CN112218758A - 具有用于减少鸟类碰撞的图案化涂层的窗单元及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种被设计成减少鸟类与其碰撞的窗单元(例如，隔热玻璃(IG)窗单元)。该窗单元可包括两个或三个基板，并且这些基板中的至少一个支撑紫外线(UV)反射涂层。该UV反射涂层可以被激光(例如，飞秒激光)图案化，该激光用于以图案完全除去涂层或部分地除去(例如，经由激光烧蚀)该涂层的一部分，使得在被激光图案化之后，该图案化涂层不跨整个该窗单元提供和/或在跨该窗单元的UV反射率上是不一致的，使得跨该窗的不同区域的UV反射率不同，从而使该窗单元更易被可以看到UV辐射并察觉到该图案的鸟类看见。

Description

具有用于减少鸟类碰撞的图案化涂层的窗单元及其制造方法
本发明涉及被设计成防止或减少鸟类与其碰撞的窗单元(例如，隔热玻璃(IG)窗单元)，和/或制造该窗单元的方法。该IG窗单元可以包括彼此间隔开的两个或三个基板(例如，玻璃基板)，并且这些基板中的至少一个支撑用于反射紫外线(UV)辐射的UV反射涂层。该UV反射涂层可以被激光(例如，飞秒激光)图案化，该激光用于以图案完全除去涂层或部分地除去(例如，经由激光烧蚀)该涂层的一部分，使得在被激光图案化之后，该图案化涂层不跨整个该窗单元提供和/或在跨该窗单元的UV反射率上是不一致的，使得跨该窗的不同区域的UV反射率不同，从而使该窗单元更易被可以看到UV辐射并察觉到该图案的鸟类看见。因此，在某些示例性实施方案中，刚沉积的UV反射涂层完全地保留在基板上未被激光图案化的区域中，并且部分地保留在被激光图案化的区域中。通过使该窗更易被鸟类看见，可以减少鸟类碰撞和鸟类死亡。
背景技术
IG窗单元在本领域中是已知的。例如，参见美国专利号6,632,491、6,014,872；5,800,933；5,784,853；5,557,462；5,514,476；5,308,662；5,306,547；和5,156,894，所有这些专利均据此以引用方式并入本文。该IG窗单元典型地包括通过至少一个间隔件和/或密封件彼此间隔开的至少第一基板和第二基板。在不同的情况下，这些间隔开的基板之间的间隙或空间可以填充或可以不填充气体(例如，氩气)，和/或可以被抽空到或可以不被抽空到小于大气压力的压力。
许多常规的IG窗单元包括在两个基板之一的内部表面上的日光管理涂层(例如，用于反射至少一些红外线辐射的多层涂层)。此类IG单元能够阻挡大量的红外线(IR)辐射，使得其不会到达建筑物(公寓、房屋、办公楼等)的内部。
遗憾的是，鸟类与此类窗的碰撞代表了一个重大问题。例如，在芝加哥，某些建筑物(例如摩天大厦)位于候鸟路径中。沿着这些路径飞翔的鸟类一次次地撞入这些建筑物，因为它们看不到建筑物的窗。这导致成千上万只鸟死亡，尤其是在鸟类迁徙的季节期间。如果在诸如森林或公园区域之类的环境中存在建筑物，则居住在这些环境中的鸟类面临与飞进建筑物相关联的类似问题。例如，鸣禽在黎明期间降落下来进食；这是它们非常容易与玻璃外立面碰撞的时期。
减少鸟类与窗碰撞的常规方法包括使用网、贴花或玻璃料。然而，这些解决方案被认为是无效的，因为它们对建筑结构的美观存在影响，和/或因为它们不起作用，原因是没有使窗更易被鸟类看见。烧结图案的一个问题是，它们是不透明的，并且因此对建筑物住户的视线具有破坏性。
美国专利号8,114,488公开了一种用于减少鸟类碰撞的窗。然而，虽然‘488专利的窗对于防止/减少鸟类碰撞是有效的，但仍有改进的余地。
美国专利号9,650,290公开一种用于减少鸟类碰撞的IG窗单元。UV反射涂层由窗单元的玻璃基板支撑，并且UV反射涂层经由掩模图案化。然而，用于图案化UV反射涂层的常规技术具有损坏下面的玻璃基板的趋势。
鉴于以上所述，应当理解，本领域中存在对可以防止或减少鸟类与其碰撞的改进的窗和/或用于制造其的改进方法的需要。
发明内容
在本发明的某些示例性实施方案中，窗单元(例如，隔热玻璃(IG)窗单元)被设计成防止或减少鸟类与其碰撞。该IG窗单元可以包括彼此间隔开的两个或三个基板(例如，玻璃基板)，并且这些基板中的至少一个支撑用于反射紫外线(UV)辐射的UV反射涂层。该UV反射涂层可以是低辐射涂层，该低辐射涂层包括设置在至少第一电介质层与第二电介质层之间的至少一个红外线(IR)反射层(例如基于银)；或者另选地可以是被设计成没有任何一个或多个银、金等IR反射层的涂层。
该UV反射涂层可以被激光(例如，飞秒激光)图案化，该激光用于以图案完全除去涂层或部分地除去(例如，经由激光烧蚀)该涂层的一部分，使得在被激光图案化之后，该图案化涂层不跨整个该窗单元提供和/或在跨该窗单元的UV反射率上是不一致的，使得跨该窗的不同区域的UV反射率不同，从而使该窗单元更易被可以看到UV辐射并察觉到该图案的鸟类看见。因此，在某些示例性实施方案中，刚沉积的UV反射涂层完全地保留在基板上未被激光图案化的区域中，并且部分地保留在被激光图案化的区域中。
已经发现飞秒激光是有利的，因为它们可以有效地使此类UV反射涂层图案化，而不会损坏下面的玻璃基板，并且可以更容易地用于仅除去这种涂层在图案化区域中的部分，以便在UV反射涂层的图案化区域和非图案化区域这两者中维持基本上相同的表面能。令人惊讶和出乎意料地，还已经发现，飞秒激光的使用者得到了具有比使用非飞秒激光时更低的雾度的最终产品。在本发明的优选示例性实施方案中，包括图案化区域和非图案化区域这两者的最终的涂覆涂层的制品具有不大于0.4、更优选地不大于0.3、以及最优选地不大于0.2的雾度值。雾度越低，在人看起来就越美观，并且通过使该窗更易被鸟类看见，可以减少鸟类碰撞和鸟类死亡。令人惊讶和出乎意料地，还已经发现在图案化期间，从0.01J/cm2至2J/cm2、以及最优选地从0.05J/cm2至1J/cm2的激光能量密度有利地导致图案化区域烧蚀得更平滑，并且允许在进行烧蚀之时除去部分涂层，而不会对玻璃基板造成任何显著的损坏，并且在图案化区域中没有显著的雾度。图案化UV反射涂层优选地在可见光范围内基本上是中性的，使得该UV涂层的图案化不能被人经由肉眼适度地看到。激光的另一个优点是我们可以在烧蚀之时随机进行图案化。
在本发明的一个示例性实施方案中，提供了一种制造用于减少鸟类碰撞的窗的方法，该窗包括第一玻璃基板和至少由第一玻璃基板支撑的紫外线(UV)反射涂层，该方法包括：提供第一玻璃基板和至少由第一玻璃基板支撑的紫外线(UV)反射涂层；从至少一个激光源发射激光束，所述激光束包括光学脉冲，所述光学脉冲具有(i)短于1000飞秒的持续时间和/或(ii)从0.01J/cm2至2.0J/cm2的能量密度；其中包括光学脉冲的激光束入射到UV反射涂层上，并且将该UV反射涂层图案化为具有不同的相应UV反射率的图案化区域和非图案化区域，该激光束入射到图案化区域而不入射到非图案化区域上。该激光束可以包括持续时间短于100飞秒，并且持续时间可能短于50飞秒的光学脉冲。该UV反射涂层的所有层都可以是电介质层，或者另选地该UV反射涂层可以是具有夹置在至少第一电介质层与第二电介质层之间的至少一个IR反射层的低辐射涂层。
附图说明
图1(a)、图1(b)和图1(c)是根据本发明的示例性实施方案的IG窗单元的剖视图。
图1(d)是示出使用激光(例如飞秒激光)来图案化根据本发明的示例性实施方案的图1(a)至图1(c)、图2至图3或图7至图12中的任一实施方案的UV反射涂层的剖视示意图。
图2是根据本发明的另一个示例性实施方案的IG窗单元的剖视图。
图3是根据本发明的另一个示例性实施方案的IG窗单元的剖视图。
图4是波长(nm)对透射率(T)％和反射率(R)％的图，示出了本发明的图3实施方案的示例IG窗单元的透射率和反射率随波长(nm)的变化，其中层合玻璃基板在气隙的外侧上(最靠近要在其上设置该窗的建筑物的外部)，其中虚线是不具有UV反射涂层的区域中的光谱曲线，实线是具有UV反射涂层的区域中的光谱曲线，并且出于举例的目的，假定玻璃基板厚6mm、气隙厚12mm，并且PVB层合膜厚约0.76mm。
图5是波长(nm)对透射率(T)％和反射率(R)％的图，示出了本发明的图2实施方案的示例IG窗单元的透射率和反射率随波长(nm)的变化，其中层合玻璃基板在气隙的内侧上(最靠近要在其上设置该窗的建筑物的内部)，其中虚线是不具有UV反射涂层的区域中的光谱曲线，实线是具有UV反射涂层的区域中的光谱曲线，并且出于举例的目的，假定玻璃基板厚6mm、气隙厚12mm，并且PVB层合膜厚约0.76mm。
图6是波长(nm)对透射率(T)％和反射率(R)％的图，示出了不具有层合玻璃基板的图1(a)的示例IG窗单元的透射率和反射率随波长(nm)的变化，其中虚线是不具有UV反射涂层的区域中的光谱曲线，实线是具有UV反射涂层的区域中的光谱曲线，并且出于举例的目的，假定玻璃基板厚6mm，并且气隙厚12mm。
图7是玻璃基板上的UV反射涂层的剖视图，该UV反射涂层可以用于根据本发明的示例性实施方案的图1(a)至图1(d)或图2至图3中任一者的IG窗单元中。
图8是玻璃基板上的另一种UV反射涂层的剖视图，该UV反射涂层可以用于根据本发明的示例性实施方案的图1(a)至图1(d)或图2至图3中任一者的IG窗单元中。
图9是玻璃基板上的另一种UV反射涂层的剖视图，该UV反射涂层可以用于根据本发明的示例性实施方案的图1(a)至图1(d)或图2至图3中任一者的IG窗单元中。
图10是玻璃基板上的又一种UV反射涂层的剖视图，该UV反射涂层可以用于根据本发明的示例性实施方案的图1(a)至图1(d)或图2至图3中任一者的IG窗单元中。
图11是玻璃基板上的又一种UV反射涂层的剖视图，该UV反射涂层可以用于根据本发明的示例性实施方案的图1(a)至图1(d)或图2至图3中任一者的IG窗单元中。
图12是玻璃基板上的又一种UV反射涂层的剖视图，该UV反射涂层可以用于根据本发明的示例性实施方案的图1(a)至图1(d)或图2至图3中任一者的IG窗单元中。
具体实施方式
现在更特别地参考附图，其中类似的附图标号在整个若干视图中表示类似的部件。
鸟类和人类的色觉之间的差异非常明显。鸟类的视觉感受器可能在370nm左右，这意味着鸟类通常可以有效地看到UV范围内的物体。利用这种差异，可以制造出一种有效地反射UV(使其对鸟类可见)而对人眼基本上是中性/不可见的涂层。因此，该UV涂层可以被设计成具有与裸玻璃基本上相同或相似的反射特性，以便对人类基本上不可见。
图1(d)是示出使用激光(例如飞秒激光)500来图案化根据本发明的示例性实施方案的图1(a)至图1(c)、图2至图3或图7至图12中的任一实施方案的UV反射涂层(19和/或150)的剖视示意图。
飞秒激光(例如参见500)是发射在飞秒(1fs＝10-15s)域内具有远短于1ps的持续时间的光学脉冲的激光(1皮秒＝1000飞秒)。它是超快激光或超短脉冲激光。本发明的某些示例性实施方案涉及UV反射涂层(19和/或150)的超快激光图案化。超快激光图案化(例如以预定图案进行的UV反射膜的激光烧蚀)涉及皮秒或亚皮秒(例如10-12秒或更短，更优选地为大约数飞秒、数十飞秒或数百飞秒(并且可能更短))的持续时间的激光脉冲。以下激光参数可结合某些示例性实施方案使用：
·示例性激光脉冲模式：脉冲，宽度不大于皮秒，更优选地脉冲宽度不大于1飞秒、10飞秒和/或100飞秒(并且可能更小)。在某些示例性实施方案中，脉冲模式持续时间可能不超过10-12秒，更优选地为大约数飞秒、数十飞秒或数百飞秒。小于几皮秒(例如小于9皮秒，更优选地小于5皮秒，并且还更优选地小于或等于1皮秒)的持续时间是优选的。一个示例性持续时间为100飞秒至500飞秒(更优选地为100飞秒至300飞秒，并且例如为约100飞秒至200飞秒的脉冲)。
·示例性激光类型：准分子激光(例如在chirp模式下操作)。在一些情况下，也可使用一前一后的钛蓝宝石和SHG(二次谐波发生)激光。可使用配备有电流计头以在涂覆的基板上引导激光的皮秒或飞秒激光器，例如采用在约20KHz至80KHz的频率下的100μJ脉冲。
·功率密度：至少约30kW/cm2，更优选地至少约50kW/cm2。优选地，选择功率密度以避免相对于玻璃的损坏或划痕。
·波长：一般来讲，可使用约200nm至1100nm(更优选地约355nm至500nm)的波长，示例为约248nm、450nm和1064nm。已经发现，得自IMRA的NIR激光器在1064nm、1045nm或1035nm处相对于图案化特别有利。
·光束轮廓：均匀平顶(HFT)。HFT光束轮廓(与例如高斯光束轮廓相比)有利地不留下表面微划痕，并且观察到耐腐蚀性的改善。
·光束尺寸：约50μm至400μm、更优选地约50μm至150μm、更优选地约90μm至110μm的激光束直径。
·光束光学：可能基于电流计，涉及移动目标的极高扫描速率。在一些具体实施中，可使用沙夫特-基尔霍夫线发生器(Shafter-Kirchoof Line Generator)。
·能量密度范围：0.01J/cm2至2J/cm2，更优选地0.05J/cm2至1J/cm2，并且可能为0.1J/cm2至0.6J/cm2。可以在该核心范围上扩展以满足可高达2m/min的扫描速度。
·重复频率：1KHz至100KHz，更优选地约20KHz至80KHz
·各发脉冲之间的稳定性：0.5％至1％rms
·长期漂移：0.1％至0.5％rms
·激光处理环境：激光处理可在环境空气中、在氮气环境中或在完全或部分真空下等进行。
窗被设计成防止或减少鸟类与其碰撞。参考附图，在某些示例性实施方案中，窗可包括被设计成防止或减少鸟类与其碰撞的隔热玻璃(IG)窗单元。该IG窗单元包括彼此间隔开的至少第一基板(1、30或31中的任一个)、第二基板(1、30或31中的另一个)和可能的第三基板(1、30或31中的又一个)(例如，玻璃基板)，其中这些基板中的至少一个(例如，图2至图3中的基板1)支撑用于反射紫外线(UV)辐射的UV反射涂层(19和/或150)，使得鸟类能够更容易地看到该窗。在某些示例性实施方案中，窗单元可仅具有两个玻璃基板。这些基板中的至少两个可经由基于聚合物的层合膜(例如，由PVB、EVA或SGP制成，或者包含PVB、EVA或SGP)200彼此层合，如例如图2至图3所示。基于聚合物的层合膜200优选地是具有高UV吸收率的类型，例如在从350nm至380nm具有至少80％、更优选地至少90％、且最优选地至少95％的UV吸收率的膜200。需注意，这并不是层合膜(诸如PVB)的典型特征，因为某些PVB膜例如不具有高UV吸收率(而其他的则具有)。例如，在图2实施方案中，基板30和基板31彼此层合，而在图3实施方案中，基板1和基板30经由层合膜200彼此层合。UV反射涂层(19和/或150)优选地经由如本文所述的激光来图案化。通过使该窗更易被鸟类看见，可以减少鸟类碰撞和鸟类死亡。本发明的示例性实施方案提供了具有层合玻璃的新IGU构造，以进一步增加具有UV反射涂层的区域与不具有UV反射涂层的区域之间的对比率。例如，用于层合玻璃中的PVB可以吸收300nm与400nm之间的大部分UV波长，从而增加了具有UV反射涂层150的区域与不具有UV反射涂层150的区域之间的对比率。在该IG窗单元中经由层合膜200提供层合基板对于鸟类碰撞窗特别有利，因为：(a)增加了该IG窗单元的在具有UV反射涂层的区域与不具有UV反射涂层的区域之间的对比率，从而使该窗更易被鸟类看见并减少了鸟类碰撞的可能性，(b)增加了该IG窗单元的机械耐久性并降低了由于鸟类碰撞而导致玻璃破裂的可能性，并且(c)在某些实施方案中，允许提供两个单侧涂覆涂层的玻璃基板，这提高了生产耐久性和加工性，从而降低了在加工、制造和/或装运期间涂层受损的可能性。
该UV反射涂层(19和/或150)可以被激光(例如，飞秒激光)500图案化，该激光用于以图案完全除去涂层或部分地除去(例如，经由激光烧蚀)该涂层的一部分，使得在被激光图案化之后，该图案化涂层不跨整个该窗单元提供和/或在跨该窗单元的UV反射率上是不一致的，使得跨该窗的不同区域的UV反射率不同，从而使该窗单元更易被可以看到UV辐射并察觉到该图案的鸟类看见。因此，在某些示例性实施方案中，刚沉积的UV反射涂层完全地保留在基板上未被激光图案化的区域中，并且部分地保留在被激光图案化的区域中。
例如，图1(a)和图3示出了在由激光500烧蚀的图案化区域中从玻璃基板1完全除去的UV反射涂层150，而图1(b)、图1(c)和图2示出了在由激光500烧蚀的图案化区域中仅从玻璃基板1部分地除去的UV反射涂层19和/或150。或例如，图1(b)和图1(c)是激光图案化后的，并且示出了UV反射涂层(19和/或150)完全保留在未被激光束照射的区域600处并且在被激光束照射的区域700处从基板部分地除去。例如，在区域600中，整个UV反射涂层保留，而在区域700中，仅UV反射涂层的一些层被除去。例如，参见图1(b)、图1(c)和图7至图12，例如在图案化区域700中，涂层150的最上4至8(或5至8或3至8)层可在激光500图案化期间通过激光烧蚀除去，从而在这些图案化区域700中仅留下涂层的最下层。应当注意，在图1(c)实施方案中，图案化涂层19可设置在面向间隙17的基板30上(而非基板1上)。干涉涂层(例如UV反射涂层150)可被设计成使得其在340nm至370nm范围内强烈反射。平滑烧蚀的图案化区域700使得诸如从340nm至370nm，非图案化区域600的镜面反射率与图案化烧蚀区域700的镜面反射率之比优选地为至少4:1，更优选地为至少5:1，并且最优选地为至少7:1。也可在表面2和3之间设置UV吸收剂层，以便进一步增强UV反射率的对比率。
已经发现飞秒激光(例如参见图1(d)中的50)是有利的，因为它们可以有效地使此类UV反射涂层(19和/或150)图案化，而不会损坏下面的玻璃基板(1和/或30)，并且可以更容易地用于仅除去这种涂层在图案化区域700中的部分，以便在UV反射涂层的图案化区域600和非图案化区域700这两者中维持基本上相同的表面能。令人惊讶和出乎意料地，还已经发现，飞秒激光的使用者得到了具有比使用非飞秒激光时更低的雾度的最终产品。在本发明的优选示例性实施方案中，包括图案化区域和非图案化区域这两者的最终的涂覆涂层的制品具有不大于0.4、更优选地不大于0.3、以及最优选地不大于0.2的雾度值。较低的雾度对人来说更为美观。令人惊讶和出乎意料地，还已经发现在图案化期间，从0.01J/cm2至2J/cm2、以及最优选地从0.05J/cm2至1J/cm2的激光能量密度有利地导致图案化区域烧蚀得更平滑，并且允许烧蚀发生而不对玻璃基板造成任何显著的损坏，并且在图案化区域中没有显著的雾度。例如，在某些示例性实施方案中，图案化区域700中的表面能与非图案化区域600中的表面能相差不超过约10％。通过使该窗更易被鸟类看见，可以减少鸟类碰撞和鸟类死亡。图案化UV反射涂层优选地在可见光范围内基本上是中性的，使得该UV涂层的图案化不能被人经由肉眼适度地看到。
例如图1(a)和图1(b)中的IG窗单元包括第一玻璃基板1和第二玻璃基板30，它们至少通过一个或多个周边密封件或间隔件15彼此间隔开。间隔件15、其他间隔件和/或周边密封件将两个玻璃基板1和30彼此间隔开，使得这些基板彼此不接触，并且使得在它们之间限定空间或气隙17。气隙17可以填充或可以不填充气体(诸如氩气)。日光管理涂层19(例如低辐射涂层，其在某些示例性实施方案中也可为UV反射涂层，诸如在图1(c)中)和UV反射涂层150设置在相同的玻璃基板1上。
参见图2至图3的层合实施方案，一对间隔开的基板1、30在某些示例性实施方案中可通过至少一个密封件和/或间隔件15彼此分开。在某些示例性实施方案中，提供了用于阻挡至少一些红外线(IR)辐射的日光管理涂层(例如低辐射涂层，其在某些示例性实施方案中也可为UV反射涂层)19，和/或用于反射UV辐射以使窗更易被鸟类看见以便减少碰撞的UV反射阻挡涂层150。在某些示例性实施方案中，低辐射涂层19可以具有不大于0.10的辐射率(En)和/或不大于8欧姆/平方的薄层电阻(Rs)。在某些示例性实施方案中，UV反射涂层19可以阻挡从350nm至440nm范围的至少相当大部分中(或另选地从300nm至400nm范围的相当大部分中)的UV辐射的至少38％(更优选地至少40％、更优选地至少55％、甚至更优选地至少60％，以及可能至少65％)。使用本文的此类涂层通过将UV反射率增加到超过未涂覆涂层的平板玻璃原片在光谱的300nm至440nm范围内的正常限值，而提高了玻璃或窗的性能。在某些示例性实施方案中，UV反射/阻挡涂层19和/或150在窗单元上图案化(例如，以网格图案或以平行条纹图案)，这可以使其甚至更易被鸟类看见，以进一步减少鸟类碰撞。该IG窗单元优选地具有至少约50％、更优选地至少约60％、以及甚至更优选地至少约65％或至少约70％的可见光透射率。仅在玻璃基板1上具有涂层150的整体式涂覆涂层的制品(例如，参见图3)可以具有：(a)至少约70％、更优选地至少约80％、以及甚至更优选地至少约85％的可见光透射率，(b)至少38％(更优选地至少40％、更优选地至少55％、甚至更优选地至少60％，以及可能至少65％)的膜侧UV反射率，以及(c)小于约20％、更优选地小于约15％、以及最优选地小于约10％的膜侧可见光反射率。因此，膜侧UV反射率可以是该整体式涂覆涂层的制品的膜侧可见光反射率的至少约4倍高(更优选地至少约5倍高、甚至更优选地至少约8倍高，以及可能至少10倍高)。
图2至图3是根据本发明的示例性实施方案的IG窗单元的一部分的剖视图。该IG窗单元包括玻璃基板1、玻璃基板30和玻璃基板31。在图2实施方案中，玻璃基板1和玻璃基板30至少通过一个或多个周边密封件或间隔件15彼此间隔开，以便在它们之间限定气隙17。UV反射涂层150设置在玻璃基板1的外侧上，并且低辐射涂层19设置在基板1的内侧上。气隙可以填充或可以不填充气体(诸如氩气)。任选地，在图2中的窗的观察区域中，可以在基板1与基板30之间设置一系列间隔件(未示出)，用于将这些基板彼此间隔开，如在真空IG窗单元的背景中那样。在图2中，一个或多个间隔件15、一个或多个其他间隔件和/或周边密封件将两个基板1和30彼此间隔开，使得这些基板彼此不接触，并且使得在它们之间限定空间或空隙17。基板1与基板30之间的空间17在某些示例性实施方案中可以被抽空到低于大气压力的压力，和/或在某些示例性实施方案中可以填充气体(例如，Ar)。在某些示例性实施方案中，可以将一个或多个箔片或者其他辐射反射片(未示出)悬挂在空间17中。在图2实施方案中，在气隙17的内侧(最靠近建筑物内部的一侧)上，玻璃基板30和31经由层合膜200彼此层合。在本发明的不同示例性实施方案中，基于聚合物的层合膜17优选地吸收UV，并且可以由PVB(聚乙烯醇缩丁醛)、EVA、SGP(Sentry Glass Plus)等制成，或者包含PVB、EVA、SGP等。当一个或多个基板1、30和31是玻璃基板时，每个玻璃基板可以是钠钙硅型玻璃基板，或任何其他合适类型的玻璃基板，并且在本发明的某些示例性实施方案中可以是例如从约1mm至10mm厚。
类似地，在图3实施方案中，玻璃基板30和玻璃基板31至少通过一个或多个周边密封件或间隔件15彼此间隔开，以便在它们之间限定气隙17。UV反射涂层150设置在玻璃基板1的最靠近建筑物外部的外侧上，并且低辐射涂层19设置在基板30的内侧上。气隙17可以填充或可以不填充气体(诸如氩气)。任选地，在图3中的窗的观察区域中，可以在基板30与基板31之间设置一系列间隔件(未示出)，用于将这些基板彼此间隔开，如在真空IG窗单元的上下文中那样。在图3中，间隔件15、其他间隔件和/或周边密封件将两个基板30和31彼此间隔开，使得这些基板彼此不接触，并且使得在它们之间限定空间或空隙17。基板31、基板30之间的空间17在某些示例性实施方案中可以被抽空到低于大气压力的压力，和/或在某些示例性实施方案中可以填充气体(例如，Ar)。在某些示例性实施方案中，可以将一个或多个箔片或者其他辐射反射片(未示出)悬挂在空间17中。在图3实施方案中，在气隙17的外侧(最靠近建筑物外部的一侧)上，玻璃基板1和30经由基于聚合物的层合膜200彼此层合。基于聚合物的层合膜17优选地吸收UV，并且可以由PVB、EVA、SGP等制成，或者包含PVB、EVA、SGP等。因此，图2和图3彼此的不同之处主要在于：(i)该层合结构在图2中设置在气隙17的内侧上和低辐射涂层19的内侧上，但在图3中设置在气隙17和低辐射涂层19的外侧上，以及(ii)图3提供了这样的结构：该结构允许提供两个单侧涂覆涂层的玻璃基板1和30，这提高了生产耐久性和加工性，从而降低了在加工、制造和/或装运期间涂层受损的可能性。关于点(ii)，在图3中，在制造过程中，玻璃基板1仅在一侧上涂覆UV涂层150，并且玻璃基板30仅在一侧上涂覆低辐射涂层19(层合膜200是用于层合/粘附目的的夹层，而不是溅射沉积或以其他方式沉积到基板表面上的膜)。相比之下，图2实施方案要求玻璃基板1的两侧都涂覆涂层，一侧具有UV涂层150，另一侧具有低辐射涂层，这可能增加在加工、装运和/或抓握期间发生损坏的风险。
低辐射涂层19包括一个或多个层，但在许多实施方案中它是多层涂层。低辐射涂层19包括至少一个夹置在至少第一电介质层与第二电介质层之间的IR反射层(例如，基于银或金)。由于低辐射涂层19的一个示例性主要功能是阻挡(即，反射和/或吸收)一定量的IR辐射并防止其到达建筑物内部，所以日光管理涂层9包括至少一个IR阻挡(即，IR反射和/或吸收)层。可以存在于涂层19中的一个或多个示例性IR阻挡层由银(Ag)、镍铬合金(NiCr)、金(Au)和/或阻挡大量IR辐射的任何其他合适的材料制成或包含这些材料。本领域的技术人员应当理解，低辐射涂层19的一个或多个IR阻挡层不需要阻挡所有的IR辐射，而仅需要阻挡显著量的IR辐射。在某些实施方案中，涂层19的每个IR阻挡层设置在至少一对电介质层之间。示例性电介质层包括氮化硅、氧化钛、氮氧化硅、氧化锡，和/或其他类型的金属氧化物和/或金属氮化物。在某些实施方案中，除了设置在一对电介质层之间之外，每个IR阻挡层还可以设置在一对接触层之间，这对接触层由诸如镍铬合金的氧化物和/或氮化物之类的材料或任何其他合适的材料制成或包含所述材料。如本文所讨论的那样，低辐射涂层19也可用作UV反射涂层，并且可如本文所述被激光图案化或不被激光图案化。示例性的低辐射涂层19在美国专利号7,267,879、6,576,349、7,217,461、7,153,579、5,800,933、5,837,108、5,557,462、6,014,872、5,514,476、5,935,702、4,965,121、5,563,734、6,030,671、4,898,790、5,902,505、3,682,528中有所描述，所有这些专利均据此以引用方式并入本文。在某些示例性实施方案中，在任选的热处理(例如，热回火和/或热弯曲)之前和/或之后，低辐射涂层19可以具有不大于8欧姆/平方、更优选地不大于6欧姆/平方、以及最优选地不大于4欧姆/平方的薄层电阻(Rs)。在某些实施方案中，低辐射涂层19在热处理之后可以具有不大于0.10、更优选地不大于0.07、以及甚至更优选地不大于0.05(在任选的热处理之前和/或之后)的辐射率(En)。当然，本文的日光管理涂层19不限于这些特定的涂层，并且可以替代地使用能够阻挡一定量的IR辐射的任何其他合适的日光管理涂层。本文中的日光管理涂层19可以以任何合适的方式沉积在一个或多个基板1和/或30上，该方式包括但不限于溅射、气相沉积，和/或任何其他合适的技术。
在本发明的示例性实施方案中，UV反射涂层150可以是溅射沉积的。出于举例而非限制的目的，图1至图2中的UV反射涂层150可以是图7至图12中例示的UV反射涂层中的任一种并且可以如本文所述被激光图案化。这增加了该窗单元的UV反射率，以便使此类窗更易被鸟类看见，从而防止或减少鸟类碰撞。使用本文的此类涂层150通过将UV反射率增加到超过未涂覆涂层的平板玻璃原片在光谱的300nm至440nm范围内的正常限值，而提高了玻璃或窗的性能。在某些示例性实施方案中，UV反射涂层150在其内部或外表面上与玻璃基板1直接接触，并且不需要低辐射涂层19的一部分。特别地，涂层150上没有IR反射层(例如，银基、金基、NiCr或TCO基IR反射层)，并且在某些示例性实施方案中，诸如在图1(a)、图1(b)、图2和图3中，在基板1的其上设置有涂层150的一侧上没有IR反射层。低辐射涂层(例如，参见低辐射涂层19)可设置在基板1的与涂层150相反的另一侧上，或在某些情况下另选地设置在基板30上。在某些示例性实施方案中，UV反射涂层150可以阻挡从350nm至440nm范围的至少相当大部分中(或另选地从300nm至400nm范围的相当大部分中)的UV辐射的至少38％(更优选地至少40％、更优选地至少55％、甚至更优选地至少60％，以及可能至少65％)。在某些示例性实施方案中，UV反射涂层150可为低辐射涂层19的一部分。UV反射涂层150可在基板1的表面上进行激光图案化(例如，以网格的形状或以基本上平行或不平行的条纹)，如本文所示和所述。
示例性UV反射涂层150可为例如170nm厚的五层电介质(玻璃/TiO2/SiO2/TiZrOx/SiO2/ZrO2)，例如诸如图12所示。在图案化区域中，激光图案化可除去顶部四层以仅将底部10nm的TiO2层的至少一部分留在玻璃基板上。我们将底部TiO2层留在玻璃上的图案化区域中，使得我们不在玻璃外表面上引起玻璃腐蚀，并且在图案化区域和非图案化区域之间保持基本上相同的表面能，从而防止/减少滴状冷凝。
可将激光放置在移动并扫描玻璃的桁架上。我们使用的最佳激光在IR范围中(1035nm至1064nm)，因为底部TiO2不受影响。
在UV反射涂层(19和/或150)的选择性图案化期间经由激光500的激光烧蚀允许不同UV反射率之间有清晰边界，并且具有产生高MTF的空间编码信息的能力，该空间编码信息可通过对比率增强并因此被鸟类识别。激光烧蚀是以各种几何形状进行图案化的可行且灵活的方式。作为一个示例，我们提出通过层合物对涂层进行激光烧蚀。通过改变划线相对于玻璃边缘的宽度和位置，可优化鸟类友好的效果。激光划线技术的可行性依赖于玻璃基板和PVB对某些波长透明的事实。
激光烧蚀(例如，通过各种玻璃厚度)可使用在例如248nm下工作的皮秒或飞秒激光器来执行，该激光器配备有电流计头以在基板上方引导激光，从而导致局部隔离的点，或者当与后续点重叠时导致连续的线。因此，激光500可位于基板的与待图案化的涂层相同的一侧上，在这种情况下，激光将在到达玻璃基板之前入射到涂层上，或者激光500可位于与涂层相对的一侧上，在这种情况下，激光束将在入射到待图案化的涂层上之前行进穿过玻璃。聚焦平面以及关于涂层深度处光束的尺寸的光束直径可通过使用与预定间隙间隔件联接的激光头中的适当光学元件来调节。
在某些示例性实施方案中，UV反射涂层的各层中的至少一层被设计成在激光烧蚀之前被吸收在UV中。此类层可为吸收性低价氧化物(例如，由SiOx或TiZrOx或一些其他材料制成或包含这些材料的层，例如如图7至图12所示)。该层可被调成UV范围中最优选的激光波长，以便被图案化并且之后被氧化成透明氧化物(例如，SiO2或TiZrO2)，以在图案化区域和非图案化区域之间形成UV反射率的差异。
在某些示例性实施方案中，添加由TiOx:Si制成的层或包含这些材料的层可改变UV反射叠堆的精细度或Q因子两者，以及使整个表面具有低维护度(例如，参见图12中的层8)。完全或局部层叠堆烧蚀可通过能量密度和其他照射条件来控制。如果需要高空间分辨率，则应用UV飞秒激光系统，或者另选地，可使用皮秒激光系统。非吸收性层可通过如下方式图案化：对吸收性亚化学计量天线层进行激光处理，然后经由热处理(例如，经由激光或热回火)来氧化整个叠堆。我们表明激光烧蚀技术可以是以可行方式产生一系列图案的通用工具。此类烧蚀系统是能够扩展的，并且可经由使用全部源于中央激光源的多个电流计头和激光头来增加处理吞吐量。
因为某些示例性实施方案的方面是基于“动态扫描(Scan on the Fly)”概念，其中允许具有可转向激光束的激光扫描头在桁架上横向(Y方向)移动。桁架继而可相对于玻璃基板在X方向上移动。当与激光束的转向同步时，该容许的X-Y运动允许基板的快速处理并且是能够扩展的，而不必像在传统系统中那样随着基板宽度线性地增加扫描头的数量。系统可被设计用于玻璃和其他平坦基板，高精度桁架系统能够在例如3m×2m的玻璃片上实现更好的+/-5微米重复精度和低至10微米的特征部尺寸。高速动态扫描图案化特征部允许其与例如最多四个并行扫描头、内插台和扫描仪移动一起操作，以得到几乎无限视野。与可调节景深(DOF)相结合，该系统可成为强大的重负荷平台。我们可在本发明的不同示例性实施方案中以皮秒或飞秒激光模式结合435nm、532nm或1064nm波长的处理头。
图4至图6证实了与图2至图3的IG窗单元相关联的惊人技术优势，并且还证实了相比于图2实施方案(内侧层合结构)，图3实施方案(外侧层合结构)的惊人技术优势。图4是波长(nm)对透射率(T)％和反射率(R)％的图，示出了本发明的图3实施方案的示例IG窗单元的透射率和反射率随波长(nm)的变化，其中层合玻璃基板在气隙的外侧上(最靠近要在其上设置该窗的建筑物的外部)，其中虚线是不具有UV反射涂层的区域中的光谱曲线，实线是具有UV反射涂层的区域中的光谱曲线，并且出于举例的目的，假定玻璃基板厚6mm、气隙厚12mm，并且PVB层合膜厚约0.76mm。以类似的方式，图5是波长(nm)对透射率(T)％和反射率(R)％的图，示出了本发明的图2实施方案的示例IG窗单元的透射率和反射率随波长(nm)的变化，其中层合玻璃基板在气隙的内侧上(最靠近要在其上设置该窗的建筑物的内部)，其中虚线是不具有UV反射涂层的区域中的光谱曲线，实线是具有UV反射涂层的区域中的光谱曲线，并且出于举例的目的，假定玻璃基板厚6mm、气隙厚12mm，并且PVB层合膜厚约0.76mm。出于比较的目的，图6是波长(nm)对透射率(T)％和反射率(R)％的图，示出了不具有层合玻璃基板的图1(a)的示例IG窗单元的透射率和反射率随波长(nm)的变化，其中虚线是不具有UV反射涂层的区域中的光谱曲线，实线是具有UV反射涂层的区域中的光谱曲线，并且出于举例的目的，假定玻璃基板厚6mm，并且气隙厚12mm。假定在图4至图6的每一者中存在相同的低辐射涂层，并且假定在图4至图5的每一者中存在相同的UV反射涂层。因此，图4对应于图3实施方案的示例，图5对应于图2实施方案的示例，并且图6对应于图1(a)。
在图4至图5中可以看出，实线透射率曲线(Ta)在UV区域中保持平坦的时间比图6中的长得多。特别地，在图6中，透射率曲线在335nm附近开始上升，而在图4至图5中，透射率曲线直到在380nm之后才开始上升，由此证实图2至图3中的层合结构比不具有层合结构的图1的结构更好地阻抑了从300nm至400nm的UV区域中的透射率。这可能是由于存在吸收UV辐射的层合膜200所致。
因此，如图4至图6中所示，在透射模式下，层合(当存在层合膜200时，则是将一对基板层合在一起)降低了具有和不具有UV反射涂层的这两种区域的UV透射率，由此提高了透射对比率CR(TR)，该透射对比率被定义为不具有UV涂层的透射率与具有UV涂层的透射率的比率。
Figure BDA0002814164440000161
已经发现，图2至图3的层合IGU在365nm至369nm附近的对比率较高(相比于图1)。内侧层合结构与外侧层合结构的透射曲线几乎相同，因此对于图2和图3的实施方案，在透射模式下的改进基本上相同。
另一方面，已经发现，相比于图1和图2这两者的IG单元，具有外侧层合结构的图3IG单元实现了改进的性能特征。这是因为图3具有层合结构(相比于图1)，并且因为图3在气隙和低辐射涂层的外侧上具有层合结构(相比于图2)。图4至图6展示了图1至图3的IG单元在UV光谱中具有非常不同的反射曲线。在图3的外侧层合结构的情况下，来自太阳的UV光在到达低辐射涂层19之前大部分被PVB 200吸收。但是在图2的内侧层合结构的情况下，UV光的特定部分到达低辐射涂层19并被其反射；这种额外的UV反射量降低了反射对比率CR(RF)，该反射对比率被定义为具有UV涂层150的区域与不具有UV涂层150的区域的反射率的比率。
Figure BDA0002814164440000162
因此，由于在气隙17的外侧上和在低辐射涂层19的外侧上提供了该层合结构，所以相比于本发明的图2实施方案，已经令人惊讶地发现本发明的图3实施方案的IG单元的反射对比率显著更高，因此图3的IG窗单元将更易被鸟类看见，从而实现比图1和图2这两者的实施方案更少的鸟类碰撞。
图7至图12是在本发明的示例性实施方案中的可以在图1(a)、图1(b)、图1(c)、图2和/或图3的IG窗单元中的基板1上使用的各种UV反射涂层150的剖视图。在本发明的示例性实施方案中，玻璃基板1可以是基于钠钙硅的玻璃或任何其他合适类型的玻璃，并且可以为约1mm至10mm厚、更优选地约2mm至6mm厚。
在图7实施方案中，UV反射涂层150包括由氧化铌(例如Nb2O5、NbO2和/或NbO)制成或包含氧化铌的高折射率透明电介质层2、4和6，以及由氧化硅(例如，SiO2，可以掺杂或可以不掺杂铝和/或氮)制成或包含氧化硅的低折射率透明电介质层3和5。需注意，图7中的层6是任选的，并且在某些情况下可以被除去以提高UV反射率，或者可以替代地由氧化锆制成或包含氧化锆。在某些示例性实施方案中，氧化硅层3和/或5中的一个或两个可以掺杂其他材料，诸如从约1％至8％的铝和/或从约1％至10％的氮。在某些示例性情况下，层2、4和6中的一个或多个也可以掺杂其他材料。在图7实施方案中，层6是涂层150的最外层并且可以暴露于空气。层2至层6中的每一个都被认为对可见光是“透明的”，因为这些层中的每一个在单独存在时对可见光都基本上是透明的(例如，对可见光的透明度为至少约50％、更优选地为至少约60％或70％)。由氧化铌制成或包含氧化铌的高折射率透明电介质层2、4和6可以具有从约2.15至2.5、更优选地从约2.2至2.4、以及最优选地从约2.25至2.35的折射率(n)(在550nm下)。在某些另选的实施方案中，在高折射率层2、4和/或6中的一个或多个中，氧化铌可以用氧化钛(例如，TiO2，其可以掺杂或可以不掺杂Si等)、氧化锆、氧化铪(例如，HfO2)、氧化铈(例如，CeO2)、硫化锌或氧化铋(例如，Bi2O3)替代。因此，在一个这样的示例中，层6可以由氧化钛制成或包含氧化钛，而层2和层4由氧化铌制成或包含氧化铌，并且层3和层5由氧化硅制成或包含氧化硅。由氧化硅制成或包含氧化硅的低折射率透明电介质层3和5可以具有从约1.4至1.7、更优选地从约1.4至1.6、以及最优选地从约1.45至1.55的折射率(n)(本文的所有折射率n值都是在550nm处测量的)。在本发明的示例性实施方案中，透明电介质层2至6优选地通过溅射来沉积。例如，可以经由至少一个由Nb制成或包含Nb的溅射靶、经由在包含氩气和反应性氧气的混合物的气氛中溅射，来溅射沉积由氧化铌制成或包含氧化铌的透明电介质层2、4和6。并且例如，可以经由至少一个由Si或SiAl制成或者包含Si或SiAl的溅射靶、经由在包含氩气和反应性氧气的混合物的气氛中溅射，来溅射沉积由氧化硅制成或包含氧化硅的透明电介质层3和5。可以使用旋转C-Mag溅射靶或其他类型的靶。在溅射操作中，可以使用足够的反应性氧气来实现本文所讨论的折射率值。陶瓷靶可以另选地用来溅射沉积这些层中的一个或多个。尽管优选地经由溅射来沉积层2至层6，但是在本发明的另选实施方案中可以经由其他技术来沉积这些层。尽管涂层150在图7实施方案中由五个层组成，但在另选的实施方案中可以提供附加的层。例如，可以在涂层150中设置由氧化锆制成或包含氧化锆的保护层(未示出)，作为在层6上方并与其直接接触的最上层。图7实施方案中和其他示例性实施方案中的涂层150不包含金属反射层。
图8是可以在图1、图2或图3的IG窗单元中的基板1上使用的另一种UV反射涂层150的剖视图。图8实施方案与图7实施方案相同，只有一点不同，即在玻璃基板1与高折射率层2之间设置了透明电介质阻隔层70。需注意，图8中的层6是任选的，并且在某些情况下可以被除去以提高UV反射率，或者可以替代地由氧化锆制成或包含氧化锆。在本发明的某些示例性实施方案中，阻隔层70由氮化硅(例如，Si3N4)制成或包含氮化硅。阻隔层70可以任选地用于图7至图11中任一者的涂层中，但为了简单起见，仅在图8中示出。在某些示例性实施方案中，基于氮化硅的阻隔层70可以掺杂其他材料，诸如从约1％至8％的铝和/或从约1％至10％的氧。图8实施方案在经热处理(例如，热回火)的实施方案中特别有用，其中阻隔层70有助于防止或减少元素(例如，Na)在高温热处理期间从玻璃基板迁移到涂层中。这种热处理(例如，热回火)可以包括例如在烘箱等中以至少约580℃、更优选地至少约600℃的一种或多种温度加热涂覆涂层的制品。在本发明的示例性实施方案中，图8实施方案的涂层可以被热处理(例如，热回火)或可以不被热处理。
图9是可以在图1、图2或图3的IG窗单元中的基板1上使用的另一种UV反射涂层150的剖视图。图9实施方案与图7实施方案相同，只有一点不同，即除去了层6。图9中所示的涂覆涂层的制品可以具有例如从约40％至45％的膜侧UV反射率，示例为约41％(在从300nm至400nm范围的至少相当大部分中至少反射这么多的UV辐射)。在图9实施方案的一个示例中，层5是UV反射涂层150的最外层，并且层2由氧化钛(例如，TiO2)制成或包含氧化钛，层3由氧化硅(例如，SiO2，可以掺杂或可以不掺杂铝和/或氮)制成或包含氧化硅，层4由氧化铌(例如，Nb2O5、NbO2和/或NbO)制成或包含氧化铌，并且层5由氧化硅(例如，SiO2，可以掺杂或可以不掺杂铝和/或氮)制成或包含氧化硅。任选地，图9实施方案的涂层还可以包括由氧化锆(例如，ZrO2)制成的罩面层或包含氧化锆的罩面层。在本发明的图9实施方案的某些示例性实施方案中：(i)由氧化钛制成或包含氧化钛的透明电介质层2可以为约5nm至40nm厚、更优选地约10nm至25nm厚、甚至更优选地约10nm至20nm厚，其中示例性厚度为约13nm至16nm；(ii)由氧化硅制成或包含氧化硅的透明电介质层3可以为约30nm至100nm厚、更优选地约40nm至80nm厚、甚至更优选地约50nm至70nm厚，其中示例性厚度为约60nm；(iii)由氧化铌制成或包含氧化铌的透明电介质层4可以为约15nm至150nm厚、更优选地约20nm至125nm厚、甚至更优选地约95nm至120nm厚，其中示例性厚度为约33nm或约105nm；(iv)由氧化硅制成或包含氧化硅的透明电介质层5可以为约40nm至130nm厚、更优选地约50nm至110nm厚、甚至更优选地约60nm至100nm厚，其中示例性厚度为约60nm或约90nm；并且(v)任选的由氧化锆制成或包含氧化锆的透明罩面保护性电介质层8可以为约5nm至60nm厚、更优选地约5nm至30nm厚、甚至更优选地约5nm至20nm厚，其中示例性厚度为约10nm。为了实现本文期望的UV反射率值和可见光透射率值，基于氧化铌的层4优选地比基于氧化钛的层2厚很多。例如，在某些示例性实施方案中，基于氧化铌的层4比基于氧化钛的层2至少厚约40nm(更优选地至少厚约50nm，以及最优选地至少厚约70nm)。另外，基于氧化铌的层4还优选地比层3和层5中的每一个更厚，例如，层4比基于氧化硅的层3和层5中的每一个至少厚约10nm，以及最优选地至少厚约15nm。在本发明的图2、3、9实施方案的某些实施方案中，基于氧化硅的层5比基于氧化硅的层3至少厚约10或20nm。任选地，可以提供由氧化锆制成或包含氧化锆的保护层(未示出)，作为图9涂层中的层5之上的最外层(类似于图10中的保护性外层)。
图10是可以在图1、图2或图3的IG窗单元中的基板1上使用的另一种UV反射涂层150的剖视图。图10中所示的涂覆涂层的制品可以具有例如从约60％至70％的膜侧UV反射率，示例为约65％(在从300nm至400nm范围的至少相当大部分中至少反射这么多的UV辐射)。在图10实施方案的一个示例中，层2由氧化钛(例如，TiO2)制成或包含氧化钛，层3和层5由氮氧化硅(例如，可以掺杂或可以不掺杂铝)制成或包含氮氧化硅，层4由氧化钛(例如，TiO2)制成或包含氧化钛，并且最外侧保护层8由氧化锆(例如，ZrO2)制成或包含氧化锆。在本发明的图10实施方案的某些示例性实施方案中：(i)由氧化钛制成或包含氧化钛的透明电介质层2可以为约5nm至40nm厚、更优选地约10nm至25nm厚、甚至更优选地约10nm至20nm厚，其中示例性厚度为约17nm；(ii)由氮氧化硅制成或包含氮氧化硅的透明电介质层3可以为约30nm至100nm厚、更优选地约40nm至80nm厚、甚至更优选地约45nm至70nm厚，其中示例性厚度为约50nm；(iii)由氧化钛制成或包含氧化钛的透明电介质层4可以为约10nm至80nm厚、更优选地约15nm至50nm厚、甚至更优选地约20nm至40nm厚，其中示例性厚度为约30nm；(iv)由氮氧化硅制成或包含氮氧化硅的透明电介质层5可以为约50nm至130nm厚、更优选地约70nm至120nm厚、甚至更优选地约80nm至110nm厚，其中示例性厚度为约88nm；并且(v)由氧化锆制成或包含氧化锆的透明电介质保护层8可以为约3nm至30nm厚、更优选地约4nm至10nm厚，其中示例性厚度为约7nm。为了实现本文期望的UV反射率值和可见光透射率值，层4优选地比基于氧化钛的层2厚很多。例如，在某些示例性实施方案中，基于氧化钛的层4比基于氧化钛的层2至少厚约8nm(更优选地至少厚约10nm，以及最优选地至少厚约15nm)。并且在本发明的图2、3、10实施方案的某些实施方案中，基于氮氧化硅的层5比基于氮氧化硅的层3至少厚约10、20或30nm。
图11和图12是可以在图1、图2或图3的IG窗单元中的基板1的外侧或内侧上使用的其他UV反射涂层150的剖视图。图11至图12中所示的涂覆涂层的制品可以具有例如从约50％至80％的膜侧UV反射率，示例为约70％(在从300nm至400nm范围的至少相当大部分中至少反射这么多的UV辐射)。在图11和/或图12实施方案的示例中，层2、4和4'由氧化钛制成或包含氧化钛(例如，TiO2或TiZrOx)，并且层3、5和5'由氧化硅和/或氮氧化硅制成或包含氧化硅和/或氮氧化硅(例如，SiO2或SiOxNy，可以掺杂或可以不掺杂约1％至10％的原子铝)，并且最外保护层8可由氧化锆和/或氧化钛制成或包含氧化锆和/或氧化钛(例如，ZrO2、TiO2、TiZrOx和/或TiOx:Si)。在本发明的图11至图12实施方案的某些示例性实施方案中：(i)透明电介质层2可以为约5nm至40nm厚，更优选地约10nm至25nm厚，甚至更优选地约10nm至20nm厚，其中示例性厚度为约11nm；(ii)透明电介质层3可以为约30nm至100nm厚，更优选地约40nm至80nm厚，甚至更优选地约45nm至70nm厚，其中示例性厚度为约63nm；(iii)透明电介质层4可以为约10nm至80nm厚，更优选地约15nm至50nm厚，甚至更优选地约20nm至40nm厚，其中示例性厚度为约37nm；(iv)透明电介质层5可以为约10nm至70nm厚，更优选地约15nm至60nm厚，甚至更优选地约20nm至40nm厚，其中示例性厚度为约32nm；(v)透明电介质层4'可以为约10nm至80nm厚，更优选地约15nm至50nm厚，甚至更优选地约20nm至40nm厚，其中示例性厚度为约33nm；(vi)透明电介质层5'可以为约50nm至130nm厚，更优选地约70nm至120nm厚，甚至更优选地约80nm至110nm厚，其中示例性厚度为约100nm；并且(vii)透明电介质保护层8可以为约3nm至30nm厚，更优选地约4nm至10nm厚，其中示例性厚度为约5nm。为了实现本文期望的UV反射率值和可见光透射率值，高折射率层4和4’优选地比高折射率层2厚很多。例如，在某些示例性实施方案中，基于氧化钛的层4和4’可以比基于氧化钛的高折射率层2至少厚约8nm(更优选地至少厚约10nm，以及最优选地至少厚约15nm)。并且在本发明的图2、3、11实施方案的某些实施方案中，基于氮氧化硅的层5’比基于氮氧化硅的层3和/或5至少厚约10、20或30nm。在图10至图12实施方案中，基于氮氧化硅的层3、5和5'可以具有从约1.6至1.8、更优选地从约1.65至1.75、并且最优选地1.7的折射率n(在550nm处测量的)。图10至图12实施方案也是惊人有利的，因为已经发现它们的光学特性接近未涂覆涂层的浮法玻璃的光学特性，这使得涂层150对人眼基本上不可见。
在本发明的一个示例性实施方案中，提供了一种制造用于减少鸟类碰撞的窗的方法，该窗包括第一玻璃基板和至少由第一玻璃基板支撑的紫外线(UV)反射涂层，该方法包括：提供第一玻璃基板和至少由第一玻璃基板支撑的紫外线(UV)反射涂层；从至少一个激光源发射激光束，所述激光束包括光学脉冲，所述光学脉冲具有(i)短于1000飞秒的持续时间和/或(ii)从0.01J/cm2至2.0J/cm2的能量密度；其中包括光学脉冲的激光束入射到UV反射涂层上，并且将该UV反射涂层图案化为具有不同的相应UV反射率的图案化区域和非图案化区域，该激光束入射到图案化区域而不入射到非图案化区域上。
在紧接前述段落所述的方法中，该激光束可以包括持续时间短于100飞秒、并且持续时间可能短于50飞秒的光学脉冲。
在前述两个段落中任一个所述的方法中，该UV反射涂层的所有层都可以是电介质层，或者另选地该UV反射涂层可以是具有夹置在至少第一电介质层与第二电介质层之间的至少一个IR反射层的低辐射涂层。
在前述三个段落中任一个所述的方法中，图案化区域中的表面能可与非图案化区域中的表面能相差不超过约10％。
在前述四个段落中任一个所述的方法中，至少非图案化区域中的该UV反射涂层可以以远离第一玻璃基板的顺序包括第一层、第二层、第三层和第四层，并且其中第一层和第三层可以是具有至少约2.25的折射率的高折射率层，并且第二层和第四层可以是具有不大于1.8的折射率的低折射率层，其中折射率是在550nm处测量的；其中第一层、第二层、第三层和第四层各自可以是对可见光基本上透明的电介质层；并且其中该IG窗单元可以具有至少约50％的可见光透射率，并且至少非图案化区域中的UV反射涂层可以反射从300nm至400nm范围的至少相当大部分中的UV辐射的至少40％。
在前述五个段落中任一个所述的方法中，至少非图案化区域中的UV反射涂层可以反射从300nm至400nm范围的至少相当大部分中的UV辐射的至少50％。
在前述六个段落中任一个所述的方法中，初始沉积的UV反射涂层的所有层可以存在于非图案化区域中，并且图案化区域可以仅具有保留在其中的初始沉积的UV反射涂层的一部分，使得激光束仅烧蚀在图案化区域中的UV反射涂层的一部分。
在前述七个段落中任一个所述的方法中，在图案化之后，至少由激光束图案化的图案化区域可以具有不大于0.4、更优选地不大于0.3、并且最优选地不大于0.2的雾度值。
在前述八个段落中任一个所述的方法中，从340nm至370nm，非图案化区域中的镜面反射率与图案化区域中的镜面反射率之比为至少4:1，更优选地为至少5:1，并且最优选地为至少7:1。
在前述九个段落中任一个所述的方法中，在图案化期间，激光束的能量密度可以为0.01J/cm2至2J/cm2，更优选地为0.05J/cm2至1J/cm2。
在前述十个段落中任一个所述的方法中，在图案化期间，激光束可以具有1000nm至1100nm的波长。
虽然已经结合目前被认为是最实用和优选的实施方案描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施方案，而是相反，旨在涵盖包括在所附权利要求的实质和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (34)

1.一种制造用于减少鸟类碰撞的窗的方法，所述窗包括第一玻璃基板和至少由所述第一玻璃基板支撑的紫外线(UV)反射涂层，所述方法包括：
提供所述第一玻璃基板和至少由所述第一玻璃基板支撑的所述紫外线(UV)反射涂层；
从至少一个激光源发射激光束，所述激光束包括光学脉冲，所述光学脉冲具有(i)短于1,000飞秒的持续时间和/或(ii)从0.01J/cm2至2.0J/cm2的能量密度；
其中包括光学脉冲的所述激光束入射到所述UV反射涂层上，并且将所述UV反射涂层图案化以得到具有不同的相应UV反射率的图案化区域和非图案化区域，所述激光束入射到所述图案化区域而不入射到所述非图案化区域上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光束包括持续时间短于100飞秒的光学脉冲。
3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述激光束包括持续时间短于50飞秒的光学脉冲。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述UV反射涂层的所有层均为电介质层。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述图案化区域中的表面能与所述非图案化区域中的表面能相差不超过约10％。
6.根据权利要求1至3或5中任一项所述的方法，其中所述UV反射涂层包括夹置在至少第一电介质层与第二电介质层之间的基于银的IR反射层。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中至少所述非图案化区域中的所述UV反射涂层以远离所述第一玻璃基板的顺序包括第一层、第二层、第三层和第四层，并且其中所述第一层和所述第三层是具有至少约2.25的折射率的高折射率层，并且所述第二层和所述第四层是具有不大于1.8的折射率的低折射率层，其中折射率是在550nm处测量的；
其中所述第一层、所述第二层、所述第三层和所述第四层各自是对可见光基本上透明的电介质层；并且
其中IG窗单元具有至少约50％的可见光透射率，并且至少所述非图案化区域中的所述UV反射涂层反射从300nm至400nm范围的至少相当大部分中的UV辐射的至少40％。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中至少所述非图案化区域中的所述UV反射涂层反射从300nm至400nm范围的至少相当大部分中的UV辐射的至少50％。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中初始沉积的所述UV反射涂层的所有层均存在于所述非图案化区域中，并且所述图案化区域仅具有保留在其中的初始沉积的所述UV反射涂层的一部分，使得所述激光束仅烧蚀在所述图案化区域中的所述UV反射涂层的一部分。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述图案化之后，至少由所述激光束图案化的所述图案化区域具有不大于0.4的雾度值。
11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述图案化之后，至少由所述激光束图案化的所述图案化区域具有不大于0.3的雾度值。
12.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述图案化之后，至少由所述激光束图案化的所述图案化区域具有不大于0.2的雾度值。
13.根据任一前述权利要求所述的方法，其中从340nm至370nm，所述非图案化区域中的镜面反射率与所述图案化区域中的镜面反射率之比为至少4:1。
14.根据任一前述权利要求所述的方法，其中从340nm至370nm，所述非图案化区域中的镜面反射率与所述图案化区域中的镜面反射率之比为至少5:1。
15.根据任一前述权利要求所述的方法，其中从340nm至370nm，所述非图案化区域中的镜面反射率与所述图案化区域中的镜面反射率之比为至少7:1。
16.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述图案化期间，所述激光束的能量密度为0.01J/cm2至2.0J/cm2。
17.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述图案化期间，所述激光束的能量密度为0.05J/cm2至1J/cm2。
18.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述图案化期间，所述激光束包括持续时间短于1000飞秒的光学脉冲。
19.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述图案化期间，所述激光束具有1000nm至1100nm的波长。
20.一种IG窗单元，包括：
第一玻璃基板；
第二玻璃基板；
第三玻璃基板；
其中所述第一玻璃基板设置在所述IG窗单元的外侧处，以便面向其中要安装所述IG窗单元的建筑物的外部；
其中所述第二玻璃基板设置在至少所述第一玻璃基板与所述第三玻璃基板之间；
其中所述第三玻璃基板设置在所述IG窗单元的内侧处，以便面向其中要安装所述IG窗单元的建筑物的内部；
图案化UV反射涂层，所述图案化UV反射涂层设置在所述第一玻璃基板上和所述IG窗单元的外表面上，以便面向其中要安装所述IG窗单元的建筑物的外部，其中所述图案化UV反射涂层包括图案化区域和非图案化区域两者，并且其中初始沉积的所述UV反射涂层的所有层均存在于所述非图案化区域中，并且所述图案化区域仅具有保留在其中的初始沉积的所述UV反射涂层的一部分；
其中所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板经由包含聚合物的层合膜彼此层合；
低辐射涂层，所述低辐射涂层设置在所述第二玻璃基板的与所述包含聚合物的层合膜相反的一侧上，使得所述第二玻璃基板位于所述低辐射涂层与所述包含聚合物的层合膜之间；
其中所述第一玻璃基板位于所述图案化UV反射涂层与所述包含聚合物的层合膜之间；
其中所述UV反射涂层不是低辐射涂层的一部分，并且不含有任何基于银或金的IR反射层；并且
其中所述第二玻璃基板至少经由气隙与所述第三玻璃基板间隔开，使得包括所述第一玻璃基板、所述第二玻璃基板和所述包含聚合物的层合膜的层合结构位于所述气隙的外侧上和所述低辐射涂层的外侧上。
21.根据权利要求20所述的IG窗单元，其中所述图案化区域中的表面能与所述非图案化区域中的表面能相差不超过约10％。
22.根据权利要求20至21中任一项所述的IG窗单元，其中所述UV反射涂层以远离所述第一玻璃基板的顺序包括第一层、第二层、第三层和第四层，并且其中所述第一层和所述第三层是具有至少约2.25的折射率的高折射率层，并且所述第二层和所述第四层是具有不大于1.8的折射率的低折射率层，其中折射率是在550nm处测量的；
其中所述第一层、所述第二层、所述第三层和所述第四层各自是对可见光基本上透明的电介质层；并且
其中所述IG窗单元具有至少约50％的可见光透射率，并且所述UV反射涂层反射从300nm至400nm范围的至少相当大部分中的UV辐射的至少40％。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的IG窗单元，其中所述UV反射涂层反射从300nm至400nm范围的至少相当大部分中的UV辐射的至少50％。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的IG窗单元，其中所述UV反射涂层反射从300nm至400nm范围的至少相当大部分中的UV辐射的至少60％。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的IG窗单元，其中所述低辐射涂层包括位于至少第一电介质层与第二电介质层之间的至少一个包含银的红外线(IR)反射层。
26.根据权利要求20至25中任一项所述的IG窗单元，其中所述低辐射涂层包括：包含银的第一红外线IR反射层和包含银的第二红外线IR反射层；设置在所述第一IR反射层与所述第二玻璃基板之间的至少一个电介质层；设置在所述第一IR反射层与所述第二IR反射层之间的至少另一个电介质层，并且其中所述低辐射涂层具有不大于0.10的法向辐射率(En)和/或不大于8欧姆/平方的薄层电阻(Rs)。
27.根据权利要求20至26中任一项所述的IG窗单元，其中所述第二玻璃基板和所述第三玻璃基板由至少一个间隔件和/或边缘密封件彼此间隔开，以便在所述第二玻璃基板与所述第三玻璃基板之间限定气隙。
28.根据权利要求20至27中任一项所述的IG窗单元，其中所述气隙包含氩气。
29.根据权利要求20至28中任一项所述的IG窗单元，其中所述气隙填充有气体和/或被抽空到小于大气压力的压力。
30.根据权利要求20至29中任一项所述的IG窗单元，其中所述UV反射涂层直接接触所述第一玻璃基板。
31.根据权利要求20至30中任一项所述的IG窗单元，其中所述包含聚合物的层合膜包含PVB。
32.根据权利要求20至31中任一项所述的IG窗单元，其中所述第二玻璃基板和所述第三玻璃基板彼此间隔开的距离比所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板彼此分开的距离更大。
33.根据权利要求20至32中任一项所述的IG窗单元，其中所述第二玻璃基板和所述第三玻璃基板彼此间隔开的距离比所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板彼此分开的距离至少大5mm。
34.一种IG窗单元，包括：
第一玻璃基板；
第二玻璃基板；
设置在所述第一玻璃基板上的图案化UV反射涂层，其中所述图案化UV反射涂层包括具有不同的相应UV反射率的图案化区域和非图案化区域两者，并且其中初始沉积的所述UV反射涂层的所有层存在于所述非图案化区域中，并且所述图案化区域仅具有保留在其中的初始沉积的所述UV反射涂层的一部分。
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