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KR970000902B1 - 저반사 코팅유리 및 그 제조방법 - Google Patents

저반사 코팅유리 및 그 제조방법 Download PDF

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KR970000902B1
KR970000902B1 KR1019940024262A KR19940024262A KR970000902B1 KR 970000902 B1 KR970000902 B1 KR 970000902B1 KR 1019940024262 A KR1019940024262 A KR 1019940024262A KR 19940024262 A KR19940024262 A KR 19940024262A KR 970000902 B1 KR970000902 B1 KR 970000902B1
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low reflection
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light absorbing
reflection coating
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유병석
김의수
이정훈
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한국유리공업 주식회사
최영중
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Abstract

내용 없음.

Description

저반사 코팅유리 및 그 제조방법
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 저반사 코팅유리를 나타내는 단면도이고,
제2도는 본 발명의 제2실시예에 따른 저반사 코팅유리를 나타내는 단면도이고,
제3도는 본 발명의 제3실시예에 따른 저반사 코팅유리를 나타내는 단면도이고,
제4도는 본 발명의 제4내지 제7실시예에 따른 저반사 코팅유리를 나타내는 단면도이고,
제5도는 본 발명에 따른 저반사 코팅유리의 분광반사율을 통상의 유리와 비교한 그래프이다.
본 발명은 저반사 코팅유리 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 투명기판상에 일정한 광흡수율을 가진 광흡수층을 제막하여 콘트라스트비(contrast ratio)를 향상시킨 저반사 코팅유리 및 제막속도가 향상된 저반사 코팅유리의 제조방법에 관한 것이다.
통상의 저반사 코팅유리(anti-reflective coationg glass ; AR유리)는 투명한 저반사 코팅물질을 기관(통상적으로, 유리 또는 플라스틱)에 코팅하여 투과율을 증진시키고 눈부심을 방지하여 육안 관찰시 정보를 명확히 인식할 수 있게 한다. 이러한 저반사 코팅유리는 TV 혹은 컴퓨터 모니터 등과 같은 화면표시장치, 사진액자, 상가의 진열장등 가시성을 요구하는 장소에 주로 이용되어 왔다. 이러한 통상의 저반사 코팅유리는 투명하며 굴절률이 높은 물질과 낮은 물질의 코팅층을 조합한 다층박막에 의한 광간섭의 원리를 이용하여 저반사 효과를 나타내도록 하고 있다. 이처럼 다층박막에 의한 간섭효과를 이용하여 코팅유리를 설계하는 방법으로는 벡터법, 스미쓰(Smith)도표, 카드(Kard)도표 등을 사용하기도 하였으나, 근대에는 통상 컴퓨터에 의해 그 반사율을 계산하고 있다.
그러나, 상기 종래의 투명한 다층박막을 이용한 저반사 코팅유리를 제조하는 경우, 이면에서 발생하는 반사도 함께 줄여야하기 때문에 양면 모두에 코팅해야 하며, 박막의 설계상 비교적 두꺼운 박막이 필요하게 된다. 또한, 박막의 두께를 매우 정밀하게 조절해야 한다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래기술의 단점들을 고려하여, 이면 저반사코팅이 필요없으며 얇고 간단한 구조로 우수한 저반사효과를 나타내는 저반사 코팅유리 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 명암대비효과가 향상된 저반사 코팅유리 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 부가적으로 정전기방지효과 및 전자파차폐효과가 우수한 저반사 코팅유리 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 제막속도가 매우 빨라 연속생산이 가능한 저반사 코팅유리의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 저반사 코팅유리는 투명한 다층박막을 사용하는 대신에 투명기판상에 제1광흡수층을 구비하여 이루어진다.
상기 제1광흡수층상에 저굴절박막층을 더 포함할 수 있으며, 상기 투명기판과 제1광흡수층 사이에 고굴절 박막층을 더 포함할 수도 있다. 보다 바람직하게는, 상기 투명기판과 상기 고굴절박막층사이에 제2광흡수층을 더 포함하여 이루어진다.
본 발명에 사용되는 상기 투명기판은 무기질 유기기판 또는 유리질 유리기판등으로 이루어지며, 투명한 플라스틱기판을 사용하여도 무방하다.
본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 제1광흡수층 및 제2광흡수층은 질화티타늄(TiNx) 또는 질화크롬(CrNx) 등과 같은 광흡수성 질화물로 형성하는 것이 제막특성이나 내구성에서 우수하다.
본 발명이 다른 실시예로서, 상기 제1광흡수층 및 제2광흡수층은 산화니켈(NiOx) 등 광흡수성 산화물로 형성함으로써 제조비용을 저렴하게 하고 제막특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 고굴절박막층은 굴절률이 1.5이상인 투명물질, 바람직하게는 1,5∼2.5 범위내인 것을 사용하며, 규소(Si), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 토륨(Th), 인듐(In), 세륨(Ce), 아연(Zn), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 알루미늄(Al), 아연/주석(Zn/Sn), 인듐/주석(In/Sn)등의 산화물, 및 규소(Si), 알루미늄(Al), 니오븀(Nb) 등의 질화물로 이루어진 군으로부터 선택되어진 적어도 하나이상의 물질로 형성할 수 있다. 또한, 상기 저굴절박막층은 이산화규소(SiO2)로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서는 광흡수층에 의한 광의 흡수를 고려하여, 예를들어 상기 제1광흡수층 및 제2광흡수층이 질화티타늄(TiNx) 또는 질화크롬(CrNx) 등과 같은 광흡수성 질화물로 형성되는 경우에는 상기 제1광흡수층의 두게는 50∼250Å의 범위내이며, 상기 제1광흡수층 및 제2광흡수층의 두께의 합은 100∼500Å의 범위내인 것이 가시광선 투과특성상 유리하다. 또한, 상기 제1광흡수층 및 제2흡수층이 산화니켈(NiOx)을 포함하는 광흡수성 산화물로 이루어진 경우에는 상기 제1광흡수층의 두께는 50∼250Å의 범위내이며, 상기 제1광흡수층 및 제2광흡수층의 두께의 합은 100∼300Å의 범위내가 되는 것이 가시광선 투과특성상 바람직하다.
또한, 본 발명의 저반사 코팅유리는 적절한 색상을 갖는 투명기판을 사용함으로써 상기 광흡수층과 더불어 원하는 색상을 갖도록 형성할 수도 있다.
한편, 본 발명에 의한 저반사 코팅유리의 제조방법은, 투명기판을 스퍼터링장치의 코팅챔버에 넣은 후 코팅챔버를 질소분위기로 유지하는 단계; 타겟들을 연속 스퍼터링하여 상기 투명기판상에 질화물로 된 제2광흡수층, 고굴절박막층, 제1광흡수층을 차례로 적층시키는 단계; 코팅챔버를 아르곤+산화분위기로 유지한후 스퍼터링하여 상기 제1광흡수층상에 산화물로 된 저굴절박막층을 형성시키는 단계를 구비하여 이루어진다.
또한 본 발명에 의한 저반사 코팅유리의 다른 제조방법은, 투명 기판을 스퍼터링장치의 코팅챔버에 넣은 후 코팅챔버를 산소+아르곤 분위기로 유지하는 단계; 타겟을 스퍼터링하여 상기 투명기상에 산화물로 된 제2광흡수층을 형성하는 단계; 코팅챔버를 질소분위기로 유지한 후 스퍼터링하여 상기 제2광흡수층상에 질화물로 된 고굴절박막층을 형성하는 단계; 코팅챔버를 산호+아르곤분위기로 유지한 연속 스퍼터링하여 상기 고굴절박막층상에 산화물로 된 제1광흡수층, 저굴절박막층을 차례로 형성시키는 단계를 구비하여 이루어진다.
본 발명에서처럼 투명 유리기판상에 광흡수층을 사용하여 저반사 코팅유리를 만드는 경우에는 종래의 투명다층막을 사용하여 저반사 코팅유리를 만드는 경우에 사용되는 이론들을 직접 적용할 수 없다. 즉, 보강산섭이나 소멸간섭을 나타내기 위해서는 빛이 매질을 통과하는 동안에 매질에 흡수되지 않아야 하나 빛이 광흡수층을 통과하는 사이에 일부가 흡수되어 빛의 세기가 약해지기 때문이다. 따라서 이경우 통상의 굴절률 대신에 매질의 흡수계수를 고려한 복소굴절률을 도입하게 된다.
따라서, 본 발명에서처럼 광흡수층을 이용하여 저반사 코팅유리를 제작하는 경우에 다음의 특징들을 고려하여 설계, 제작하여야 한다.
첫째, 광흡수층을 이용하는 경우에는 입사되는 빛의 방향에 따라 반사율이 다르다. 투명막의 경우에는 입사광의 입사각에 따라 반사율이 다르게 나타나지만 입사되는 빛의 방향, 즉 공기층에서 유리로 입사되는 경우와 유리에서 공기층으로 입사되는 2가지 경우에는 동일한 반사율을 나타낸다. 반면, 광의 흡수가 일어나는 경우에는 공기층에서 유리로 입사되는 경우와 유리에서 공기층으로 입사되는 2가지 경우에 서로 다른 반사율을 나타낸다.
둘째, 광흡수층에서 광의 흡수가 일어나므로 (반사율+투과율)의 값은 1 보다 작다.
셋째, 광흡수층을 이용하는 경우에는 빛이 매질속을 진행함에 따라 상(phase)의 변화에 따른 빛의 간섭현상 뿐만 아니라 빛의 세기도 달라지므로 이들 모두를 고려하여야 한다.
넷째, 광흡수층을 이용하는 경우에는 광의 흡수로 인하여 원하는 투과율을 얻기 위해서는 광흡수층의 두께가 충분히 얇아야 한다.
즉, 종래의 투명다층막을 이용하는 경우에 사용하는 반파장(λ/2)이나 사분의 일파장(λ/4)의 두께로 광흡수층을 제막하면 광투과율이 1% 이하로 떨어지므로 원하는 투과율을 얻기 위해서는 광흡수층을 충분히 얇개 형성하여야 한다. 예를들어, 광흡수층으로서 질화티타늄을 사용하는 경우에 50% 이상의 가시광선 투과율을 얻기 위해서는 가시광선의 십분의 일파장(λ/10) 이하로 형성하는 것이 바람직하다.
다섯째, 종래의 투명다층막을 사용하는 경우에 비하여 막의 두께가 얇게 형성되므로 박막의 두께가 문제시되던 스퍼터링(sputtering)법에서도 보다 유리하게 제작될 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하 각 실시예들에서는 스퍼터링법에 의하여 각 박막층을 제막하였다.
제1실시예
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 저반사 코팅유리의 단면도를 나타낸다. 2mm의 투명 유리기판(10)상에 제1광흡수층(13)으로서 질화티타늄이 50∼100Å 범위의 두께로 형성되어 있는 간단한 구조이다.
상기 제1실시예에 의한 저반사 코팅유리의 제조과정은 다음과 같다.
먼저, 두께 2mm의 투명유리기판을 스퍼터링장치의 코팅챔버에 넣은 후 코팅챔버에 질소가스를 70sccm공급하여 코팅챔버를 질소분위기로 유지한다.
이어서, 티타늄 타겟에 2.0kW의 전력을 인가하며 342mm/min의 속도로 기판을 이동시키며 상기 유리기판상에 질화티타늄(TiNx)층을 50∼100Å 범위의 두께가 되도록 형성한다. 일반적으로 스퍼터링에 의한 박막 코팅방법은, 전공중에서 대전된 두 전극 사이에 전력을 인가하면 방전이 일어나고, 이에 의해 코팅챔버내부에 인입된 불황성 기체가 플라즈마 상태로 되어 플라즈마 중의 불황성기체의 이온이 음극으로 대전된타겟(target ; 코팅하고자 하는 물질)을 때려 그 충격력에 의해 타겟물질이 떨어져 나와 기판위에 내려 앉아 적층(deposition)되는 것이다.
상기 제1실시예에 의한 코팅유리는 코팅면을 보면 반사가 높지만 유리면을 통하여 코팅면을 볼 경우 코팅면 자체에서의 반사는 0.2% 정도(유리면에서 나타나는 반사는 제외한 값)로 매우 낮게 나타났다. 또한 상기 저반사 코팅유리의 투과율은 68%를 나타내었다. 따라서 매우 간단한 방법으로 높은 저반사 특성을 나타내는 저반사 코팅유리를 얻을 수 있다.
제2실시예
제2도는 본 발명의 제2실시예에 따른 저반사 코팅유리의 단면도를 나타낸다. 제2도를 참조하면, 2mm의 투명 유리기판(10)상에 제1광흡수층(13)으로서 질화티타늄이 50∼150Å 범위의 두께로 형성되어 있으며, 상기 질화티타늄층상에 저굴절박막층(14)으로서 이산화규소(SiO2)층이 750∼1,000Å 범위의 두께로 형성되어 있다.
상기 제2실시예에 의한 저반사 코팅유리의 제조과정은 다음과 같다.
먼저, 두께 2mm의 유리기판을 스퍼터링장치의 코팅챔버에 넣은 후 코팅챔버에 질소가스를 70sccm 공급하여 코팅챔버를 질소분위기로 유지한다.
이어서, 티타늄 타겟에 1.0kW의 전력을 인가하며 342mm/min의 속도로 상기 유리기판상에 질화티타늄(TiNx)층을 소정의 두께로 형성한다.
이어서, 코팅챔버에 아르곤과 산소가스를 각각 50, 40sccm씩 공급하여 코팅챔버를 아르곤+산소분위기로 유지한 후 실리콘 타겟에 6.0kW의 전력을 인가하여 스퍼터링하여 282mm/min 속도로 상기 질화 티타늄(TiNx)층상에 이산화규소(SiO2)층을 적층한다.
상기 제2실시예에 의한 2층의 저반사 코팅유리는 가시광선 평균반사율 0.92%, 가시광선 평균투과율 65%를 나타내었다. 반사스펙트럼 자체는 V자 형태를 가지고 있으며, 특정파장에서의 반사율이 매우 낮으면서 광의 흡수가 있는 저반사 코팅유리를 얻을 수 있다.
제3실시예
제3도는 본 발명의 제3실시예에 따른 저반사 코팅유리를 나타내는 단면도이다.
제3도를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 저반사 코팅유리의 구성을 살펴보면, 두께 2mm의 투명유리기판(10)상에 고굴절박막층(12)으로서 질화규소(Si2N4)층이 1,000∼1,500Å 범위의 두께 로형성되어 있으며, 상기 질화규소(Si3N4)층상에 제2광흡수층(13)으로서 질화티타늄(TiNx)층상에 저굴절박막층(14)으로서 이산화규소(SiO2)층이 750∼1,000Å 범위의 두께로 차례로 적층되어 있다.
상기 제3실시예에 의한 저반사 코팅유리의 제조과정은 다음과 같다.
먼저, 두께 2mm의 투명유리기판을 스퍼터링장치의 코팅챔버에 넣은 후 코팅챔버에 질소가스를 70sccm공급하여 코팅챔버를 질소분위기로 유지한다.
이어서, 실리콘 타겟에 6.0kW의 전력을 인가하여 스퍼터링하여 315mm/min의 속도로 이동시키며 상기 유리기판상에 질화규소(Si3N4)층을 형성한다.
연속하여, 티타늄 타겟에 1.0kW의 전력을 인가하며 스퍼터링하여 315mm/min의 속도로 상기 질화규소(Si3N4)층상에 질화티타늄(TiNx)층을 형성한다.
이어서, 코팅챔버에 아르곤과 산소가스를 각각 50, 40sccm씩 공급하여 코팅챔버를 아르곤+산소분위기로 유지한 후 실리콘 타겟에 6.0kW의 전력을 인가하여 스퍼터링하여 300mm/min 속도로 상기 질화티타늄(TiNx)층상에 이산화규소(SiN2)층을 적층한다.
상기와 같이 제조된 상기 제3실시예에 의한 저반사 코팅유리는 가시광선 평균반사율은 0.90%이며, 가시광선 평균투과율은 65%를 나타내었다. 또한 상기 저반사특성 뿐만 아니라 광흡수층에 의한 명암대비상승효과, 질화크롬박막의 도전성에 의한 정전기방지효과, 전자파차폐특성등도 매우 우수하였다.
제4실시예
본 발명의 제4실시예에 따른 저반사 코팅유리는 광흡수층으로서 질화크롬(CrNx)을 사용한 경우를 나타낸다.
제4도를 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 저반사 코팅유리의 구성을 살펴보면, 투명유리기판(10)상에 제2광흡수층(11)으로서 질화크롬(CrNx)층이 소정의 두께로 형성되어 있으며, 상기 질화크롬(CrNx)충상에 고굴절박막층(12)으로서 질화규소(Si3N4)층이 1,000∼1,500Å 정도의 두께로 형성되어 있으며, 상기 질화규소(Si3N4)층상에 제1광흡수층(13)으로서 질화크롬(CrNx)층이 형성되어 있으며, 상기 질화크롬(CrNx)층상에 저굴절박막층(14)으로서 이산화규소(SiN2)층이 차례로 적층되어 있다. 상기 제1광흡수층 및 제2광흡수층의 두께의 합은 100∼250Å 정도의 두께로 형성되어 있다.
상기 제4실시예에 의한 저반사 코팅유리의 제조과정은 다음과 같다.
먼저, 두께 2mm의 투명유리기판을 스퍼터링장치의 코팅챔버에 넣은 후 코팅챔버에 질소가스를 70sccm 공급하여 코팅챔버를 질소 분위기로 유지한다.
이어서, 크롬 타겟에 2.0kW의 전력을 인가하며 1590mm/min의 속도로 이동시키며 상기 유리기판상에 질화크롬(CrNx)층을 소정의 두께가 되도록 형성한다.
연속하여, 실리콘 타겟에 3.0kW의 전력을 인가하여 스퍼터링하여 231mm/min의 속도로 상기 질화크롬(CrNx)층상에 질화규소(Si3N4)층을 형성한다.
연속하여, 크롬 타겟을 스퍼터링하여 2568mm/min의 속도로 상기 질화규소(Si3N4)층상에 질화크롬(CrNx)층을 형성한다.
이어서, 코팅챔버에 아르곤과 산소가스를 각각 50, 40sccm씩 공급하여 코팅챔버를 아르곤+산소분위기로 유지한 후 실리콘 타겟에 3.0kW의 전력을 인가하여 스퍼터링하여 155mm/min 속도로 상기 질화크롬(CrNx)층상에 이산화규소(SiN2)층을 적층한다.
상기와 같이 제조된 상기 제4실시예에 의한 저반사 코팅유리는 약간 붉은 투과색조를 나타내며, 가시광선 평균반사율은 0.7%이며, 가시광선 평균투과율은 36%를 나타내었다. 또한 상기 저반사특성 뿐만 아니라 광흡수층에 의한 명암대비상승효과, 질화크롬박막의 도전성에 의한 정전기방지효과, 전자파차폐특성등이 매우 우수하다.
제5실시예
본 발명의 제5실이예에 의한 저반사 코팅유리는, 제4도의 투명기판(10)으로서 두께 3mm의 청색 유리기판을 사용한 점이외는 상기 제4실시예와 동일하다.
상기 제5실시예에 의해 제조된 저반사 코팅유리는 상기 제4실시예에서 나타났던 약간 붉은 투과색조가 제거되어 보다 중성의 색조를 나타내며, 가시광선 평균반사율은 0.58%이며, 가시광선 평균투과율은 305를 나타내었다.
상기 제5실시예에 의한 저반사 코팅유리의 가시광선 반사율을 통상의 유리와 비교하여 제5도에 나타내었다. 제5도의 그래프를 참조하면 통상의 유리(A선)의 분광 반사율은 가시광선 영역에서 약 10% 정도이며, 상기 제5실시예에 의한 저반사 코팅유리(B선)의 경우 1% 이하인 0.58%를 나타내어 저반사효과가 매우 크다.
제6실시예
본 발명의 제6실시예에 따른 저반사 코팅유리는 광흡수층으로서 질화티타늄(TiNx)을 사용한 경우를 나타낸다.
제4도를 참조하여 본 발명의 제6실시예에 따른 저반사 코팅유리의 구성을 살펴보면, 투명유리기판(10)상에 제2광흡수층(11)으로서 질화티타늄(TiNx)층이 형성되어 있으며, 상기 질화티타늄(TiNx)층상에 고굴절 박막층(12)으로서 질화규소(Si3N4)층이 형성되어 있으며, 상기 질화규소(Si3N4)층상에 제1광흡수층(13)으로서 질화티타늄(TiNx)층이 형성되어 있으며, 상기 질화티타늄(TiNx)층상에 저굴절박막층(14)으로서 이산화규소(SiN2)층이 차례로 적층되어 있다. 각 층의 두께는 질화티타늄층의 두께가 다소 두꺼우며 나머지 층의 두께는 제5실시예에서와 유사하다.
상기 제6실시예에 의한 저반사 코팅유리의 제조과정은 다음과 같다.
먼저, 두께 3mm의 청색 유리기판을 스퍼터링장치의 코팅챔버에 넣은 후 코팅챔버에 질소가스를 70sccm공급하여 코팅챔버를 질소 분위기로 유지한다.
이어서, 티타늄 타겟에 6.0kW의 전력을 인가하며 1030mm/min의 속도로 상기 유리기판상에 질화티타늄(TiNx)층을 소정의 두께가 되도록 형성한다.
연속하여, 실리콘 타겟에 3.0kW의 전력을 인가하며 스퍼터링하여 300mm/min의 속도로 상기 질화티타늄(TiNx)층을 형성한다.
연속하여, 티타늄 타겟을 스퍼터링하여 1500mm/min의 속도로 상기 질화규소(Si3N4)층상에 질화티타늄(TiNx)층을 형성한다.
이어서, 코팅챔버에 아르곤과 산소가스를 각각 50, 40sccm씩 공급하여 고팅챔버를 아르곤+산소분위기로 유지한 후 실리콘 타겟에 3.0kW의 전력을 인가하며 스퍼터링하여 150mm/min 속도로 상기 질화티타늄(TiNx)층상에 이산화규소(SiN2)층을 적층한다.
상기와 같이 제조된 상기 제6실시예에 의한 저반사 코팅유리는 상기 제4, 제5실시예와 비교하면 노란색조의 투과색상을 나타내며, 가시광선 평균반사율은 제5도의 C선에서 보여지는 바와 같이 0.56%이며, 가시광선 평균투과율은 27%를 나타내었다. 또한 상기 제4실시예에서 질화크롬층을 사용한 경우와 같이 저반사효과뿐만 아니라 명암대비상승효과, 정전기방지효과, 전자파차폐효과등이 매우 우수하다.
제7실시예
본 발명의 제7실시예에 따른 저반사 코팅유리는 광흡수층으로서 과흡수성의 산화물인 산화니켈(NiOx)을 사용한 경우를 나타낸다.
제4도를 참조하여 본 발명의 제7실시예에 따른 저반사 코팅유리의 구성을 살펴보면, 투명유리기판(10)상에 제2광흡수층(11)으로서 산화니켈(NiOx)층이 형성되어 있으며, 상기 산화니켈(NiOx)층상에 고굴절박막층(12)으로서 질화규소(Si3N4)층이 형성되어 있으며, 상기 질화규소(Si3N4)층상에 제1광흡수층(13)으로서 산화니켈(NiOx)층이 형성되어 있으며, 상기 산화니켈(NiOx)층상에 저굴절박막층(14)으로서 이산화규소(SiN2)층이 차례로 적층되어 있다. 각층의 두께는 전기한 제5실시예와 유사하다.
상기 제7실시예에 의한 저반사 코팅유리의 제조과정은 다음과 같다.
먼저, 두께 2mm의 유리기판을 스퍼터링장치의 코팅챔버에 넣은 후 코팅챔버에 아르곤과 산소가스를 각각 50, 40sccm 씩 공급하여 코팅챔버를 아르곤+산소분위기로 유지한다.
이어서, 니켈 타겟에 4.0kW의 전력을 인가하여 유기기판을 1910mm/min의 속도로 이동시키며 상기 유리 기판상에 산화니켈(NiOx)층을 소정의 두께가 되도록 형성한다.
이어서, 코팅챔버에 질소가스를 70sccm 공급하고 실리콘 타겟에 3.0kW의 전력을 인가하며 스퍼터링하여 270mm/min의 속도로 상기 산화니켈(NiOx)층상에 질화규소(Si3N4)층을 형성한다.
이어서, 코팅챔버에 아르곤과 산소가스를 각각 50, 40sccm씩 공급하여 코팅챔버를 아르곤+산소분위기로 유지한후, 니켈 타겟에 3.0kW의 전력을 인가하며 유리기판을 1470mm/min속도로 이동시키며 상기 질화규소(Si3N4)층상에 산화니켈(NiOx)층을 소정의 두께가 되도록 형성한다.
이어서, 코팅챔버에 아르곤과 산소가스를 각각 50, 40sccm 씩 공급하여 코팅챔버를 아르곤+산소분위기로 유지한 후 실리콘 타겟에 3.0kW의 전력을 인가하여 스퍼터링하여 150mm/min 속도로 상기 산화니켈(NiOx)층상에 이산화규소(SiN2)층을 적층한다.
상기와 같이 제조된 상기 제7실시예에 의한 저반사 코팅유리는 가시광선 평균반사율은 0.7%이며, 가시광선 평균투과율은 30%를 나타내었다. 또한 상기 제1실시예에서 질화크롬층을 사용한 경우와 같이 저반사효과 뿐만 아니라 명암대비상승효과, 정전기방지효과, 전자파차폐효과등이 매우 우수하다.
이상의 각 실시예에 따르면 본 발명에 의한 저반사 코팅유리 및 그 제조방법은 다음과 같은 장점 및 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 의한 저반사 코팅유리 및 그 제조방법에서는 유리기판의 이면에 저반사 코팅을 할 필요가 없다. 종래의 통상의 저반사 코팅유리에서는 이면반사를 줄이기 위하여 이면에도 저반사 코팅을 하거나 원편광 처리를 하여 이면에서 반사되어 나오는 빛을 제거하기 때문에 추가공정이 필요하고 코팅유리 전체의 두께가 두꺼워진다는 단점이 있었다. 그러나 본 발명에서는 광흡수층을 사용함으로써, 이면반사 자체도 광흡수층에 의해 흡수되므로 별도의 이면반사처리가 필요없게 된다. 코팅층을 통과하는 빛이 유리의 이면반사에 의해 되돌아오는 양은 코팅층의 투과율의 제곱에 반비례한다. 예를들어, 투과율이 30%이면 이면반사에 의한 반사율의 증가는 0.36% 가량 된다. 이 값은 통상의 저반사코팅이나 원편광처리에 의해 발생하는 이면반사율 보다 낮거나 비슷한 값이다.
둘째, 박막 자체가 전기전도성을 띠므로 정전기방지효과, 전자파차폐효과가 우수하다. 본 발명의 실시예에서 사용한 질화티타늄, 질화크롬을 포함하여 대부분의 질화물은 전기전도성이 좋다. 따라서 이러한 박막을 사용함으로써 본 발명의 저반사 코팅유리는 우수한 전기전도성을 나타낸다.
셋째, TV나 컴퓨터등의 보안기로 사용시 명암대비증진효과가 우수하다. 본 발명의 저반사 코팅유리는 포면에서의 반사가 통상의 음극선관 표시장치(CRT 화면)에 비하여 반사율이 낮으므로 화질이 매우 선명해진다.
넷째, 질화막의 경우 산화막에 비하여 제막속도가 매우 빠르다. 본 발명에서 사용하는 코팅물질은 모두 제막속도가 매우 빠른 물질이다. 통상의 경우 산화막에 비하여 질화막을 사용하는 경우는 제막 속도가 2 내지 5배 가량 빠른 속도를 나타낸다. 저반사코팅을 하는 경우 산화물 박막을 사용하여 제막속도가 느려서 연속식으로 생산할 수 없으나, 본 발명에서는 제막속도가 빠른 박막을 사용하므로 연속생산이 가능하다.
다섯째, 본 발명에서 사용한 광흡수층들은 내마모성, 니식성이 뛰어나 이들 박막물질을 사용한 코팅제품은 내구성이 매우 우수하다.
한편, 본 발명은 상기의 각 실시예에 한정되는 것이 아니라 이하에서 청구되는 청구범위의 기술적 요지가 미치는 범위내에서 다양한 변형, 수치한정등이 가능함은 물론이다. 예를들어, 본 발명에 사용되는 상기 투명기판은 무기질 유리기판 또는 유리질 유리기판 이외에도 투명한 플라스틱기판을 사용하여도 무방하다. 또한, 상기 고굴절박막층(12)은 상기 실시예들에서 사용한 질화규소(Si3N4)에 한정되는 것이 아니라, 굴절률이 1.5이상인 투명물질, 바람직하게는 1.5∼2.5범위내인 모든 투명물질, 예를들어 산화규소(SiO2-X), 이산화티타늄(TiO2), 이산화주석(SnO2), 이산화토륨(ThO2), 산화인듐(In2O3), 이산화세륨(CeO2), 주석이 함유된 인듐산화물(Indium Tin Oxide ; ITO), 산화아연(ZnO), 질화알루미늄(AIN) 및 이들의 적어도 하나이상의 혼합물로 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1광흡수층 및 제2광흡수층의 두께는 가시광선 투과율이 원하는 범위내에 유지되도록 다양한 두께로 형성할 수 있으며, 본 발명의 저반사 코팅유리는 다양한 색상을 갖는 투명기판을 사용함으로써 상기 광흡수층과 더불어 원하는 색상을 다양하게 갖도록 형성할 수도 있다.

Claims (17)

  1. 투명기판 위에 제1광흡수층을 구비하여 이루어진 저반사 코팅유리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1광흡수층상에 저굴절박막층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 투명기판과 제1광흡수층 사이에 고굴절박막층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  4. 제3항에 있어서, 상기 투명기판과 상기 고굴절박막층 사이에 제2광흡수층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  5. 제1항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 상기 투명기판은 무기질 유리기판 또는 유기질 유리기판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  6. 제1항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 상기 제1광흡수층 및 제2광흡수층은 질화티타늄(TiNx) 또는 질화크롬(CrNx)을 포함하는 광흡수층 질화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1광흡수층의 두께는 50∼250Å의 범위내이며, 상기 제1광흡수층 및 제2광흡수층의 두께의 합은 100∼500Å의 범위내인 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느한항에 있어서, 상기 제1광흡수층 및 제2광흡수층은 산화니켈(NiOx)을 포함하는 광흡수성 산화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1광흡수층의 두께는 50∼150Å의 범위내이며, 상기 제1광흡수층 및 제2광흡수층의 두께의 합은 100∼300Å의 범위내인 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  10. 제3항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 상기 고굴절박막층은 굴절률 1.5∼2.7인 투명물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  11. 제10항에 있어서, 상기 고굴절박막층의 굴절률은 1.5∼2.5범위내인 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  12. 제10항에 있어서, 상기 고굴절박막층은 규소(Si), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 토륨(Th), 인듐(In), 세륨(Ce), 아연(Zn), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 알루미늄(Al), 아연/주석(Zn/Sn), 인듐/주석(In/Sn)등의 산화물, 및 규소(Si), 알루미늄(Al), 니오븀(Nb)의 질화물로 이루어진 군으로부터 선택되어진 적어도 하나이상의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  13. 제12항에 있어서, 상기 고굴절박막층의 두께는 1,000∼1,500Å의 범위내인 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  14. 제2항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 상기 저굴절박막층은 이산화규소(SiO2)로 이루어진 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  15. 제14항에 있어서, 상기 저굴절박막층의 두께는 700∼1,000Å의 범위내인 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리.
  16. 투명기판을 스퍼터링장치의 코팅유리에 넣은 후 코팅챔버를 질소분위기로 유지하는 단계; 타겟들을 연속 스퍼터링하여 상기 투명기판상에 질화물로 된 제2광흡수층, 고굴절박막층, 제1광흡수층을 차례로 적층시키는 단계; 코팅챔버를 아르곤+산소분위기로 유지한 후 스퍼터링하여 상기 제1광흡수층상에 산화물로 된 저굴절박막층을 형성시키는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리의 제조방법.
  17. 투명기판을 스퍼터링장치의 코팅챔버에 넣은 후 코팅챔버를 산소+아르곤분위기로 유지하는 단계; 타겟을 스퍼터링하여 상기 투명기판상에 산화물로 된 제2광흡수층을 형성하는 단계; 코팅챔버를 질소분위기로 유지한 후 스퍼터링하여 상기 제2광흡수층상에 질화물로 된 고굴절박막층을 형성하는 단계; 코팅챔버를 산소+아르곤분위기로 유지한 후 연속 스퍼터링하여 상기 고굴절박막층상에 산화물로 된 제1광흡수층, 제굴절박막층을 차례로 형성시키는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 저반사 코팅유리의 제조방법.
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