별된다. 본 발명자들은 놀랍게도 통상의 공급 전압을 사용하더라도 적절한 가열 효과가 얻어질 수 있다는 것을 발견하였다. 낮은 재료 사용량으로 인해 생산 비용이 크게 절감된다. 이것이 본 발명의 주요 장점이다.

본 발명에 따른 판유리는 가시 스펙트럼 범위에서 적어도 70 %의 투과율을 갖는다. "가시 스펙트럼 범위"라는 용어는 400 nm 내지 750 nm의 스펙트럼 범위를 의미한다. 투과율은 표준 DIN EN 410에 따라 결정되는 것이 바람직하다. 코팅은 50 옴/스퀘어 내지 200 옴/스퀘어, 바람직하게는 50 옴/스퀘어 내지 100 옴/스퀘어의 면저항을 갖는다. 이러한 면저항은 본 발명에 따른 얇은 TCO 층으로 얻어질 수 있으며, 통상적인 작동 전압으로 적절한 열 출력이 나온다.

기판은 투명하고 전기적으로 절연되며, 특히 딱딱한 재료, 바람직하게는 유리 또는 플라스틱으로 만들어진다. 바람직한 실시예에서, 기판은 소다 라임 유리를 함유하지만, 원칙적으로 다른 유형들의 유리, 예를 들어 붕규산 유리 또는 석영 유리를 포함할 수도 있다. 다른 바람직한 실시예에서, 기판은 폴리카보네이트 (PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA)를 함유한다. 기판은 바람직하게는 1 mm 내지 20 mm, 전형적으로 2 mm 내지 5 mm의 두께를 갖는다. 기판은 평면이거나 심지어 구부러질 수 있다. 특히 유리한 일 실시예에서, 기판은 열적으로 프리스트레스된 (prestressed) 유리판이다.

코팅은 노출된 기판 표면 상에 할 수 있다. 이것은 접근 가능하고 주변 대기와 직접 접촉하는 표면을 의미한다. 코팅은 이를 위해 적절하게 내식성이 있다. 그러나, 코팅은 또한 노출되지 않은 표면, 예를 들어 복합 유리 또는 절연 유리의 접근 불가능한 내부 표면 중 하나에 할 수 있다. 이는 개인들이, 전압에 따라서는 전기 충격을 초래할 수 있는, 코팅과 접촉하는 것을 방지하는 데 유리할 수 있다.

본 발명에 따른 코팅의 장점은 내식성으로서 이러한 것 없이 사용하는 것은 불가능하기 때문에 노출된 기판 표면에 코팅을 하는 것이 바람직하다. 따라서, 가열 가능한 코팅이 새로이 제공된다. 따라서 노출된 표면은 설치 위치에서 접근 가능하므로, 예를 들어 접촉될 수 있고 주변 대기와 직접 접촉할 수 있다. 본 발명에 따른 판유리가 복합 판유리 또는 단열 글레이징 유닛과 같은 본 발명에 따른 판유리 이외에 하나 이상의 다른 판유리를 포함하는 판유리 조립체의 일부인 경우, 본 발명에 따른 판유리의 노출된 표면은 판유리 조립체의 다른 판유리로부터 떨어져있다. 복합 판유리에서, 본 발명에 따른 판유리는 각각의 경우에 열가소성 중간층을 통해 하나 또는 복수의 다른 판유리와 적층된다. 단열 글레이징 유닛에서, 본 발명에 따른 판유리는 각 경우에 주변의 원주 방향 스페이서를 통해 하나 또는 복수의 다른 판유리에 결합되어, 판유리 사이에 가스가 채워지거나 배출되는 중간 공간이 생성되도록 한다. 복합 판유리의 경우에, 노출된 표면은 열가소성 중간층 및 다른 판유리를 향하지 않고 대신에 이들 면에서 멀어진다. 단열 글레이징 유닛의 경우, 노출된 표면은 중간 공간 및 다른 판유리를 향하지 않고 대신에 이들로부터 멀어진다. 판유리 조립체가 2 개 이상의 판유리를 포함하는 경우, 명백히, 본 발명에 따른 판유리는 외부 판유리이어야 한다. 왜냐하면 이것들만이 노출된 표면을 갖기 때문이다.

제 1 층이 제 2 층 위에 배열될 때, 이것은 본 발명의 맥락에서, 제 1 층이 제 2 층보다 기판에서 더 멀리 배열된다는 것을 의미한다. 제 1 층이 제 2 층 아래에 배열될 때, 이것은 본 발명의 맥락에서, 제 2 층이 제 1 층보다 기판에서 더 멀리 배열된다는 것을 의미한다. 제 1 층이 제 2 층의 위 또는 아래에 배열되는 경우, 이는 본 발명의 맥락에서 제 1 및 제 2 층이 서로 직접 접촉하여 위치한다는 것을 반드시 의미하는 것은 아니다. 명시적으로 배제되지 않는 한, 하나 이상의 추가 층들이 제 1 층과 제 2 층 사이에 배열될 수 있다.

코팅은 전형적으로 기판의 전체 표면에 걸쳐 하게되며, 예를 들어 데이터 전송에 이용할 수 있는 원주 에지 영역 및/또는 국부적으로 제한된 다른 영역을 제외할 수도 있다. 또한 그것을 통하여 전류가 적절히 흐를 수 있는 코팅이 없는(coating-free) 라인들에 의해 코팅이 패턴화될 수 있다. 기판 표면의 코팅된 부분은 90 % 이상에 달하는 것이 바람직하다.

하나의 층 또는 다른 요소가 하나 이상의 재료를 함유하는 경우, 이것은 본 발명의 맥락에서, 층이 상기 재료로 제조되는 경우를 포함하며, 원칙적으로 또한 바람직하다. 본 발명의 맥락에서 기술된 화합물들은, 특히 산화물, 질화물 및 탄화물은 화학량론적 (stoichiometric) 분자식이 더 나은 이해를 위해 인용된 경우에도 원칙적으로 화학량론적, 아화학량론적 (substoichiometric) 또는 초화학양론적 (superstoichiometric) 일 수 있다.

굴절률에 대해 표시된 값은 550nm의 파장에서 측정된다.

전기전도층은 본 발명에 따라 하나 이상의 투명 전기 전도성 산화물 (TCO)을 함유하고 1 nm 내지 40 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 35 nm의 두께를 갖는다. 이러한 낮은 두께에서도, 적절한 전압으로 적절한 가열 효과를 얻을 수 있다. 전도층은 인듐 주석 산화물 (ITO)을 함유하는 것이 바람직하다. 이는 특히 면저항과 관련하여 특히 낮은 저항값 및 낮은 산란으로 인해 특히 유용한 것으로 입증되었다. 결과적으로 매우 균일한 가열 효과가 보장된다. 그러나, 다른 한편으로는, 전도층은 예를 들어, 혼합 인듐 아연 옥사이드 (IZO), 갈륨-도핑된 주석 옥사이드 (GZO), 플루오르-도핑된 주석 옥사이드 (SnO₂:F) 또는 안티몬-도핑된 주석 옥사이드 (SnO₂:Sb)를 함유할 수 있다. 투명 전기 전도성 산화물의 굴절률은 1.7 내지 2.3인 것이 바람직하다.

전기전도층의 산소 함량은 그것의 특성, 특히 투명성 및 전도성에 실질적인 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 판유리를 생산하는 것은 산소가 전도층으로 확산되어 이를 산화시킬 수있는 온도 처리를 하는 것을 전형적으로 포함한다. 산소 확산을 조절하기 위한 본 발명에 따른 유전체 배리어층은 산소 전달을 최적 수준으로 조정하는 역할을 한다.

산소 확산을 조절하기 위한 유전체 배리어층은 적어도 하나의 금속, 질화물 또는 탄화물을 포함한다. 배리어층은 예를 들어 티타늄, 크롬, 니켈, 지르코늄, 하프늄, 니오븀, 탄탈륨 또는 텅스텐 또는 텅스텐, 니오븀, 탄탈륨, 지르코늄, 하프늄, 크롬, 티타늄, 실리콘 또는 알루미늄의 질화물 또는 탄화물을 함유할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 배리어층은 실리콘질화물 (Si₃N₄) 또는 실리콘탄화물, 특히 실리콘질화물 (Si₃N₄)을 함유하며, 특히 우수한 결과가 얻어진다. 실리콘질화물이 도핑될 수 있고, 바람직한 실시예에서, 알루미늄으로 도핑(Si₃N₄:Al) 되거나, 지르코늄으로 도핑(Si₃N₄:Zr) 되거나 또는 붕소로 도핑(Si₃N₄:B) 된다. 본 발명에 따른 코팅을 한 후의 온도 처리에서, 실리콘질화물이 부분적으로 산화될 수 있다. Si₃N₄로서 증착된 배리어층은 온도 처리 후 SixNyOz를 함유하며, 여기서 산소 함량은 전형적으로 0 원자 퍼센트 내지 35 원자 퍼센트이다.

배리어층의 두께는 바람직하게는 1 nm 내지 20 nm이다. 이 범위에서, 특히 좋은 결과가 얻어진다. 배리어층이 더 얇으면 효과가 너무 적거나 전혀 없다. 배리어층이 더 두껍다면, 예를 들어 배리어층 상에 도포된 버스바 (busbar)에 의해 하부 전도층과 전기적으로 접촉하는 것이 문제가 될 수 있다. 배리어층의 두께는 특히 바람직하게는 2 nm 내지 10 nm이다. 이에 의해, 전도층의 산소 함량이 특히 유리하게 조절된다.

유리한 일 실시예에서, 본 발명에 따른 가열 가능한 코팅은 전기전도층 아래에 광학매칭층을 포함한다. 바람직하게는 5 nm 내지 50 nm, 특히 바람직하게는 5 nm 내지 30 nm의 층 두께를 갖는다.

유리한 일 실시예에서, 본 발명에 따른 가열 가능한 코팅은 전기전도층 위에 반사방지층을 포함한다. 바람직하게는 10 nm 내지 100 nm, 특히 바람직하게는 15 nm 내지 50 nm의 층 두께를 갖는다.

광학매칭층 및 반사방지층은 특히 판유리의 유리한 광학 특성을 가져온다. 따라서, 반사도를 줄여서 판유리의 투명도를 높이고 중립적인 색감을 보장한다. 광학매칭층 및/또는 반사방지층은 전기전도층 보다 낮은 굴절률, 바람직하게는 1.3 내지 1.8의 굴절률을 갖는다. 광학매칭층 및/또는 반사방지층은 바람직하게는 산화물, 특히 바람직하게는 실리콘산화물을 함유한다. 실리콘산화물이 도핑될 수 있고 바람직하게는 알루미늄으로 도핑(SiO₂:Al) 되거나, 붕소로 도핑(SiO₂:B) 되거나 또는 지르코늄으로 도핑(SiO₂:Zr) 된다. 그러나, 대안적으로, 층들은 또한 예를 들어 산화 알루미늄 (Al₂O₃)을 함유할 수 있다.

특히 유리한 일 실시예에서, 코팅은 전기전도층 아래 및 선택적으로는 광학매칭층 아래에 알칼리 확산에 대한 차단층을 포함한다. 차단층은 유리 기판에서 알칼리 이온들이 층 시스템으로 확산되는 것을 감소시키거나 방지한다. 알칼리 이온들은 코팅 특성에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 차단층은 바람직하게는 질화물 또는 탄화물, 예를 들어 텅스텐, 니오븀, 탄탈륨, 지르코늄, 하프늄, 티타늄, 실리콘 또는 알루미늄의 질화물 또는 탄화물, 특히 바람직하게는 실리콘질화물 (Si₃N₄)을 함유하며, 이것으로 특히 우수한 결과가 얻어진다. 실리콘질화물이 도핑될 수 있고 바람직한 일 실시예에서 알루미늄으로 도핑(Si₃N₄:Al) 되거나, 지르코늄으로 도핑(Si₃N₄:Zr) 되거나 또는 붕소로 도핑될(Si₃N₄:B) 수 있다. 차단층의 두께는 바람직하게는 5 nm 내지 50 nm, 특히 바람직하게는 5 nm 내지 30 nm이다.

유리한 일 실시예에서, 코팅은 전체 판유리 폭 또는 판유리 너비의 적어도 넓은 부분에 걸쳐 전류를 흘리기 위해 전압원 전극에 연결될 수있는 버스바들 (busbars)을 구비한다. 버스바들은 바람직하게는 하나 이상의 금속, 바람직하게는 은을 함유하는 인쇄 및 소성 도체로서 구현된다. 전기 전도는 바람직하게는 버스바에 함유 된 금속 입자, 특히 바람직하게는 은 입자를 통해 실현된다. 금속 입자는 페이스트 또는 잉크와 같은, 바람직하게는 유리 프릿을 갖는 소성 스크린 인쇄 페이스트와 같은 유기 및/또는 무기 매트릭스 내에 있을 수 있다. 인쇄된 버스바의 층 두께는 바람직하게는 5 ㎛ 내지 40 ㎛, 특히 바람직하게는 10 ㎛ 내지 20 ㎛이다. 이러한 두께를 갖는 인쇄 버스바는 기술적으로 간단하게 실현할 수 있고 유리한 전류 전달 능력을 가지고 있다. 바람직한 대안 실시예에서, 버스바들은 전기 전도성 포일, 특히 금속 포일, 예를 들어 구리 포일 또는 알루미늄 포일의 스트립으로서 구현된다. 포일 스트립은 놓여지거나 접착 결합될 수 있다. 포일의 두께는 바람직하게는 30㎛ 내지 200㎛ 이다.

판유리가 연결되는 전압원은 바람직하게는 40V 내지 250V의 전압을 갖는다. 판유리가 이러한 전압들로 작동될 때, 판유리는 결로 및 결빙이 신속하게 없어질 수 있어서 양호한 열출력이 얻어진다. 바람직한 제 1 실시예에서, 전압은 210V 내지 250V, 예를 들어 220V 내지 230V이다. 이 때, 상기 판유리는 표준 네트워크 전압으로 작동될 수 있으며, 상기 판유리에서 결로 또는 결빙이 신속하게 제거됨으로써 열출력이 특히 좋다. 바람직한 제 2 실시예에서, 전압은 40V 내지 55V, 예를 들어 48V이다. 이러한 전압들은 사람이 직접 닿아도 치명적이지 않아서 코팅을 노출된 표면 상에 배열할 수 있다. 더 낮은 작동 전압은 더 낮은 열 출력을 동반하지만 응용 분야에 따라 적절할 수 있다. 예를 들어, 창 또는 내부 파티션의 소위 "차가운 벽 효과 (cold wall effect)"(방열판)를 방지하는 분야에 적절할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 판유리는 40V 내지 250V, 특히 40V 내지 55V 또는 210V 내지 250V의 전압원에 연결된다.

바람직한 일 실시예에서, 코팅은 묘사된 층들로만 이루어지고 다른 층을 함유하지 않는다.

특히 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 판유리는 단열 글레이징 유닛의 일부이다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 판유리 및 하나 이상의 다른 판유리를 포함하는 단열 글레이징 유닛을 포함한다. 상기 다른 판유리는 본 발명에 따라 구현될 필요가 없으므로, 노출된 표면 상에 가열 가능한 코팅이 필요하지 않다. 본 발명에 따른 판유리 및 적어도 하나의 추가 판유리는 주변의, 바람직하게는 원주 방향의 스페이서를 통해 결합되어 가스 충전 또는 배기될 수 있는 중간 공간이 판유리들 사이에 형성된다.

본 발명은 또한 가열 가능한 코팅을 갖는 판유리를 제조하는 방법을 포함하며, 여기서

(a) 기판 표면에 연속적으로 도포되는 것은 다음과 같다 :

- 투명 전기 전도성 산화물을 함유하고 1 nm 내지 40 nm의 두께를 갖는 전기전도층 및

- 적어도 금속, 질화물 또는 탄화물을 함유하는 산소 확산을 조절하기 위한 유전체 배리어층;

(b) 코팅을 갖는 기판을 적어도 100 ℃에서 온도 처리한 후, 판유리는 가시 스펙트럼 범위에서 70 % 이상의 투과율을 가지며, 코팅은 50 옴/스퀘어 내지 200 옴/스퀘어의 면저항을 갖는다.

가열 가능한 코팅을 도포한 후, 판유리는 바람직하게는 특히, 기능성 층의 결정성 (crystallinity)이 개선되는 온도 처리를 받는다. 온도 처리는 바람직하게는 적어도 300 ℃ 에서 수행된다. 온도 처리는 특히 코팅의 면저항을 감소시킨다. 또한 판유리의 광학 특성이 크게 향상된다.

온도 처리는 다양한 방식으로, 예를 들어 퍼니스 (furnace) 또는 복사 히터를 사용하여 판유리를 가열함으로써 수행될 수 있다. 다른 방안으로는, 온도 처리는 또한 빛, 예를 들어 광원으로서 램프 또는 레이저와 같은 빛을 조사하는 것에 의해 수행될 수 있다.

유리한 일 실시예에서, 유리기판의 경우에는 온도 처리가 열 프리스트레싱 (themal prestressing) 작업 내에서 수행된다. 여기서, 가열된 기판은 기류에 의해 영향을 받아 급속히 냉각된다. 압축 응력은 판유리의 표면에 형성되고 판유리의 핵심부에는 인장 응력이 형성된다. 특징적인 응력 분포는 유리판의 파괴 저항 (breaking resistance)을 증가시킨다. 굽힘 공정이 프리스트레싱에 앞서서 이루어질 수 있다.

가열 가능한 코팅을 도포하기 전 또는 후에 버스바들이 설치되는데, 바람직하게는 인쇄해서, 특히 바람직하게는 유리 프릿을 갖는 은-함유 인쇄 페이스트로서 스크린 인쇄하여 설치하거나, 또는 전도성 포일의 스트립으로서 놓거나 접착제로 접착해서 설치된다. 버스바를 인쇄하는 것은 프린팅 페이스트가 온도 처리하는 동안 소성될 수 있고 소성이 별도의 단계로 이루어질 필요가 없어지도록 온도 처리 전에 행하는 것이 바람직하다.

가열 가능한 코팅의 개별 층들은 공지된 방법, 바람직하게는 마그네트론-강화 캐소드 스퍼터링(magnetron-enhanced cathodic sputtering)에 의해 증착된다. 이는 기판을 단순하고 빠르고 경제적이며 균일하게 코팅한다는 측면에서 특히 유리하다. 캐소드 스퍼터링은 보호 가스 분위기, 예를 들어 아르곤, 또는 반응성 가스 분위기, 예를 들어 산소 또는 질소를 첨가해서 수행된다. 그러나, 층들은 또한 당업자에게 공지된 다른 방법, 예를 들어 기상증착 또는 화학기상증착 (CVD), 원자층증착 (ALD), 플라즈마강화 화학기상증착 (PECVD) 또는 습식 화학 방법을 사용하여 도포될 수 있다.

유리한 일 실시예에서, 알칼리 확산에 대한 차단층이 전기전도층 전에 도포된다. 유리한 일 실시예에서, 광학매칭층은 전기전도층 전에 그리고 선택적으로 차단층 후에 도포된다. 유리한 일 실시예에서 반사방지층이 배리어층 후에 도포된다.

본 발명은 또한 바람직하게는 냉장고 문, 오븐 문, 칸막이, 욕실 거울 또는 창 또는 그들의 하나의 구성 요소로서 40V 내지 250V의 작동 전압을 갖는 본 발명에 따른 판유리의 사용을 포함한다. 작동 전압은 바람직하게는 약 40V 내지 55V, 예를 들어 약 48V, 또는 210V ~ 250V, 예를 들면 약 220V 또는 230V 이다. 본 발명에 따른 판유리는 단열 글레이징 유닛의 일부로서 특히 바람직하게 사용되며, 가스 충전 또는 배기 가능한 중간 공간이 판유리들 사이에 형성되도록 주변의, 바람직하게는 원주 방향의 스페이서를 통해 적어도 하나의 다른 판유리와 결합된다. 여기서, 다른 판유리는 본 발명에 따라 구성될 필요는 없다.

이하에서, 본 발명은 도면 및 예시적인 실시예를 참조하여 상세하게 설명된다. 도면은 개략적인 표현이며 실제 크기와 맞지 않는다. 도면은 결코 본 발명을 제한하지 않는다.
도 1은 가열 가능한 코팅을 갖는 본 발명에 따른 판유리 일 실시예 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예의 흐름도이다.

도 1은 기판 (1) 및 가열 가능한 코팅 (2)을 갖는 본 발명에 따른 판유리 실시예의 단면도를 도시한다. 기판 (1)은 예를 들어 소다 라임 유리로 제조된 유리판이고 두께는 4 mm 이다. 판유리는 예를 들어 냉장고 도어의 구성 요소이다. 코팅은 판유리의 냉장고 쪽 표면에 도포된다. 코팅이 가열되면, 냉장고 도어의 외부 표면에서의 결로 및 냉장고 쪽 표면에서의 결로 및 결빙이 제거될 수 있다. 판유리는 단열 글레이징 유닛의 구성 요소, 특히 코팅 (2)이 글레이징 유닛의 내부에 보호되도록 배열된 단열 글레이징 유닛의 외부 판유리 일 수 있다.

코팅 (2)은 기판 (1)에서 시작하여 알칼리 확산에 대한 차단층 (7), 광학매칭층 (3), 전기전도층 (4), 산소 확산을 조절하기 위한 배리어층 (5) 및 반사방지층 (6)을 포함한다. 재료들 및 층 두께들은 표 1에 요약되어 있다. 코팅 2의 개별 층들은 마그네트론-강화 캐소드 스퍼터링에 의해 증착되었다.

층	참조 번호		재료	두께
반사방지층	6	2	SiO₂:Al	20 nm
배리어층	5		Si₃N₄:Al	10 nm
전기전도층	4		ITO	22 nm
광학매칭층	3		SiO₂:Al	11 nm
차단층	7		Si₃N₄:Al	5 nm
기판	1		Glass	4 mm

전도층 (4)의 두께가 얇음에도 불구하고, 230V의 전압원에 연결해서 상기 코팅 (2)으로 양호한 가열 효과를 얻을 수 있었다. 상기 코팅 (2)은 또한 내식성이 있고 기판 (1)의 냉장고 측 노출된 표면에서 장기간에 걸쳐 안정적인 것으로 입증되었다.

도 2는 본 발명에 따른 생산 방법의 예시적인 일 실시예의 흐름도이다.

예들

다양한 코팅들 (2)이 생산되고 조사되었다. 예 1 내지 3의 재료들 및 층 두께들이 표 2에 제시되어 있다. 가시 광선 스펙트럼 범위에서의 투과율 TL 및 반사율 RL 및 면저항 Rsq는 표 3에 요약되어 있다.

참조번호		재료	두께
참조번호		재료	예 1	예2	예 3
2	6	SiO₂:Al	20 nm	25 nm	38 nm
	5	Si₃N₄:Al	10 nm	10 nm	10 nm
	4	ITO	22 nm	27 nm	32 nm
	3	SiO₂:Al	11 nm	11 nm	11 nm
	7	Si₃N₄:Al	5 nm	5 nm	5 nm
1		Glass	4 mm	4 mm	4 mm

	T_L/%	R_L/%	R_sq/Ohm
예 1	83.9	13.2	81
예 2	83.4	13.8	63
예 3	83.7	13.5	55

실시예 1 내지 3의 코팅들은 높은 투과율 및 낮은 반사율을 가져서 유리판을 통한 시야를 심각하게 감소시키지 않는다. 또한, 이들의 면저항은 약 230V의 전압 공급으로 양호한 가열 효과를 얻기에 적합하였다. 이렇게 얇은 전도성 ITO층들 (4)로 이것이 달성될 수 있다는 사실은 당업자에게 예상치 못한 놀라운 일이었다.

(1) 기판
(2) 가열 가능한 코팅
(3) 광학매칭층
(4) 전기전도층
(5) 산소 확산 조절용 배리어층
(6) 반사방지층
(7) 알칼리 확산에 대한 차단층

Claims

기판(1) 및 노출된 기판(1) 표면 상에 가열 가능한 코팅(2)을 포함하는, 가열 가능한 코팅을 갖는 판유리로서, 가열 가능한 코팅은 적어도
- 투명 전기 전도성 산화물(TCO)을 함유하고 10 nm 내지 35 nm의 두께를 갖는 전기전도층(4), 및
- 상기 전기전도층(4) 위에, 산소 확산을 조절하기 위한 유전체 배리어층(5), 상기 유전체 배리어층은 금속, 질화물 또는 탄화물을 포함하며 2 nm 내지 20 nm의 두께를 가지며,
- 상기 전기전도층(4) 아래에 광학매칭층(3), 상기 광학매칭층(3)은 5 nm 내지 50 nm 의 두께를 가지며,
- 상기 배리어층(5) 위에 반사방지층(6)을 포함하고, 상기 반사방지층(6)은 10 nm 내지 100 nm 의 두께를 가지며,
여기에서 상기 광학매칭층(3)과 상기 반사방지층(6)은 상기 전기전도층(4)보다 낮은 굴절율을 가지며, 상기 판유리는 가시 스펙트럼 범위에서 적어도 70 %의 투과율을 가지며, 상기 코팅(2)은 50 옴/스퀘어 내지 200 옴/스퀘어의 면저항을 갖는, 가열 가능한 코팅을 갖는 판유리.
제1항에 있어서, 상기 전기전도층(4)은 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하는 판유리.
제1항에 있어서, 상기 배리어층(5)은 실리콘질화물 또는 실리콘탄화물(silicon carbide)을 포함하는 판유리.
제1항에 있어서, 상기 배리어층(5)은 2 nm 내지 10 nm의 두께를 갖는 판유리.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학매칭층(3) 및 상기 반사방지층(6)은 1.3 내지 1.8의 굴절률을 갖는 판유리.
제5항에 있어서, 상기 광학매칭층(3) 또는 상기 반사방지층(6)은 적어도 하나의 산화물, 실리콘산화물, 또는 알루미늄 도핑되었거나, 지르코늄 도핑되었거나 또는 붕소 도핑된 실리콘산화물을 함유하는 판유리.
제5항에 있어서, 상기 광학매칭층(3)은 5nm 내지 30nm의 두께를 가지며, 상기 반사방지층(6)은 15 nm 내지 50 nm의 두께를 갖는 판유리.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅(2)은 상기 전기전도층(4) 아래에 알칼리 확산에 대한 차단층(7)을 포함하는 판유리.
제8항에있어서, 상기 차단층(7)은 실리콘질화물 또는 알루미늄 도핑되었거나, 지르코늄 도핑되었거나 또는 붕소 도핑된 실리콘질화물을 포함하는 판유리.
제8항에 있어서, 상기 차단층(7)의 두께는 5 nm 내지 50 nm, 또는 5 nm 내지 30 nm인 판유리.
제1항에 있어서, 상기 기판(1)은 열적으로 프리스트레스된 유리인 판유리.
가열 가능한 코팅(2)을 갖는 판유리를 제조하는 방법으로서,
(a) 기판(1)의 표면에 연속적으로 도포되는 것은 적어도
- 5 nm 내지 50 nm의 두께를 갖는 광학매칭층(3),
- 투명 전기 전도성 산화물을 함유하고 10 nm 내지 35 nm의 두께를 갖는 전기전도층(4),
- 적어도 금속, 질화물 또는 탄화물을 함유하는 산소 확산을 조절하기 위한 유전체 배리어층(5), 및
- 10 nm 내지 100 nm의 두께를 갖는 반사방지층(6),
(b) 상기 코팅(2)을 갖는 상기 기판(1)은 적어도 100 ℃에서 온도 처리되고, 그 후 상기 판유리는 가시 스펙트럼 범위에서 적어도 70 %의 투과율을 가지며 상기 코팅(2)은 50 옴/스퀘어 내지 200 옴/스퀘어의 면저항을 갖는 판유리 제조 방법.
제12항에있어서, 상기 온도 처리가 열 프리스트레싱(thermal prestressing)의 상황에서 수행되는 판유리 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 판유리로서, 작동 전압으로 40V 내지 250V를 가지고, 냉장고 도어, 오븐 도어, 칸막이, 욕실 거울 또는 창문 용도인 판유리.
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