KR20100123875A - 열적 특성을 갖는 스택을 구비한 기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리 기판(10)에 관한 것으로, 상기 기판은, 특히 은 또는 은을 함유하는 금속 합금을 주원료로 한 적외선 및/또는 태양열 복사선에서 반사 특성을 갖는 금속 기능층(40)과, 2개의 반사 방지 코팅(20, 60)을 포함하는 얇은 층의 스택이 주 면상에 제공되고, 상기 코팅 각각은, 선택적으로 알루미늄과 같은 적어도 하나의 다른 요소로 도핑된, 실리콘 질화물을 주원료로 한 적어도 하나의 유전 층(22, 64)을 갖고, 상기 기능 층(40)은 2개의 반사 방지 코팅(20, 60) 사이에 배치되는, 유리 기판(20)으로서,
위에 있는 반사 방지 코팅(60)의 nm 단위의 광 두께(e₆₀)는 e₆₀=5 x e₄₀ + α인데, 여기서 e₄₀은 기능층의 nm 단위의 기하학적 두께로서, 13 ≤e₄₀≤25이고, 바람직하게 14≤e₄₀≤18이고, 여기서 α는 수=25±15인 것을 특징으로 한다.

Description

열적 특성을 갖는 스택을 구비한 기판{SUBSTRATE COMPRISING A STACK WITH THERMAL PROPERTIES}

본 발명은 투명 기판, 특히 유리와 같은 강성 무기 물질로 만들어진 투명 기판에 관한 것으로, 상기 기판은 태양 복사선 및/또는 장파장 적외선 복사선 상에서 작용할 수 있는 금속 유형의 기능층을 포함하는 얇은 층의 스택으로 덮여져 있다.

본 발명은 더 구체적으로 단열 및/또는 태양열 보호를 위한 창유리를 제작하기 위한 그러한 기판의 용도에 관한 것이다. 이들 유형의 창유리 모두는 빌딩 및 차량에 설치하도록 의도될 수 있으며, 이는 특히 에어컨의 응력을 감소시키고 및/또는 과도한 과열을 방지하고("태양열 제어 창유리"라 불리는 창유리) 및/또는 빌딩 및 차량의 승객용 구획에서의 창유리형 표면의 더 증가하는 크기에 의해 야기된 외부로 발산된 에너지의 양을 감소시키는("낮은 방출 창유리"라 불리는 창유리) 관점에서 보면 그렇다.

더욱이 이러한 유형의 창유리는 예를 들어 가열 창유리 또는 전기 변색 창유리와 같은 특정 기능을 갖는 창유리에 병합될 수 있다.

기판 상에 그러한 특성을 제공하는 것으로 알려진 유형의 스택은 적외선 및/또는 태양열 복사선에서 반사 특성을 갖는 금속 기능층, 특히 은 또는 은을 함유하는 금속 합금을 주원료로 한 금속 기능층으로 구성된다.

이러한 유형의 스택에서, 기능층은 이에 따라 2개의 반사 방지 코팅 사이에 위치되고, 각각의 반사 방지 코팅은 일반적으로 여러 개의 층을 갖고, 각 층은 질화물 유형의 유전 물질로 만들어지고, 특히 실리콘 또는 알루미늄 질화물 또는 산화물로 만들어진다. 시야의 광학점으로부터, 금속 기능층이 포함하는 이들 코팅의 목적은 이러한 금속 기능층을 "반사 방지"되게 하는 것이다.

그러나, 차단 코팅은 종종 하나 또는 각각의 반사 방지 코팅과 금속 기능층 사이에 삽입되고, 차단 코팅은, 이러한 층의 결정 성장에 직면하고 굽힘 및/또는 템퍼링(tempering) 유형의 임의의 고온 열처리 동안 그것을 보호하는 기판 방향으로 기능층 아래에 위치하고, 차단 코팅은, 상부 반사 방지 코팅이 증착될 때 그리고 굽힘 또는 템퍼링 유형의 임의의 고온 열처리 동안 임의의 열화로부터 이 층을 보호하는 기판에 마주보게 기능층 위에 위치된다.

현재, 낮은 방출의 얇은 층의 스택은, 은을 주원료로 한 단일 기능층("기능적 단층 스택"이라는 표현으로 이후에 지칭됨)과 함께 존재하며, 이 층은, 예를 들어 구성 4-16(Ar-90%)-4의 면(3)에서와 같이 종래의 이중 창유리에 장착될 때, 약 3%의 정상 방사율, 약 80%의 가시도(T_L) 및 약 1.3의 선택도를 갖고, 16mm의 두께를 갖고 90% 아르곤 및 10%의 공기를 갖는 가스 층에 의해 분리된 2개의 4mm 유리 시트로 구성되는데, 상기 시트들 중 하나는 기능적 단층 스택으로 코팅되고: 시트 대부분은 빌딩 및 가스 층쪽으로 회전된 면 상에 입사하는 태양광의 입사 방향을 고려할 때 빌딩 내부에 있다.

나머지로서, 선택도는 창유리의 태양 인자(SF)에 대한 창유리의 가시 영역에서의 가시 투과(T_LVis)의 비율에 대응하여, S=T_LVis/SF가 된다.

창유리의 태양 인자는 총 입사 태양 에너지에 대한 이러한 창유리를 통한 구내에 들어오는 총 에너지의 비율이다.

당업자는, 이중 창유리(빌딩 및 가스 층쪽으로 회전된 면에 입사하는 태양광의 입사 방향을 고려할 때 빌딩 내부에 대부분 있는 시트 상에)의 면(2)에서의 얇은 층의 스택을 위치시키는 것이 태양 인자를 감소시켜, 선택도를 증가시킨다는 것을 알고 있다.

상기 예의 정황 내에서, 약 1.35의 선택도를 얻을 수 있다.

방사율을 감소시키기 위해, 당업자는 또한 은 층의 두께가 감소될 수 있다는 것을 알고 있을 것이다. 이것은, 스택이 이중 창유리의 면(2)에 위치될 때 선택도를 1.5의 값으로 증가시킬 수 있게 하지만, 이것은 가시도에서의 광 투과의 감소, 특히 얻기 어려운 값, 약 35% 내지 45%인 값으로 가시부에서의 광 반사에서의 증가를 초래한다. 더욱이, 이것은 허용될 수 없는 채색, 특히 반사시, 특히 적색에서 초래될 수 있다.

가장 효과적인 해결책은, 가시부에서의 낮은 광 반사를 유지하면서, 가시부에서의 높은 광 투과를 유지하기 위해 창유리의 면(2)에 위치된 여러 개의 기능층을 갖는 스택, 즉 2개의 기능층(이후에 "기능적 이중층 스택"이라 지칭됨)을 갖는 스택을 이용하는 것이다. 따라서, 예를 들어 1.4보다 큰, 심지어 1.5보다 큰, 심지어 1.6보다 큰 선택도와, 약 15%, 또는 심지어 약 10%의 광 반사를 얻을 수 있다.

더욱이 이러한 해결책은 허용가능한 채색, 특히 반사시, 특히 적색에 있지 않은 채색을 얻을 수 있다.

그러나, 스택의 복잡도 및 증착된 물질의 양 때문에, 여러 기능층을 갖는 이들 스택은 기능적 단층 스택보다 비용면에서 더 고가로 제작하게 된다.

본 발명의 목적은, 스택이 굽힘 및/또는 템퍼링 및/또는 어닐링 유형의 하나의(또는 그 이상의) 고온 열처리를 거치는 지의 여부에 상관없이, 이들 특성이 바람직하게 제한된 영역 내에서 유지되는 경우, 새로운 유형의 기능적 단층 스택, 낮은 시트 저항(그러므로 낮은 방사율), 높은 광 투과, 및 비교적 중성적인 컬러를, 특히 층의 측면(또한 대항 측면:"기판 측" 상에서) 상의 반사시, 갖는 스택을 개발함으로써 종래 기술의 단점을 해결할 수 있다.

다른 중요한 목적은, 가시부에서의 낮은 광 반사를 가지면서, 허용가능한 채색, 특히 반사시, 특히 적색에 있지 않은 채색을 갖는 낮은 방사율을 갖는 기능적 단층 스택을 제공하는 것이다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 더 넓게 허용된 바와 같이, 제 1항에 기재된 유리 기판이다. 이 기판은, 특히 은 또는 은을 함유하는 금속 합금을 주원료로 한 적외선 및/또는 태양열 복사선에서 반사 특성을 갖는 금속 기능층과, 2개의 반사 방지 코팅을 포함하는 얇은 층의 스택이 주 면상에 제공되고, 상기 코팅 각각은, 선택적으로 알루미늄과 같은 적어도 하나의 다른 요소로 도핑된, 실리콘 질화물을 주원료로 한 적어도 하나의 유전 층을 갖고, 상기 기능 층은 2개의 반사 방지 층 사이에 배치되고, 한 편으로 기능 층은 선택적으로 기저(underlying) 반사 방지 코팅과 기능 층 사이에 배치된 언더블록킹(under-blocking) 코팅 상에 증착되고, 다른 한 편으로, 기능 층은 기능층과 위에 있는(overlying) 반사 방지 코팅 사이에 배치된 오버-블록킹 코팅 바로 아래에 증착되며, 위에 있는 반사 방지 코팅의 nm 단위의 광 두께(e₆₀)는 e₆₀=5 x e₄₀ + α인데, 여기서 e₄₀은 기능층의 nm 단위의 기하학적 두께로서, 13 ≤e₄₀≤25이고, 바람직하게 14≤e₄₀≤18이고, 여기서 α는 수=25±15인 것을 특징으로 한다.

α는 바람직하게 수=25±10이거나, 또는 심지어 α는 수=25±5인데, 이것은 nm 단위인 광학 두께의 정의의 변수를 나타낸다.

"위에 있는 반사 방지 코팅의 nm 단위의 광학 두께(e₆₀)"는, 본 발명의 정황 내에서, 기판에 마주보는, 또는 존재시 오버-블록킹 코팅 위에서, 금속 기능 층 위에 배치되는 이러한 코팅의 유전 층 또는 모든 유전 층의 총 광학 두께를 의미하는 것으로 이해된다.

유사하게, "기저 반사 방지 코팅의 nm 단위의 광학 두께(e₂₀)"는, 본 발명의 정황 내에서, 기판과 금속 기능 층 사이에 또는 존재시 기판과 언더-블록킹 코팅 사이에 배치되는 이러한 코팅의 유전 층 또는 모든 유전 층의 총 광학 두께를 의미하는 것으로 이해된다.

선택적으로, 전술한 바와 같이 각 반사 방지 코팅에 최소로 포함되는 알루미늄과 같은 적어도 하나의 다른 요소로 도핑된, 실리콘 질화물을 주원료로 한 유전 층은 이들 값을 포함하는 550nm에서 측정된 1.8 내지 2.5, 또는 바람직하게 1.9 내지 2.3, 또는 이들 값을 포함하는 1.9 내지 2.1의 광학 지수를 갖는다.

일반적으로, 굴절률, 이에 따라 굴절률로부터 얻어진 광학 두께는 본 명세서에서 550nm의 파장에서 고려된다.

본 발명에 따른 스택은 낮은-방사율의 스택이어서, 기능 층의 스퀘어당 옴 단위의 시트 저항(R_□)은 바람직하게 R_□ x e₄₀ ² - A < 25 x e₄₀이고, A는 수= 580, 또는 심지어 500, 또는 450, 또는 420, 또는 200, 또는 120이다. 이러한 공식으로부터, 금속 기능층은 A가 작아질수록 더 잘 결정화되고, 이러한 층은 적외선에서 낮아지는 흡수 및 적외선에서 높아지는 반사를 갖는다.

더욱이, 반사시 중성 컬러의 높은 광 투과와 비교적 높은 선택도 사이의 허용가능한 절충물을 얻기 위해, 위에 있는 반사 방지 코팅의 nm 단위의 광학 두께(e₆₀)에 대한 기저 반사 방지 코팅의 nm 단위의 광학 두께(e₂₀)의 비율(E)은 바람직하게 0.3 ≤E≤0.7이거나, 심지어 0.4 ≤E≤0.6이다.

특정한 변형에서, 선택적으로 알루미늄과 같은 적어도 하나의 다른 요소로 도핑된, 실리콘 질화물을 주원료로 한 상기 유전 층은 기저 유전 코팅의 실리콘 질화물을 주원료로 한 유전 층에 대해 각각 5 내지 25nm, 또는 10 내지 20nm의 물리적 두께와, 위에 있는 반사 방지 코팅의 실리콘 질화물을 주원료로 한 유전 층에 대해, 15 내지 60nm, 또는 25 내지 55nm의 물리적 두께를 갖는다.

특정한 변형에서, 기저 반사 방지 코팅의 최종 층은 기판에서 가장 멀리 있고, 선택적으로 알루미늄과 같은 적어도 하나의 다른 요소로 도핑된, 산화물, 특히 아연 산화물을 주원료로 한 습식 층(wetting layer)이다.

특정한 변형에서, 위에 있는 반사 방지 코팅은 질화물, 특히 실리콘 질화물 및/또는 알루미늄 질화물을 주원료로 한 적어도 하나의 유전 층, 및 혼합된 산화물로 만들어진 적어도 하나의 비-결정화된 매끄러운 층을 포함하고, 상기 매끄러운 층은 결정화된 위에 있는 습식 층과 접촉한다.

바람직하게, 언더-블록킹 코팅 및/또는 오버-블록킹 코팅은 0.2nm ≤e≤1.8nm이 되는 기하학적 두께를 갖는 니켈 또는 티타늄을 주원료로 한 얇은 층을 포함한다.

특정한 변형에서, 적어도 하나의 얇은 니켈을 주원료로 한 층, 특히 오버-블록킹 코팅을 갖는 적어도 하나의 얇은 니켈을 주원료로 한 층은 크롬, 바람직하게 80 중량%의 Ni 및 20 중량%의 Cr의 크롬을 포함한다.

다른 특정한 버전에서, 적어도 하나의 얇은 니켈을 주원료로 한 층, 특히 오버-블록킹 코팅을 갖는 적어도 하나의 얇은 니켈을 주원료로 한 층은 티타늄, 바람직하게 50 중량%의 Ni 및 50 중량%의 Ti의 크롬을 포함한다.

더욱이, 언더-블록킹 코팅 및/또는 오버-블록킹 코팅은, 얇은 층의 스택을 구비한 기판이 스택이 증착된 후에 굽힘 및/또는 템퍼링 열처리를 거치지 않은 경우 금속 형태로 존재하는 적어도 하나의 얇은 니켈-주원료의 층을 포함할 수 있고, 이러한 층은, 얇은 층의 스택을 구비한 기판이 스택의 증착 이후에 적어도 하나의 굽힘 및/또는 템퍼링 열처리를 거치는 경우 적어도 부분적으로 산화된다.

언더-블록킹 코팅의 얇은 니켈-주원료의 층 및/또는 오버-블록킹 코팅의 얇은 니켈-주원료의 층은 존재시, 바람직하게 기능층과 직접 접촉한다.

기판으로부터 가장 멀리 떨어진 기저 반사 방지 코팅의 최종 층은 바람직하게 산화물을 주원료로 하고, 바람직하게 하위-화학양론적으로 증착되고, 특히 티타늄(TiO_x) 또는 아연과 주석(SnZnO_x), 그리고 선택적으로 최대 10%의 질량 비율로 다른 요소와 혼합된 산화물을 주원료로 한다.

따라서 스택은 최종 층 또는 오버코트(overcoat), 즉 바람직하게는 하위-화학양론적으로 증착된 보호층을 갖는다. 이 층은 증착 이후의 스택에서, 본질적으로 화학양론적으로 산화된다.

이러한 보호층은 바람직하게 0.5 내지 10nm의 두께를 갖는다.

본 발명에 따른 창유리는 선택적으로 적어도 하나의 다른 기판과 연관된, 본 발명에 따른 스택을 지지하는 적어도 기판을 병합한다. 각 기판은 투명하거나 채색될 수 있다. 적어도 하나의 기판은 바디 채색된 유리일 수 있다. 채색의 유형에 대한 선택은 일단 제조가 완료되면 창유리에 대해 바람직한 광 투과도 및/또는 비색계 외관 정도에 따라 좌우될 것이다.

본 발명에 따른 창유리는, 얇은 층/유리 시트(들) 유형의 유리/스택의 구조를 갖기 위해, 열가소성 폴리머의 적어도 하나의 시트와 특히 유리 유형의 적어도 2개의 강성 기판을 연관시키는 적층된 구조를 가질 수 있다. 폴리머는 특히 폴리비닐부티랄(PVB), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 폴리비닐클로라이드(PVC)를 주원료로 할 수 있다.

창유리는 또한 얇은 층/폴리머 시트(들) 유형의 유리/스택의 구조를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 창유리의 유형은 얇은 층의 스택에 손상을 주지 않고도 열처리를 거칠 수 있다. 이들은 이에 따라 선택적으로 구부러지고 및/또는 템퍼링된다.

창유리는 단일 층으로 구성되면서 구부러지고 및/또는 템퍼링될 수 있고, 이것은 스택을 구비한다. 이때 이것은 <모노리식>이라 불리는 창유리로 구성된다. 이들이 구부러지는 경우에, 특히 차량을 위한 창유리를 제작하기 위해, 얇은 층의 스택은 바람직하게 적어도 부분적으로 평평하지 않은 면 상에 위치한다.

창유리는 또한 다중 창유리, 특히 이중 창유리일 수 있으며, 스택을 지지하는 적어도 기판은 구부러지고 및/또는 템퍼링된다. 바람직하게, 다중 창유리 구성에서, 스택이 삽입된 가스층의 방향으로 회전되도록 위치된다. 적층된 구조에서, 스택을 지지하는 기판은 폴리머 시트와 접촉할 수 있다.

창유리는 또한 가스층에 의해 2개씩 나란히 분리된 유리의 3개의 시트로 구성된 3중 창유리일 수 있다. 3중 창유리로 만들어진 구조에서, 스택을 지지하는 기판은, 태양광의 입사 방향이 증가하는 수의 순서로 면을 통과한다는 것을 고려할 때 면(2) 및/또는 면(5)에 있을 수 있다.

창유리가 모노리식 또는 다중의 이중 창유리, 3중 창유리 또는 적층된 창유리 유형일 때, 스택을 지지하는 적어도 기판은 구부러지거나 템퍼링된 유리로 만들어질 수 있고, 이 기판은 스택의 증착 이전 또는 이후에 구부러지거나 템퍼링될 수 있다.

이러한 창유리가 이중 창유리에 장착될 때, 바람직하게 S≥1.4 또는 S>1.4 또는 S≥1.5 또는 S>1.5의 선택도를 갖는다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 기판 제조 방법에 관한 것으로, 상기 기판은 선택적으로 자기장에 의해 도움을 받는 캐소드 스퍼터링 유형의 진공 하의 기술에 의해 기판 상에 얇은 층의 스택을 증착시키는 것으로 구성된다.

그러나, 스택의 제 1 층 또는 층들은 예를 들어 열분해(pyrolysis) 유형의 열 분해 기술과 같은 다른 기술에 의해 증착될 수 있다는 것이 배제되지 않는다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 스택 제조 방법에 관한 것으로, 여기서 기저 반사 방지 층은 nm 단위의 광학 두께 :e₆₀ = 5 x e₄₀ + α로 증착되고, 여기서 e₄₀은 기능층의 nm 단위의 기하학적 두께이고, α는 수 =25±15이다.

더욱이 본 발명은 S≥1.4 또는 S>1.4 또는 S≥1.5 또는 S>1.5의 선택도를 갖는 이중 창유리를 제작하기 위해 본 발명에 따른 기판의 용도에 관한 것이다.

본 발명에 따른 기판은 특히 가열 창유리 또는 전기 변색 창유리의 투명 전극 또는 조명 디바이스 또는 광전지 셀을 제작하는데 사용될 수 있다.

유리하게, 본 발명은 이에 따라 다중 창유리 구성, 특히 이중 창유리 구성을 갖는 기능 단층을 갖는 얇은 층의 스택을 높은 선택도(S≥1.40), 낮은 방사율(ε_N≤3%) 및 바람직한 미학(T_LVis≥60%, R_LVis≤30%, 반사시 중성 컬러)을 갖게 제작할 수 있는 반면, 지금까지, 단지 이중층 스택만이 이러한 기준의 조합이 얻어지게 하였다.

본 발명에 따른 기능적 단층 스택은 유사한 특성을 갖는 기능적 이중층을 갖는 스택보다 제작하기에 비용이 적게 든다.

본 발명의 범주 내에서, 이러한 기능적 단층 스택보다 더 우수한 기능층의 총 두께를 가졌을 기능적 이중층 스택보다 낮은 방사율을 갖는 기능적 단층 스택을 제작할 수 있다.

본 발명의 세부사항 및 장점은 첨부된 도면에 도시된 다음의 비제한적인 예로부터 나타날 것이다.

본 발명은, 스택이 굽힘 및/또는 템퍼링 및/또는 어닐링 유형의 하나의(또는 그 이상의) 고온 열처리를 거치는 지의 여부에 상관없이, 이들 특성이 바람직하게 제한된 영역 내에서 유지되는 경우, 새로운 유형의 기능적 단층 스택, 낮은 시트 저항(그러므로 낮은 방사율), 높은 광 투과, 및 비교적 중성적인 컬러를, 특히 층의 측면(또한 대항 측면:"기판 측" 상에서) 상의 반사시, 갖는 스택을 개발함으로써 종래 기술의 단점을 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기능적 단층 스택을 도시한 도면으로서, 기능층은 언더-블록킹 코팅 및 오버-블록킹 코팅을 구비하고, 스택은 선택적 보호 코팅을 구비하는, 도면.

이 도면에서, 다양한 층의 두께 사이의 비율은 이들을 더 쉽게 읽을 수 있게 하기 위해 엄격하게 뒤따르지 않을 것이다.

더욱이, 다음의 예에서, 얇은 층의 스택은 4mm의 두께로 소다 라임 유리로 만들어진 기판(10) 상에 증착된다.

더욱이, 이들 예에서, 열처리가 기판에 적용되는 모든 경우에, 구부러짐 또는 템퍼링 열처리를 시뮬레이팅하기 위해 대략 620℃의 온도로 대략 8분 동안 어닐링이 발생하며, 후속적으로 주변 공기(대략 20℃)로 냉각된다.

따라서, 각 예에서, 이러한 열처리 이전에 특성이 측정될 때, 컬럼: BHT으로 분류되고, 이러한 열처리 이후에 측정될 때, 컬럼;AHT으로 분류된다.

모든 다음의 예에서, 이중 창유리 조립체에 대해, 얇은 층의 스택은 면(3)에서, 즉 태양광의 입사 방향이 빌딩; 가스층으로 회전하는 면상에 들어가는 것으로 고려될 때 빌딩 가장 외부에 있는 시트 상에 증착되었다.

도 1은 투명 유리 기판(10) 상에 증착된 기능적 단층을 갖는 스택 구조를 도시하며, 여기서 단일 기능층(40)은 2개의 반사 방지 코팅 사이에 위치하고, 기저 반사 방지 코팅(20)은 기판(10) 방향으로 기능층(40) 아래에 위치하고, 위에 있는 반사 방지 코팅(60)은 기판(10)에 마주보게 기능 층(40) 위에 위치된다.

이들 2개의 반사 방지 코팅(20, 60) 각각은 적어도 하나의 유전 층(22, 24, 26; 62, 64, 66)을 갖는다.

선택적으로, 한 편으로, 기능 층(40)은 기저 반사 방지 코팅(20)과 기능층(40) 사이에 위치한 언더-블록킹 코팅(30) 위에 증착될 수 있고, 다른 한 편으로, 기능 층(40)은 기능 층(40)과 기저 반사 방지 코팅(60) 사이에 위치한 오버-블록킹 코팅(50) 바로 아래에 위치할 수 있다.

도 1에서, 낮은 반사 방지 코팅(20)은 3개의 반사 방지 코팅(22, 24, 26)을 갖고, 상부 반사 방지 코팅은 2개의 반사 방지 코팅(62, 64)을 갖고, 이러한 반사 방지 코팅(60)은, 특히 산화물을 주원료로 한, 특히 산소에서 하위-화학양론적인 선택적 보호 층(66)에 의해 종료된다.

본 발명에 따라, 기저 반사 방지 코팅(60)의 nm 단위의 광학 두께(e₆₀)는 다음 수학식 1과 같다:

여기서 e₄₀은 기능층(40)의 nm 단위의 기하학적 두께로서, 13 ≤e₄₀≤25이고, 바람직하게 14 ≤ e₄₀ ≤ 18이고, 여기서 α는 nm 단위의 두께를 나타내고 25 + 15와 25 - 15 사이, 즉 10 내지 40인 수(반드시 정수일 필요는 없음)이다.

더욱이, 그리고 바람직하게, nm 단위의 기능층(40)의 스퀘어당 옴 단위의 시트 저항(R_□)(스택으로 코팅된 기판의 구부러짐 및 템퍼링 유형의 열처리 없이 측정된)은 다음 수학식 2와 같다:

여기서 A 수(반드시 정수일 필요는 없음) = 580, 또는 =500, 또는 =450, 또는 =420, 또는 =250, 또는 =120이다.

사실상, 얇은 전도성 필름의 시트 저항은 다음 식으로 표현되는 Fuchs-Sondheimer 법칙에 따라 두께에 좌우된다:

R_C x t² = ρ x t + Y.

이러한 공식에서, R_C는 시트 저항을 나타내고, t는 nm 단위의 얇은 필름의 두께를 나타내고, ρ는 얇은 층을 형성하는 물질의 고유 저항을 나타내고, Y는 경계 영역에서 전하 운반자의 거울 반사(specular) 또는 확산 반사에 대응한다. 본 발명은 고유 저항(ρ)을 얻을 수 있어서, ρ는 약 25Ω.nm이고, 운반자의 반사의 개선은 Y가 600(nm)² Ω 이하이도록 이루어진다.

Y의 매우 낮은 값은 예를 들어 WO 2005/070540 하에 공개된 국제 특허 출원에 개시된 기술을 이용함으로써 얻어질 수 있다.

더욱이, 바람직하게, 위에 있는 반사 방지 코팅(60)의 nm 단위의 광학 두께( e₆₀)에 대한 기저 반사 방지 코팅(20)의 nm 단위의 광학 두께(e₂₀)의 비율(E)은 다음과 같다:

수치 시뮬레이션은 먼저 수행되고(아래에서 예 1, 2, 및 3), 얇은 층의 스택은 실제로 증착되었다: 예 4.

아래 표 1은 예 1 내지 3의 각 층 또는 코팅의 nm 단위의 두께, 및 이들 예의 주요 특성을 보여준다:

층	예 1	예 2	예 3
광학 두께 e20	60	60	60
기하학적 두께 e40	12	16	16
광학 두께 e60	88	88	105
α	28	8	25
TLVis(%)	80,6	77,4	73,9
SF(%)	57,3	50,1	49,6
S	1,39	1,53	1,48
aRg*	-0,2	9,0	0,6
bRg*	-7,0	0,3	-3,4

이 표에서, 주어진 광학 특성은 다음으로 구성된다:

- T_LVis, 발광체 D65로 측정된 % 단위의 가시부에서의 광 투과(T_L),

- 태양 인자(SF)

- S=T_LVis/SF가 되도록 태양 인자(SF)에 대한 가시부에서의 광 투과(T_LVIS)의 비율에 대응하는 선택도(S),

- 얇은 층의 스택이 증착되는 주 면에 마주보는 기판의 측면 상에서, 발광체 D65로 측정된 LAB 시스템에서 반사의 칼라(a_Rg* 및 b_Rg*),

광 투과(T_LVis), 태양 인자(SF) 및 선택도(S)는 이중 창유리 구조(4-16(Ar 90%)-4)에서 고려된다.

예 1에서, 은 단층 스택은 몰딩되어, 위에 있는 반사 방지 코팅(60)의 nm 단위의 광학 두께(e₆₀)는 α=28로 수학식 1을 증명한다. 선택도는 이러한 은 두께보다 낮다: S=1.39.

예 2를 얻기 위해, 유전체 두께를 변화시키지 않고도, 스택의 은 두께를 16nm로 증가시킴으로써, 발견된 α의 값은 수학식 1 밖에 있다: α=8. 선택도가 태양 인자에서의 감소로 인해 매우 우수하지만, a_Rg*의 높은 값이 보여줄 때, 곱은 반사시 적색을 나타낸다는 점에서 허용되지 않는다.

예 3을 얻기 위해, α=25로 수학식 1을 증명하도록 위에 있는 반사 방지 코팅(60)의 두께를 적응시킴으로써, 적합한 미적이 발견되고, 선택도는 우수하게 남아있다: S=1.48.

예 4는, 기능층(40)이 각각 기능층(40) 바로 아래 및 바로 위에 있는 언더-블록킹 코팅(30) 및 오버-블록킹 코팅(50)을 구비하는 도 1에 도시된 기능적 단층 스택 구조에 기초하여 수행되었다.

그러나, 예 4의 정황 내에서, 어떠한 언더-블록킹 코팅(30)도 존재하지 않는다.

더욱이, 스택 구조에서, 하부 반사 방지 코팅(20)은 언더-블록킹 코팅(30) 바로 아래에 기판(10)과 접촉하여 증착되고, 상부 반사 방지 코팅(60)은 오버-블록킹 코팅(50) 바로 위에 증착된다.

아래 표 2는 예 4의 각 층의 nm 단위의 기하학적 두께(광학적 두께가 아님)를 보여준다:

층	물질	예 4
66	SnZnOX:Sb	4
64	Si3N4:Al	28
62	ZnO:Al	20
50	NiCr	1
40	Ag	15,6
26	ZnO:Al	4
24	SnZnOX:Sb	5
22	Si3N4:Al	19

국제 특허 출원 WO 2007/101964의 가르침에 따라, 기저 반사 방지 코팅(20)은 실리콘 질화물을 주원료로 한 유전 층(22), 및 본 명세서에 안티몬(각각 Zn:Sn:Sb에 대해 65:34:1 질량비로 구성된 금속 타겟으로부터 증착된)으로 도핑되는 아연 및 주석의 혼합된 산화물의 경우에, 혼합된 산화물로 만들어진 적어도 하나의 비결정의 매끄러운 층(24)을 포함하며, 상기 매끄러운 층(24)은 상기 위에 있는 습식 층(26)과 접촉한다.

이러한 스택에서, 알루미늄 ZnO:Al(2% 중량%의 알루미늄의 정도로 도핑된 아연으로 구성된 금속 타겟으로부터 증착된)으로 도핑된 아연 산화물로 만들어진 습식 층(26)은 은의 결정화를 개선시킬 수 있고, 이것은 전도도를 개선시킨다. 그 효과는 SnZnO_X:Sb의 비결정질 매끄러운 층의 이용에 의해 강조되고, 이것은 ZnO의 성장, 이에 따라 은의 성장을 개선시킨다.

실리콘 질화물 층(22, 64)은 10% 정도의 중량%의 알루미늄으로 도핑된 Si₃N₄로 만들어진다.

더욱이, 이 스택은 템퍼링될 수 있는 장점을 갖는다.

위에 있는 반사 방지 코팅(60)의 두께는 수학식 1을 증명한다. 이론적으로, 이 수학식에 따라, 광학 두께(e₆₀ nm)는 α=25의 값에 대해 103이어야 한다. 사실상, 105의 nm 단위의 광학 두께(e₆₀)가 측정되었고, 이것은 α=27의 값을 제공한다.

기저 반사 방지 코팅(20)의 nm 단위의 광학 두께(e₂₀)는 63이다.

광학 두께의 비율(E=e₂₀/e₆₀)은 0.6이고, 그러므로 수학식 3을 증명한다.

이 예의 저항, 광학 특성 및 에너지 특성의 특성들은 아래의 표 3에 주어진다:

이 표에서, 주어진 광학 특성은 다음으로 구성된다:

- T_LVis, 발광체 D65로 측정된 % 단위의 가시부에서의 광 투과(T_L), 이것은 ≥50%이고 심지어 ≥60%이다,

- R_LVis, 발광체 D65로 이중 창유리의 외부 측상에서 측정된 % 단위의 가시부에서의 광 반사(R_L), 이것은 ≤35%이고 심지어 ≤30%이다,

- 중성인, 약간 청색인, 얇은 층의 스택이 증착되는 주 면에 마주보는 기판의 측 상에, 발광체 D65로 측정된 LAB 시스템에서 반사의 칼라(a_Rg* 및 b_Rg*),

- ≤50%이고 심지어 ≤45%인 태양 인자(SF),

- 선택도(S=T_LVis/SF)이고, ≥1.4이고 심지어 ≥1.5이다,

광 투과(T_LVis), 광 반사(R_LVis), 태양 인자(SF) 및 선택도(S)는 이중 창유리 구조(4-16(Ar 90%)-4)에서 고려된다.

예	R□ (Ω/□)	TLVis(%)	RLVis(%)	aRg*	bRg*	SF (%)	S
4 BHT	2,4	64,5	26,4	-0,2	-11,1	43,4	1,5
4 AHT	1,9	66,7	25,7	1,9	-6,5	44,4	1,5

따라서, 본 발명에 따른 예 4의 열처리 이전 및 이후에, 스택의 시트 저항은 스퀘어당 3 오옴 미만이고, 열처리 이전에 1 내지 2.5%의 범위 내에 그리고 열처리 이후에 1 내지 2% 범위 내에 정상 방사율(ε_N)을 초래한다.

더욱이, 25 x e₄₀ = 390, R_□ x e₄₀ ² - 580 = 4.064; 이것은 390 미만이다.

그러므로, 열처리 이전의 기능층(40)의 시트 저항(R_□ )이 증명된다: A=580 또는 A=500 또는 A=400으로 그리고 심지어 A=200으로 R_□ x e₄₀ ² - A < 25 x e₄₀(수학식 2).

더욱이 이러한 수학식 2는 열처리 이후에 측정된 시트 저항으로 증명된다.

이 예는, 높은 선택도와 낮은 방사율을 조합할 수 있고, 스택이 은으로 만들어진 단일 기능적 금속 층을 갖는 한편, 적합한 미적을 보존한다는(T_LVis는 60%보다 크고, R_LVis는 30%보다 작고, 컬러는 반사시 중성이다) 것을 보여준다.

더욱이, 광 반사(R_LVis), 발광체 D65로 측정된 광 투과(T_LVis), 기판 측상에서 발광체 D65로 측정된 LAB 시스템에서의 반사시 컬러(a^* 및 b^*)는 열처리 동안 사실상 중요한 방식으로 변하지 않는다.

열처리 이전의 광학 및 에너지 특성과 열처리 이후의 동일한 특성을 비교함으로써, 주요한 열화가 관찰되지 않았다.

따라서, 예 4의 스택은 본 발명의 의미 내에서 템퍼링될 수 있는 스택인데, 이는 가시부에서의 광 투과에서의 변동이 5 미만, 심지어 3 미만이기 때문이다.

따라서, 기판이 나란히 위치할 때, 열처리를 거치지 않은 동일한 예의 각각의 기판과 열처리를 거치는 예 4에 따른 기판을 구별하는 것은 어렵다.

더욱이, 본 발명에 따른 스택의 기계적 세기는 보호층(66)의 존재로 인해 매우 우수하다.

더욱이, 예 4의 이러한 스택의 일반적인 화학적 저항은 전체적으로 우수하다.

은 층의 높은 두께(그러므로 얻어진 낮은 시트 저항) 및 우수한 광학 특성(특히 가시부에서의 광 투과)으로 인해, 더욱이 투명 전극 기판을 제작하기 위해 본 발명에 따른 스택으로 코팅된 기판을 이용하는 것이 가능하다.

이러한 투명 전극 기판은, 특히 예 4의 실리콘 질화물로 만들어진 층(64)을 전도성 층(특히 10⁵Ω.cm 미만의 저항을 갖는) 및 특히 산화물을 주원료로 한 층으로 대체함으로써, 유기 전계 발광 증착에 적합할 수 있다. 이러한 층은 예를 들어 주석 산화물, 또는 선택적으로 Al 또는 Ga로 도핑된 아연 산화물 베이스, 또는 혼합된 산화물 베이스, 특히 인듐 및 주석 산화물(ITO), 인듐 산화물 및 아연 산화물(IZO), 또는 선택적으로(예를 들어 Sb, F) 도핑된 주석 산화물 및 아연 산화물(SnZn)로 만들어질 수 있다. 이러한 유기 전계 발광 디바이스는 조명 디바이스 또는 디스플레이 디바이스(스크린)를 제작하는데 사용될 수 있다.

일반적인 방식으로, 투명 전극 기판은 가열 창유리, 임의의 전기 변색 창유리, 임의의 디스플레이 스크린, 또는 광전지 셀, 특히 투명 광전지 셀의 후면에 적합할 수 있다.

본 발명은 예로서 이전에 설명된다. 당업자는 모두 청구항에 한정된 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고도 본 발명의 여러 변형을 생성할 수 있다는 것이 이해된다.

Claims (17)

1. 얇은 층의 스택이 주 면 상에 제공된 투명 기판(10)으로서, 특히 은 또는 은을 함유하는 금속 합금을 주원료로 한 적외선 및/또는 태양열 복사선에서 반사 특성을 갖는 금속 기능층(40)과, 2개의 반사 방지 코팅(20, 60)을 포함하고, 상기 코팅 각각은, 선택적으로 알루미늄과 같은 적어도 하나의 다른 요소로 도핑된, 실리콘 질화물을 주원료로 한 적어도 하나의 유전 층(22, 64)을 갖고, 상기 기능 층(40)은 2개의 반사 방지 코팅(20, 60) 사이에 배치되고, 한 편으로 기능 층(40)은 선택적으로 기저(underlying) 반사 방지 코팅(20)과 기능 층(40) 사이에 배치된 언더블록킹(under-blocking) 코팅(30) 상에 증착되고, 다른 한 편으로, 기능 층(40)은 기능층(40)과 위에 있는(overlying) 반사 방지 코팅(60) 사이에 배치된 오버-블록킹 코팅(50) 바로 아래에 증착되는, 투명 기판(10)에 있어서,
   위에 있는 반사 방지 코팅(60)의 nm 단위의 광 두께(e₆₀)는 e₆₀=5 x e₄₀ + α인데, 여기서 e₄₀은 기능층(40)의 nm 단위의 기하학적 두께로서, 13 ≤e₄₀≤25이고, 바람직하게 14≤e₄₀≤18이고, 여기서 α는 수=25±15인 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
2. 제 1항에 있어서, α는 수=25±10이거나, 또는 심지어 α는 수=25±5인 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 기능 층(40)의 스퀘어당 옴 단위의 시트 저항(R_□)은 R_□ x e₄₀ ² - A < 25 x e₄₀이고, A는 수= 580, 또는 심지어 500, 또는 450, 또는 420, 또는 200, 또는 120인 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 위에 있는 반사 방지 코팅(60)의 nm 단위의 광학 두께(e₆₀)에 대한 기저 반사 방지 코팅(20)의 nm 단위의 광학 두께(e₂₀)의 비율(E)은 바람직하게 0.3 ≤E≤0.7이거나, 심지어 0.4 ≤E≤0.6인 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 선택적으로 알루미늄과 같은 적어도 하나의 다른 요소로 도핑된, 실리콘 질화물을 주원료로 한 상기 유전 층(22, 64)은 기저 유전 코팅(20)의 실리콘 질화물을 주원료로 한 유전 층(22)에 대해 각각 5 내지 25nm, 또는 10 내지 20nm의 물리적 두께와, 위에 있는 반사 방지 코팅(60)의 실리콘 질화물을 주원료로 한 유전 층(64)에 대해, 15 내지 60nm, 또는 25 내지 55nm의 물리적 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 기저 반사 방지 코팅(20)의 최종 층은 기판에서 가장 멀리 있고, 선택적으로 알루미늄과 같은 적어도 하나의 다른 요소로 도핑된, 산화물, 특히 아연 산화물을 주원료로 한 습식 층(wetting layer)(26)인 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
7. 제 6항에 있어서, 기저 반사 방지 코팅(20)은 질화물, 특히 실리콘 질화물 및/또는 알루미늄 질화물을 주원료로 한 적어도 하나의 유전 층(22), 및 혼합된 산화물로 만들어진 적어도 하나의 비-결정화된 매끄러운 층(24)을 포함하고, 상기 매끄러운 층(24)은 결정화된 위에 있는 습식 층(26)과 접촉하는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 언더-블록킹 코팅(30) 및/또는 오버-블록킹 코팅(50)은 0.4nm ≤e≤1.8nm이 되는 기하학적 두께를 갖는 니켈 또는 티타늄을 주원료로 한 얇은 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
9. 제 8항에 있어서, 적어도 하나의 얇은 니켈을 주원료로 한 층, 특히 오버-블록킹 코팅(50)을 갖는 적어도 하나의 얇은 니켈을 주원료로 한 층은 크롬, 바람직하게 80 중량%의 Ni 및 20 중량%의 Cr의 크롬을 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
10. 제 8항에 있어서, 적어도 하나의 얇은 니켈을 주원료로 한 층, 특히 오버-블록킹 코팅(50)을 갖는 적어도 하나의 얇은 니켈을 주원료로 한 층은 티타늄, 바람직하게 50 중량%의 Ni 및 50 중량%의 Ti의 크롬을 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 언더-블록킹 코팅(30) 및/또는 오버-블록킹 코팅(50)은, 얇은 층의 스택을 구비한 기판이 스택이 증착된 후에 굽힘 및/또는 템퍼링 열처리를 거치지 않은 경우 금속 형태로 존재하는 적어도 하나의 얇은 니켈-주원료의 층을 포함하고, 상기 합금은, 얇은 층의 스택을 구비한 기판이 스택의 증착 이후에 적어도 하나의 굽힘 및/또는 템퍼링 열처리를 거치는 경우 적어도 부분적으로 산화되는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
12. 제 8항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 언더-블록킹 코팅(30)의 얇은 니켈-주원료의 층 및/또는 오버-블록킹 코팅(50)의 얇은 니켈-주원료의 층은 기능층(40)과 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 위에 있는 반사 방지 코팅(60)의 최종 층은 산화물을 주원료로 하고, 바람직하게 하위-화학양론적으로 증착되고, 특히 티타늄(TiO_x) 또는 아연과 주석(SnZnO_x) 혼합 산화물(mixed oxide)을 주원료로 하는 것을 특징으로 하는, 투명 기판.
14. 선택적으로 적어도 하나의 다른 기판과 연관되는 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 기판(10)을 병합하는 창유리로서,
    상기 창유리는 모노리식 또는 다중 창유리의 이중 창유리 또는 3중 창유리 또는 적층된 창유리 유형으로서 장착되고, 스택을 지지하는 기판은 선택적으로 구부러지고 및/또는 템퍼링되는, 창유리.
15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 이중 창유리로서 장착되며, S≥1.4, 또는 S>1.4, 또는 S≥1.5 또는 S>1.5의 선택도를 갖는 것을 특징으로 하는, 창유리.
16. 얇은 층의 스택이 주 면 상에 제공된 유리 기판(10), 특히 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 기재된 기판을 제조하는 방법으로서,
    상기 스택은, 특히 은 또는 은을 함유하는 금속 합금을 주원료로 한 적외선 및/또는 태양열 복사선에서 반사 특성을 갖는 금속 기능층(40)과, 2개의 반사 방지 코팅(20, 60)을 포함하고, 상기 코팅 각각은, 선택적으로 알루미늄과 같은 적어도 하나의 다른 요소로 도핑된, 실리콘 질화물을 주원료로 한 적어도 하나의 유전 층(22, 64)을 갖고, 상기 기능 층(40)은 2개의 반사 방지 코팅(20, 60) 사이에 배치되고, 한 편으로 기능 층(40)은 선택적으로 기저 반사 방지 코팅(20)과 기능 층(40) 사이에 배치된 언더블록킹 코팅(30) 상에 증착되고, 다른 한 편으로, 기능 층(40)은 기능층(40)과 위에 있는 반사 방지 코팅(60) 사이에 배치된 오버-블록킹 코팅(50) 바로 아래에 증착되는, 기판을 제조하는 방법에 있어서,
    기저 반사 방지 층(60)은 nm 단위의 광학 두께 :e₆₀ = 5 x e₄₀ + α로 증착되고, 여기서 e₄₀은 기능층(40)의 nm 단위의 기하학적 두께이고, α는 수 =25±15인 것을 특징으로 하는, 기판을 제조하는 방법.
17. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 기재된 기판의 용도로서,
    가열 창유리 또는 전기 변색 창유리 또는 조명 디바이스 또는 디스플레이 디바이스 또는 광전지 셀의 투명 전극을 제작하기 위해 S≥1.4 또는 S>1.4 또는 S≥1.5 또는 S>1.5의 선택도를 갖는 이중 창유리를 제작하는, 용도.

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