专利名称：低辐射玻璃及其制造方法
技术领域：
本发明涉及低辐射玻璃及其制造方法。
背景技术：
低辐射玻璃(Low emissivity glass ；Lowe glass)作为辐射率低的玻璃，是指在玻璃表面涂敷特殊的膜，在夏天反射太阳辐射热，而在冬天保存由室内制热机生成的红外线，从而能够带来建筑物的节能效果的功能性玻璃。以往，作为制造如上所述的低辐射玻璃的方法，主要使用在腔室内注入氧气来制成氧气环境，并在氧气环境下利用金属靶物质在低辐射层上蒸镀氧化物薄膜的方法。因此，通过上述现有的制造方法制造出的低辐射玻璃构成为，在基板玻璃上依次蒸镀了由金属氧化物等构成的第一电介质层、由银(Ag)等构成的低辐射层、以及由金属氧化物等构成的第二电介质层的形态。但是，现有的低辐射玻璃，由于如上所述那样在低辐射层上蒸镀第二电介质层时， 在氧气环境下，使用金属来作为靶材，因此在注入于腔室内的高氧气分压作用下，包含于低辐射层内的导电性金属也被氧化，造成低辐射层和第二电介质层之间的混合，因而存在层间的界限变得模糊这样的问题，此外，由于这种原因造成辐射率值显著增高，存在丧失低辐射玻璃所应具有的的功能的问题。因此，为了解决上述问题，在上述低辐射层上蒸镀电介质层之前，先蒸镀由金属性镍铬构成的底漆层，然后制成氧气环境来在上述底漆层上蒸镀电介质层，以这种方式防止了低辐射层内所含有的导电性金属的氧化。但是，在利用这种方法的情况下，虽然能够通过防止低辐射层内所含有的导电性金属的氧化来维持低辐射率，但由于在上述低辐射层上还需蒸镀底漆层，因此不仅随着金属薄膜厚度的增加，造成可视光透过率的减小，而且由于底漆层蒸镀工序的增加，存在工序变得复杂，需要更多的费用这样的问题。
发明内容
技术问题为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种在低辐射层上不形成底漆层，而是直接形成电介质层，来同时表现出优秀的辐射率和高可视光透过率的有效的低辐射玻璃及其制造方法。解决问题的手段作为解决上述问题的方案，本发明提供一种低辐射玻璃，包括低辐射层以及形成于上述低辐射层上的电介质层，辐射率为0. 01至0. 3，可视光透过率为70%以上。并且，作为解决上述课题的另一方案，本发明提供一种低辐射玻璃的制造方法，包括如下的步骤在真空条件下，利用金属氧化物作为靶，来在低辐射层上直接蒸镀电介质层。
发明的效果根据如上所述的本发明的低辐射玻璃及其制造方法，在不形成底漆层的情况下， 也能够防止低辐射层中所含有的功能性物质的氧化，并形成电介质层。由此，根据本发明中的低辐射玻璃，能够同时维持优秀的可视光透过率及辐射性能，并据此能够确保低辐射玻璃的绝热效果的提高及舒适的视野。并且，根据本发明的低辐射玻璃的制造方法，能够减少投资费用及资材费用，在工序效率方面同样优秀。
图1是表示根据本发明的实施例的低辐射玻璃的层结构的简要剖面图。图2是表示根据现有的低辐射玻璃的制造方法，在氧气环境下利用金属作为靶， 来在低辐射层上蒸镀电介质层而制造的低辐射玻璃的层间原子的分布的图表。图3是表示根据本发明一实施例的低辐射玻璃的制造方法，在真空状态的氩气环境下利用金属氧化物作为靶，来在低辐射层上蒸镀电介质层而制造的低辐射玻璃的层间原子的分布的图表。
具体实施例方式本发明涉及低辐射玻璃，该低辐射玻璃包括低辐射层、以及形成于上述低辐射层上的电介质层，辐射率为0.01至0.3，可视光透过率为70%以上。以下，对本发明的低辐射玻璃进行更为详细的说明。如上所述，本发明的低辐射玻璃包括低辐射层、以及形成于上述低辐射层上的电介质层，辐射率为0.01至0.3，可视光透过率为70%以上。在本发明中，“低辐射玻璃”作为节能型平板玻璃的一种，是指低辐射玻璃(low emissivity glass)，并且这种玻璃是指通过在一般平板玻璃上形成导电性优秀的金属或金属氧化物薄膜，来在可视光线区域维持规定的透过特性，并且降低涂敷面的辐射率，提供优秀的绝热效果的玻璃。并且，“辐射率(Emissivity)，，是指物体吸收、透过及反射具有任意特定波长的能量的比率。即，在本发明中，辐射率表示处于红外线波长区域的红外线能量的吸收程度，具体而言，是指在施加了表现出强热作用的相当于约2500至40000nm的波长区域的远红外线时，所吸收的红外线能量相对于所施加的红外线能量的比率。根据基尔霍夫定律，物质所吸收的红外线能量与再次辐射出来的能量相同，因此， 吸收率与辐射率相同。并且，由于未被吸收的红外线能量在物质表面上被反射，因此对于辐射率而言红外线能量反射越高具有越低的值。若将其用数值表示，则具有(辐射率=ι-红外线反射率)的关系。这种辐射率可通过本领域通常所知的多种方法进行检测，虽然不作特别的限定， 但例如可依照KSL2514标准由MK-3等设备进行检测。在低辐射玻璃中，对如上所述的表现出强热作用的远红外线的吸收率、即辐射率， 在检测绝热性能的程度上，具有非常重要的意义。
根据本发明的低辐射玻璃的辐射率为0. 01至0. 3，优选为0. 01至0. 2，更优选为 0. 01至0. 1，最优选为0. 01至0. 08。当上述辐射率小于0. 01时，虽然因远红外线的反射而绝热效果能够得到提高，但存在可视光透过率降低的可能性，当超过0. 3时，由于远红外线反射率过低，存在绝热性能降低的可能性。并且，根据本发明的低辐射玻璃的可视光透过率为70%以上，优选为80%以上， 更优选为85%以上。在上述可视光透过率小于70%时，存在很难提供舒适的视野的可能性。如上所述，本发明的低辐射玻璃具有低的辐射率和高的可视光透过率，从而能够作为同时提供优秀的绝热效果和舒适的视野的功能性玻璃使用。进一步，根据本发明的低辐射玻璃的面电阻没有特别的限定，在根据本发明的目的可在能够同时表现出优秀的辐射率及可视光透过率的范围内无限制地使用，例如，上述低辐射玻璃的面电阻为5至15 Ω/cm2。在本发明中，“面电阻(sheet resistance) ”是指薄膜的单位厚度比电阻，这样的面电阻越低，辐射率值也越低，能够得到优秀的绝热性能。由此，可以作为低辐射玻璃中检测红外线反射率的尺度。上述面电阻可通过多种方式进行检测，虽然检测方法没有特别的限定，但若举出具体的例子，则可利用万用表(multimeter)或四点探针(four point probe)等进行检测。当根据本发明的低辐射玻璃的面电阻小于5 Ω /cm2时，需要加厚低辐射层的厚度， 因此存在可视光透过率降低的可能性，当超出15 Ω /cm2时，辐射率值变得过大，绝热效果可能会减小。另一方面，上述低辐射层作为通过包含导热率优秀的金属而起到屏蔽红外线区域的辐射线的作用的功能性层，虽然其种类没有特别的限定，但例如，可包含选自由银(Ag)、 铜(Cu)、金(Au)、铝(Al)及钼(Pt)构成的群中的一种以上，在考虑价格、颜色及低辐射特性等时，可优选使用导电率优秀的银(Ag)。根据本发明的低辐射玻璃的低辐射层，也可以包含如上所例示的导电性金属其自身，从耐久性提高等观点考虑，还可以使用掺杂了选自由镍(Ni)、钯(Pd)、钼(Pt)、铜(Cu) 及金(Au)构成的群中的一种以上的元素的导电性金属，为了提高多种功能性，可以进一步混合其他添加物质使用。并且，上述低辐射层的厚度也没有特别的限定，根据本发明的目的可在能够同时实现低的辐射率及优秀的可视光透过率的范围内以多种厚度形成，例如，可以是8至35nm， 优选为8至15nm。当上述低辐射层的厚度小于8nm时，辐射率大大增大，很难发挥绝热效果，当超出 35nm时，虽然可以降低辐射率，但相对地可视光线透过率大大减小，很难确保舒适的视野。另一方面，在本发明的低辐射玻璃中，电介质层可以直接形成于低辐射层上。其中，上述“电介质层直接形成于低辐射层上”，是指在低辐射层和电介质层之间未形成有其它层(例如底漆层)，而是上述电介质层直接形成于低辐射层上。S卩，在本发明的低辐射玻璃中，虽然低辐射层上可以形成其它层，但是也可以如上所述地在低辐射层上直接形成电介质层，在如上所述地在低辐射层上直接形成电介质层的情况下，可防止由于其它层的夹入而引起的可视光透过率的降低或辐射率的上升，并且可简化工序、减少投资费用。另一方面，上述电介质层的种类也没有特别的限定，例如，可包含选自由氧化锌 (zinc oxide)、氧化招(aluminum oxide)、氧化错(zirconium oxide)、二氧化娃(silicon dioxide)、氧化锡(tin oxide)、氧化铁(Titanium oxide)、氧化祕(Bismuth oxide)、铟锡氧化物Gndium doped tin oxide)、镓掺杂氧化锌(Ga doped zinc oxide)及铝掺杂氧化锌(Al doped zinc oxide)构成的群中的一种以上。上述电介质层所包含的物质并非限定于此，多种金属氧化物可以包含于此，为了提高耐久性等，可以在金属氧化物中掺杂选自由铋(Bi)、硼(B)、铝(Al)、硅(Si)、镁(Mg)、 锑(Sb)及钡(Be)构成的群中的一种以上的元素。这样的电介质层有助于根据本发明的低辐射玻璃的耐化学性、耐湿性、耐磨性的提高及辐射率的降低。并且，上述电介质层的厚度也没有特别的限定，例如，可以是10至lOOnm，优选为 30 至 40nm。其中，当上述电介质层的厚度小于IOnm时，存在玻璃面变色的可能性，当超出 IOOnm时，存在可视光透过率降低的可能性。此外，根据本发明的低辐射玻璃可以进一步包括电介质层，该电介质层形成于低辐射层的下表面。S卩，在上述电介质层进一步形成于玻璃基板与低辐射层之间的情况下，上述电介质层不仅起到防止玻璃基板的表面污染的作用，还起到防止Na+离子等引起的低辐射层的污染的作用，并带来基材与低辐射层之间的粘结力提高及辐射率提高的效果。并且，根据本发明的低辐射玻璃可以进一步包括保护涂层，该保护涂层形成于在低辐射层上形成的电介质层上。上述保护涂层用于保护低辐射玻璃的表面，并赋予耐久性。能够作为上述保护涂层加以使用的物质的种类没有特别的限定，在该领域通常能够作为保护涂层加以使用的物质可均包含于此。例如，氮化硅(SiN)、铝掺杂氮化硅(SiAlN)或氧化氮化硅(SiNOx)等可包含于保护涂层。并且，根据本发明的低辐射玻璃可以进一步包括底涂层，该底涂层形成于低辐射层的下表面。上述底涂层用于保护低辐射玻璃的基板，并赋予耐久性。能够作为上述底涂层加以使用的物质的种类也没有特别的限定，在该领域通常能够作为底涂层加以使用的物质可均包含于此。例如，氮化硅(SiN)、铝掺杂氮化硅(SiAlN)或氧化氮化硅(SiNOx)等可包含于底涂层。如上所述，根据本发明的低辐射玻璃因低辐射率而具有优秀的绝热性能和高可视光透过率，因此，可以广泛地被应用于要求确保如上所述的绝热效果及舒适的视野的建筑用或汽车用玻璃等。但是，上述本发明的低辐射玻璃并非只限定于如上所述的用途，而是可以被适用于需要确保高绝热性能和舒适的视野的多种领域的玻璃，由于无需为了确保辐射率及提高可视光透过率而蒸镀进一步的层，减少工序费用，所以也可以有用地使用于制作成大面积的玻璃等。以下，参照图1对根据本发明的一实施例的低辐射玻璃进行说明。但是，这只是本发明的一种形态，本发明的范围并非限定于以下所提示的实施例。图1是表示根据本发明的一实施例的低辐射玻璃的层结构的简要剖面图。参照图1，根据本发明的一实施例的低辐射玻璃包括基板110、电介质层130、低辐射层150及电介质层170。在基板110上依次形成电介质层130、低辐射层150及电介质层170，由于在电介质层130与低辐射层150之间、或是低辐射层150和电介质层170之间未蒸镀有导电率低的其它层(例如底漆层)，所以不存在可视光透过率减小的可能性。并且，本发明涉及包括在真空条件下利用金属氧化物作为靶，在低辐射层上直接蒸镀电介质层的步骤的低辐射玻璃的制造方法。其中，上述真空条件是指制成真空状态的环境的条件，例如，上述蒸镀可在工序压力为1至IOmTorr的真空下执行，优选为可在2至6mTorr的真空下执行，更优选为可在3 至5mTorr的真空下执行。当上述工序压力小于ImTorr时，由于具有高能量的蒸镀物质向基材施加冲击，所以存在膜质降低的可能性，当超出IOmTorr时，多个粒子的平均自由路径减少，导致很难进行蒸镀。并且，为了在上述蒸镀时形成真空，可以供给该领域中通常使用的多种非活性气体，上述非活性气体的种类没有特别的限定，例如，上述蒸镀可在氮气或氩气下执行，优选为可在氩气环境下执行。在上述非活性气体环境下执行蒸镀时，其注入量没有特别的限定，例如，可以是10 至 IOOsccm(标准毫升每分钟Standard Cubic Centimeter per minute)。当上述非活性气体的注入小于IOsccm而惰性分压低时，不会发生溅射器的等离子点火(ignition)，蒸镀效率可能降低，当上述非活性气体的注入超出lOOsccm而惰性分压过高时，多个粒子的平均自由路径减少，使蒸镀不会执行，或是由于气体分子而导致膜的物性降低。并且，上述蒸镀方法在真空条件下执行的情况下，为了在玻璃上蒸镀功能性层，可以采用能够在此领域中通常使用的所有蒸镀方法，而没有特别的限定。若举出具体的例子，则可以包括真空条件下执行的所有真空蒸镀方法，为了蒸镀可以使用电阻加热蒸发方法、电子束蒸发方法、激光束蒸发方法、等离子溅射方法等，优选为可使用利用等离子的溅射方法。在利用上述利用等离子的溅射方法的情况下，可以实现均勻的成膜，薄膜的粘附力(Adhesion Force)高，不仅可以实现金属、合金、化合物、绝缘体等多种材料的成膜，还可以实现靶的冷却，并且由于可以使用大的靶而适合制造大型化薄膜的玻璃，若举出这样的等离子溅射方法的具体例子，则有DC溅射、RF溅射、磁控管溅射、反应性溅射等。另一方面，在利用上述利用等离子的溅射方法时，上述电介质层的蒸镀可通过接入1至5W/cm2的输入电力来执行。当上述输入电力小于lW/cm2时，由于蒸镀速度低而导致生产效率降低，并且所蒸镀的膜和基板之间的附着力可能会降低，当超出5W/cm2时，由于破坏基板、或引起作为原料物质的靶的破损或熔融，因此存在对工序装备造成大的损伤的可能性。若举出由上述等离子溅射方法进行的低辐射玻璃的制造方法的具体例子，可以为首先向真空腔室内供给氩气等非活性气体，并对设置有靶物质的阴极(cathode)施加电压。在此情况下，从上述阴极释放的电子与氩气的气体原子碰撞，从而使氩离子化(Ar+)。 接着，当上述氩随着被激发(excite)而释放电子时，释放能量，此时产生辉光放电(glow discharge)，而形成离子和电子共存的等离子(plasma)。上述等离子内的Ar+离子通过高电位差而向阴极(靶)、即金属氧化物侧加速并与靶的表面碰撞，由此，靶原子被弹出并在低辐射层上形成薄膜，从而蒸镀电介质层。如上所述，根据本发明的低辐射玻璃的制造方法，在低辐射层上蒸镀电介质层的情况下，不在高氧气环境下进行蒸镀，而是能在真空条件下执行蒸镀，因此即便不另行蒸镀用于防止低辐射层氧化的底漆层，也能够防止低辐射层内的金属物质被氧化。因此，由于不存在低辐射层被氧化的可能性，所以能够维持优秀的辐射性能，除此之外，由于无需为了防止低辐射层被氧化而蒸镀底漆层，所以还能防止由于导电率低的底漆层的蒸镀而可能引起的可视光透过率的减小。(实施例)以下，依据以下的实施例及比较例对本发明进行更为详细的说明，但是，本发明并非限定于此。实施例1准备大小为370mmX470mmX6mm的浮法玻璃(float glass)基板，在成膜之前，排气至真空腔室内的工序压力达到5mT0rr，形成真空状态后，在腔室内设置上述玻璃基板。此时，在上述腔室内的阴极上，预先配置氧化锌作为靶物质。接着，向上述腔室内以30sCCm的注入速度注入氩气，施加1. 4ff/cm2的输入电力生成等离子。由此，通过在玻璃基板上蒸镀靶原子，形成由氧化锌构成的第一电介质层。与上述相同的方式，在阴极上预先配置银(Ag)作为靶物质，以20sCCm的注入速度注入氩气后，施加0. 8ff/cm2的输入电力，在上述第一电介质层上形成低辐射层。并且，再将氧化锌作为靶物质配置在阴极上，以30sCCm的注入速度注入氩气后，施加1. 4ff/cm2的输入电力，在上述低辐射层上形成第二电介质层。由此，在制造出的低辐射玻璃中，上述玻璃基板上形成的第一电介质层的厚度为 35nm，上述低辐射层的厚度为lOnm，上述低辐射层上形成的第二电介质层的厚度为45nm。实施例2除了执行使上述低辐射层的厚度成为11. 5nm、使第二电介质层的厚度成为59nm 的蒸镀以外，其余条件均与实施例1相同地制造出根据实施例2的低辐射玻璃。实施例3除了执行使上述低辐射层的厚度成为11. 5nm的蒸镀以外，其余条件均与实施例1 相同地制造出根据实施例3的低辐射玻璃。比较例1除了在形成于玻璃基板上的第一电介质层上，利用镍铬作为靶物质注入30sCCm 的氩气，施加0. 8ff/cm2的输入电力蒸镀第一底漆层后，在上述第一底漆层上蒸镀低辐射层， 接着，在上述低辐射层上，利用镍铬作为靶物质注入30sCCm的氩气，施加0. 8ff/cm2的输入电力蒸镀第二底漆层后，在上述第二底漆层上，利用氧化锌作为靶物质蒸镀第二电介质层的情况以外，其余条件均与实施例1相同地制造出根据比较例1的低辐射玻璃。其中，上述第一底漆层及第二底漆层的厚度分别是1. 5nm。比较例2除了利用锌作为靶物质混合注入氧气20sCCm及氩20sCCm，在氧气环境下分别蒸镀第一电介质层及第二电介质层这一点，以及在第一电介质层上，利用镍铬作为靶物质，按照与比较例1相同的条件蒸镀第一底漆层后，在上述第一底漆层上蒸镀低辐射层这一点以外，其余条件均与实施例ι相同地制造出根据比较例2的低辐射玻璃。其中，上述第一底漆层的厚度是1. 5nm。比较例3除了未蒸镀第一底漆层，而是在第一电介质层上直接蒸镀低辐射层的这一点以外，其余条件均与比较例2相同地制造出根据比较例3的低辐射玻璃。试验例1.辐射率及可视光透过率检测分别利用辐射率检测装置(INGLAS TIR 100-2)及分光光度计 (Spectrophotometer ；model Shimazu solid spec 3700)，检测根据上述实施例 1 及比较例 1至3的低辐射玻璃的辐射率及可视光透过率，将其表示在如下表1中。(表 1)
权利要求
1.一种低辐射玻璃，其特征在于，包括基材，低辐射层，其形成于所述基材上，以及电介质层，其形成于所述低辐射层上；辐射率为0. 01至0. 3，可视光透过率为70%以上。
2.根据权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，辐射率为0.01至0. 2。
3.根据权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，可视光透过率为80%以上。
4.根据权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，面电阻为5至15Q/cm2。
5.根据权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，低辐射层包含选自由银、铜、金、铝及钼构成的群中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，低辐射层的厚度为5至35nm。
7.根据权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，电介质层直接形成于低辐射层上。
8.根据权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，电介质层包含选自由氧化锌、氧化铝、氧化锆、二氧化硅、氧化锡、氧化钛、氧化铋、铟掺杂氧化锡、镓掺杂氧化锌及铝掺杂氧化锌构成的群中的一种以上。
9.根据权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，电介质层的厚度为10至lOOnm。
10.根据权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，进一步包括电介质层，该电介质层形成于低辐射层的下表面。
11.根据权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，进一步包括保护涂层，该保护涂层形成于电介质层上。
12.根据权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，进一步包括底涂层，该底涂层形成于基材和低辐射层之间。
13.一种低辐射玻璃的制造方法，其特征在于，包括如下步骤在真空条件下，利用金属氧化物作为靶，来在低辐射层上直接蒸镀电介质层。
14.根据权利要求13所述的低辐射玻璃的制造方法，其特征在于，蒸镀是在工序压力为1至IOmTorr的真空下执行的。
15.根据权利要求13所述的低辐射玻璃的制造方法，其特征在于，蒸镀是在氩气环境下执行的。
16.根据权利要求15所述的低辐射玻璃的制造方法，其特征在于，氩气的注入量为10 至 lOOsccm。
17.根据权利要求13所述的低辐射玻璃的制造方法，其特征在于，蒸镀是利用等离子溅射方法来执行的。
18.根据权利要求17所述的低辐射玻璃的制造方法，其特征在于，蒸镀是施加1至5W/ cm2的输入电力来形成等离子。
全文摘要
本发明提供一种低辐射玻璃及其制造方法，低辐射玻璃包括低辐射层、以及形成于上述低辐射层上的电介质层，辐射率为0.01至0.3，可视光透过率为70％以上。根据本发明，能提供具有优秀的辐射性能，并且表现出高可视光透过率的低辐射玻璃。并且，根据本发明，能够简化如上所述的低辐射玻璃的制造工序，减少初始投资费用。
文档编号C03C17/23GK102421719SQ201080020074
公开日2012年4月18日 申请日期2010年7月12日 优先权日2009年7月23日
发明者田允淇, 裴一骏, 赵锦悉, 黄承锡 申请人:乐金华奥斯有限公司