CN105339320B - 窗玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的窗玻璃。该窗玻璃包含至少一个基材、减反射涂层和UV反射涂层。该减反射涂层在该UV反射涂层和该基材之间。以包含多个分开的元件的图案化布置来设置该UV反射涂层，每个元件与相邻元件间隔开。

Description

窗玻璃
本发明涉及用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的窗玻璃。本发明还涉及制造这样的窗玻璃的方法。
由撞击窗户导致的鸟类死亡代表了次于栖息地破坏的鸟类死亡率的最大威胁之一。由于玻璃的反射和透明特性，鸟类不会觉察到玻璃是阻挡体。鸟类不会意识到例如天空、其它建筑物、植物以及甚至开放的空间的反射是假的。由此，鸟类撞向玻璃。通常，玻璃是建筑物中的窗玻璃，例如窗户，但同样可以是玻璃阳台、玻璃门等。
由于与建筑物上的玻璃碰撞，每年数百万的鸟类死亡。虽然鸣禽是最多遭受与玻璃碰撞风险的，但是已经报道了将近300个物种作为碰撞受害者，包括蜂鸟、啄木鸟、翠鸟、涉禽和猛禽。可能的是，除了用于建筑的玻璃的量的一般增长以外，随着使得能够建造具有全玻璃幕墙的建筑物的玻璃技术和制备的发展，这些数量还将增长。
鸟类撞击的减少可以以多种方式实现。普通方法包括产生视觉信号，该信号警示鸟类玻璃的存在。已知的技术包括釉料的使用(即在玻璃上设置陶瓷线或点)，纱网、网格或格栅的使用。然而，最近已经显示出，在玻璃上使用紫外线(UV)图案可有助于鸟类探测到玻璃的存在。
许多鸟类家族是四色的，拥有四种类型的视锥细胞，每种视锥细胞具有特有的最大吸收峰。在一些鸟类家族中，对最短波长负责的视锥细胞的最大吸收峰延伸至UV范围，使得其对UV敏感。由此，许多鸟类能看见UV光谱，特别是在300至400nm范围内，该范围对于人类而言在很大程度上不可见。
已知用于防止鸟类碰撞的UV反射的涂覆玻璃是注册商标Ornilux 该玻璃具有UV图案化涂层，其对于鸟类是可见的，但对于人眼是基本上不可见的。不利的是，这样的窗玻璃仅依赖于UV反射涂层，且据认为为了有效，UV图案需要具有强反差。
本发明的目的是提供改进的窗玻璃，用于最小化或防止鸟类与窗户的碰撞。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的窗玻璃，该窗玻璃包含至少一个基材、减反射涂层和UV反射涂层，该减反射涂层在该UV反射涂层和该基材之间，其特征在于：以包含多个分开的元件的图案化布置来设置该UV反射涂层，每个元件与相邻元件间隔开。
所述元件彼此不连接或接触，即它们不互连。有利的是，由于这种布置，简化了窗玻璃的制造，因为当涂覆时，可以容易地将该窗玻璃遮蔽成分开的区域。
优选地，邻近该UV反射涂层设置该减反射涂层。优选地，邻近该基材设置该减反射涂层。
优选地，所述元件包含多个条纹。优选地，平行于所述基材的纵轴线设置该多个条纹。所述元件可包含多个点。优选地，所述元件优选所述条纹和/或点彼此等距离间隔开。该多个条纹和/或多个点可以随机间隔。
优选地，该图案化布置是规则图案。优选地，该图案化布置具有至少一条对称线。优选地，该对称线垂直于该窗玻璃的纵轴线。优选地，该图案化布置包含重复的图案。优选地，该UV反射涂层覆盖底下表面的至少20％。最优选地，所述涂层覆盖底下表面的至少25％。
优选地，设置所述反射涂层的多个基本上2.5cm宽的UV反射条纹，其优选平行于该至少一个基材的纵轴线取向。优选地，所述条纹由基本上5cm、最优选7.5cm的减反射涂层条纹分隔开，所述减反射涂层具有低UV反射系数。优选地，将减反射条纹平行于该至少一个基材的纵轴线取向。
在最优选的布置中，将多个基本上2.5cm宽的UV反射条纹沉积在减反射涂层的顶部上，优选具有10cm的间距。由此，该减反射涂层形成在每对2.5cm宽的UV反射条纹之间的7.5cm减反射条纹。有利的是，该布置提供了在整个可见光范围内的增强反差，但是在UV范围内具有优化的反差。
可以将UV反射涂层设置为基本上5cm宽的UV反射条纹，该UV反射条纹平行于该至少一个基材的纵轴线取向，且优选由基本上2.5cm的减反射涂层条纹来分隔，所述减反射涂层具有低UV反射系数。优选地，将减反射条纹平行于该至少一个基材的纵轴线取向。
可以将UV反射涂层设置为由基本上10cm宽的UV反射列构成的栅格，将该UV反射列设置为平行于该至少一个基材的纵轴线，且由基本上2.5cm宽的减反射涂层条纹来分隔该UV反射列，所述减反射涂层具有低UV反射系数。优选地，将减反射条纹平行于该至少一个基材的纵轴线取向。优选地，垂直于该至少一个基材的纵轴线设置基本上8cm宽的UV反射排，由基本上2.5cm宽的减反射涂层条纹来分隔该UV反射排，所述减反射涂层具有低UV反射系数。优选地，垂直于该至少一个基材的纵轴线设置减反射条纹。
有利的是，与图案化UV反射涂层结合的减反射涂层增强了在图案的一个区域中的鸟类可见UV反射光，同时最小化了在其它区域中的宽频带反射(包括鸟类可见的UV)，从而最大化了在鸟类视野中的表观反差。其效果是产生了对鸟类而言高度可见的图案，从而允许鸟类避免与装有这些涂层的玻璃的建筑物的致命碰撞。
优选地，将该UV反射涂层沉积在该基材的朝向外部的表面上。这个表面通常称作该窗玻璃的“表面#1”。
可以通过施加合适的薄膜干涉涂层－“减反射涂层”来减小玻璃的反射系数。对于宽光谱响应，所述涂层一般落在如下3个类别内：
1)多孔低指数材料例如多孔氧化硅的单层涂层－其赋予介于玻璃和空气之间的中间有效折光指数，由此减小了界面处的反射系数；
2)三层中/高/低折光指数组合。这样的组合的实例是玻璃/46nm ZnSnOx/93nmTiO2/75nm SiO2；
3)四层高/低/高/低折光指数组合，例如“Optiview”涂层(名义上为玻璃/12nmSnOx/25nm SiO2/110nm SnOx/90nm SiO2)。
认为所有所述类别对于本发明的目的为同样有效的，基于相同原则的其它变体也是一样。
优选地，该减反射涂层包含多个层。优选地，所述层包含第一层，该第一层包含锡氧化物(SnO2)。优选地，该第一层(最优选为SnO2)具有在基本上5nm和100nm之间、优选在10nm和50nm之间、优选在10nm和20nm之间、最优选为基本上12nm的几何厚度。
优选地，设置优选包含二氧化硅(SiO2)的第二层，优选该SiO2具有在基本上5nm和100nm之间、优选在10nm和50nm之间、优选在15nm和30nm之间、最优选为基本上25nm的几何厚度。最优选地，将该第二层沉积在该第一层上方。
优选地，设置优选包含掺杂氟的锡氧化物(F:SnO2)的第三层，优选该F:SnO2具有在基本上5nm和200nm之间、优选在50nm和150nm之间、优选在100nm和120nm之间、最优选为基本上110nm的几何厚度。最优选地，将该第三层沉积在该第二层上方。
优选地，设置优选包括SiO2的第四层。优选地，该SiO2具有在基本上5nm和200nm之间、优选在50nm和150nm之间、优选在80nm和100nm之间、最优选为基本上90nm的几何厚度。最优选地，将该第四层沉积在该第三层上方。这样的分别包含所述第一至第四层的减反射涂层被称作Optiview涂层。
优选地，该UV反射涂层包含二氧化钛(TiO2)。优选地，所述涂层具有在基本上10-100nm之间、更优选约10-50nm厚、且最优选基本上35nm厚的几何厚度。优选地，该UV反射涂层可以是钛氧化物(TiO2)的单层。可以通过磁控溅射、CVD、PCVD、溶胶-凝胶或其它薄膜沉积技术来沉积所述涂层。最优选地，通过CVD沉积所述涂层。
在最优选的布置中，该窗玻璃包含具有顺次布置的多个涂覆层：基材，优选玻璃；具有12nm的几何厚度的SnO2；沉积在SnO2上方的具有25nm的几何厚度的SiO2；沉积在SiO2上方的具有110nm的几何厚度的F:SnO2；沉积在F:SnO2上方的具有90nm的几何厚度的SiO2；包含具有35nm的几何厚度的TiO2的UV反射涂层。
优选地，该至少一个基材是玻璃、优选浮法或轧制玻璃的层片。优选地，该玻璃基材或每个玻璃基材是超透明玻璃(具有大于85％的可见光透射(用光源A测得)的玻璃)板，其厚度优选从2至20mm、最优选基本上4mm的几何厚度。该基材可以是低铁浮法玻璃，例如具有0.015％w/w或更低的铁含量。该基材或每个基材可以是具有小于85％的可见光透射的着色玻璃的层片。
本发明不限于作为建筑物中的窗玻璃的基材。例如，该基材可以是门、阳台、拱肩。该基材可以由聚合物材料制造。
优选地，该基材包含表面#1和表面#2。在使用中安装时，表面#1是基材朝向建筑物外部的基材表面。
优选地，将减反射涂层设置在该基材的表面#1和/或表面#2上。最优选地，当在表面1#上设置该减反射涂层时，优选将UV反射涂层设置在该减反射涂层的至少一部分的顶部上。该减反射涂层可以在表面#2上，且UV反射涂层直接沉积在所述减反射涂层的顶部上。最优选地，将该减反射涂层设置在表面#1上，且将该UV反射涂层的图案化元件直接设置在所述减反射涂层的顶部上。优选地，将该UV反射涂层设置在该窗玻璃的朝向外部的表面上。有利的是，通过在多个对比区域中结合UV反射涂层和减反射涂层，本布置提供了在窗玻璃中的增强的反差。
可以将该减反射涂层设置在该基材的表面#2上，且可以将该UV反射涂层设置在该基材的表面#1上。
优选地，该窗玻璃包含另一涂层，优选阳光控制涂层，优选低发射率(low-E)涂层。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的窗玻璃，该窗玻璃包含至少一个基材、减反射涂层和UV反射涂层，其特征在于：将该减反射涂层设置在基材的表面上，该表面不同于其上设置有UV反射涂层的表面。最优选地，以包含多个分开的元件的图案化布置来设置该UV反射涂层。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的窗玻璃，该窗玻璃包含至少一个基材、减反射涂层和UV反射涂层，其特征在于：该减反射涂层以并列配置的方式邻近该UV反射涂层。更优选地，以包含多个分开的元件的图案化布置来设置该UV反射涂层。将该UV反射涂层设置为在该基材上的多个UV反射条纹。每个所述条纹优选位于邻近减反射条纹。
在另一方面，本发明提供了一种用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的隔离窗玻璃单元，包含第一窗玻璃材料片、第二窗玻璃材料片、减反射涂层和UV反射涂层，其特征在于：该减反射涂层在该UV反射涂层与第一窗玻璃材料片和/或第二窗玻璃材料片之间。最优选地，以包含多个分开的元件的图案化布置来设置该UV反射涂层。
优选地，在该第一窗玻璃材料片和第二窗玻璃材料片之间设置空间，其中该第一窗玻璃材料片具有第一表面(表面#1)和相对的第二表面(表面#2)，该第一窗玻璃材料片的第二表面朝向该空间。该第二窗玻璃材料片具有第三表面(表面#3)和相对的第四表面(表面#4)，该第二窗玻璃材料片的第三表面朝向该空间。在使用中，表面#1朝向建筑物的外部。
优选地，将该减反射涂层设置在该单元的第一表面上。优选地，在该单元上、优选在该第二表面上设置第二减反射涂层。最优选地，将该UV反射涂层设置在第一表面和/或第二表面上的减反射涂层的顶部上。可以将该第二减反射涂层设置在该单元的第四表面上。
在另一方面，本发明提供了一种用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的隔离窗玻璃单元，包含第一窗玻璃材料片、第二窗玻璃材料片、减反射涂层和UV反射涂层，其特征在于：将该减反射涂层设置在第一片和/或第二片的表面上，该表面不同于其上设置有该UV反射涂层的表面。最优选地，以包含多个分开的元件的图案化布置来设置该UV反射涂层。
优选地，在表面#1和/或表面#2和/或表面#3和/或表面#4上设置另一减反射涂层。优选地，在表面#1和/或表面#2和/或表面#3和/或表面#4上设置另一UV反射涂层。
在另一方面，本发明提供了一种用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的隔离窗玻璃单元，包含第一窗玻璃材料片、第二窗玻璃材料片、第三窗玻璃材料片、至少一个减反射涂层和至少一个UV反射涂层，其特征在于：所述减反射涂层在该UV反射涂层与第一窗玻璃材料片和/或第二窗玻璃材料片和/或第三窗玻璃材料片之间。更优选地，以包含多个分开的元件的图案化布置来设置该UV反射涂层。
优选地，该第一窗玻璃材料片具有第一表面(表面#1)和相对的第二表面(表面#2)，该第二窗玻璃材料片具有第三表面(表面#3)和相对的第四表面(表面#4)，且该第三窗玻璃材料片具有第五表面(表面#5)和相对的第六表面(表面#6)。在建筑物窗玻璃的使用中，表面#1朝向建筑物的外部，且表面#6朝向建筑物的内部。
优选地，将该减反射涂层设置在表面#1上。可以在表面#2和/或表面#3和/或表面#4和/或表面#5和/或表面#6上设置该减反射涂层或另一减反射涂层。最优选地，在表面1上设置UV反射涂层，优选将该UV反射涂层直接沉积在该减反射涂层上方。可以在表面#2和/或表面#3和/或表面#4和/或表面#5和/或表面#6上设置该UV反射涂层或另一UV反射涂层。
优选地，在表面#2和/或表面#3和/或表面#4和/或表面#5和/或表面#6上设置至少一个阳光控制涂层或低发射率涂层。
优选地，所述UV反射涂层或每个所述UV反射涂层包含二氧化钛(TiO2)。优选地，所述涂层具有在基本上10-100nm之间、更优选约10-50nm厚、且最优选35nm厚的几何厚度。优选地，该UV反射涂层可以是钛氧化物(TiO2)的单层。可以通过磁控溅射、CVD、PCVD、溶胶-凝胶或其它薄膜沉积技术来沉积所述涂层。最优选地，通过CVD沉积所述涂层。优选地，该减反射涂层或每个减反射涂层包含多个层，该多个层包含：具有12nm的几何厚度的SnO2；沉积在SnO2上方的具有25nm的几何厚度的SiO2；沉积在SiO2上方的具有110nm的几何厚度的F:SnO2；沉积在F:SnO2上方的具有90nm的几何厚度的SiO2。最优选地，将包含具有35nm的几何厚度的TiO2的该UV反射涂层或每个UV反射涂层沉积在该SiO2上方。
在另一方面，本发明提供了一种制造用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的窗玻璃的方法；该方法包括以下步骤：
a)提供至少一个基材；
b)在该基材的表面上沉积至少一个减反射涂层；
c)在该减反射涂层或每个减反射涂层上方沉积至少一个UV反射涂层。
最优选地，该UV反射涂层包含多个分开的元件，优选每个元件与相邻元件分隔开。
优选地，该UV反射涂层包含TiO2。优选地，该减反射涂层包含SiO2。
优选地，采用化学气相沉积工艺进行步骤(b)。优选地，采用溅射工艺、优选通过阴影掩模(shadow masking)溅射氧化钛来进行步骤(c)。可以通过磁控溅射、PCVD、溶胶-凝胶、局部沉积或其它薄膜沉积技术来进行该工艺或每个工艺。可以通过溶胶凝胶工艺来沉积该UV反射涂层。
在另一方面，本发明提供了如上文所述的窗玻璃或窗玻璃单元作为防鸟类碰撞的安全窗玻璃的用途。
本文中所描述的所有特征可以以任何组合与以上任一方面组合。
现在将仅通过举例的方式参考附图来描述本发明的实施方案，其中：
图1显示了根据本发明的窗玻璃的示意性截面图；
图2显示了根据本发明的窗玻璃的一部分的示意性截面图；
图3显示了根据本发明的窗玻璃的平面图；
图4显示了对于在第一表面上具有Optiview涂层的4mm透明浮法基材拟合的光学模型的透射系数和反射系数图；
图5显示了不同窗玻璃的BUVAMI曲线的演变；
图6显示了与图1的窗玻璃相关的随TiO2厚度变化的BUVAM1变化的图形；
图7显示了图1的窗玻璃的可见颜色属性曲线；
图8显示了根据本发明的窗玻璃的实施方案的示意性截面图；
图9显示了与图8的窗玻璃相关的BUVAM1随TiO2厚度变化的图形；
图10显示了图8的窗玻璃的可见颜色属性曲线；
图11显示了根据本发明的窗玻璃的实施方案的示意性截面图；
图12显示了与图11的窗玻璃相关的BUVAM1随TiO2厚度变化的图形；
图13显示了图11的窗玻璃的可见颜色属性曲线；
图14显示了根据本发明的窗玻璃的实施方案的示意性截面图；
图15显示了与图14的窗玻璃相关的BUVAM1随TiO2厚度变化的图形；
图16显示了图14的窗玻璃的可见颜色属性曲线；
图17显示了根据本发明的窗玻璃的实施方案的示意性截面图；
图18显示了与图17的窗玻璃相关的BUVAM1随TiO2厚度变化的图形；
图19显示了图17的窗玻璃的可见颜色属性曲线；
图20显示了根据本发明的窗玻璃的实施方案的示意性截面图；
图21显示了与图20的窗玻璃相关的BUVAM1随TiO2厚度变化的图形；
图22显示了图20的窗玻璃的可见颜色属性曲线；
图23显示了根据本发明的窗玻璃的实施方案的示意性截面图；
图24显示了与图23的窗玻璃相关的BUVAM1随TiO2厚度变化的图形；
图25显示了图23的窗玻璃的可见颜色属性曲线；
图26显示了根据本发明的窗玻璃的实施方案的示意性截面图；
图27显示了与图26的窗玻璃相关的BUVAM1随TiO2厚度变化的图形；
图28显示了图26的窗玻璃的可见颜色属性曲线；和
图29显示了根据本发明的三层玻璃单元的示意性截面图。
图1显示了根据本发明的窗玻璃2。该窗玻璃包含具有第一表面8和第二表面10的浮法玻璃的4mm玻璃基材4。当在使用中安装时，该第一表面8是该窗玻璃的朝向建筑物外部的表面，通常称作该窗玻璃的“表面#1”。将减反射涂层12(通过剖面线显示)直接设置在该第一表面8上，且以包含多个分开的元件14的图案化布置将UV反射涂层14设置在该减反射涂层12的顶部上。
在浮法炉的浮法槽区域中，采用化学气相沉积(如在WO97/42357A1中所描述的工艺，由此将其并入)在基材4上沉积该减反射涂层12。所述涂层12由如图2所示的多个层构成，包括：具有约12nm的几何厚度的SnO2的第一层16；沉积在该第一层16上方的具有约25nm的几何厚度的SiO2的第二层18；沉积在该第二层18上方的具有约110nm的几何厚度的F:SnO2的第三层20；和沉积在该第三层20上方的具有约90nm的几何厚度的SiO2的第四层22。在下文还将这样的涂层称作Optiview涂层。
该UV反射涂层14包含具有约31nm的几何厚度的钛氧化物。如图3所示，该涂层14以条纹状图案直接沉积在该减反射涂层12的顶部上。如将在下面进一步详细描述的，通过溅射涂覆进行沉积。
为了沉积用于鸟类视野的优化涂层，进行了光学建模模拟。建立了减反射涂层12的基本模型，以容许模拟在不同结构中的不同溅射的TiO2厚度。如在图中所示，对多个窗玻璃构造进行了建模。采用CODETM光学建模软件来建立如图4所示的减反射涂层12的光学响应的有效近似。
TiO2涂层优化
由于鸟类视野不由通常的标准积分光学值(integrated optical values)所覆盖，所以需要建立新的积分值(integrated value)。这是基于我们的理解：鸟类短波UV眼睛敏感峰位于370nm处，且在FWHM处具有约±25nm宽度。由于阳光曲线在该区域中的强度迅速降低，这种情况是复杂的。通过将两个归一化版本相乘来获得积分值的合适的组合曲线。这个曲线被称为BUVAM1，且与其原曲线一起显示在图5中。
BUVAM1是鸟类可见UV能量的量度，该鸟类可见UV能量是通过卷积高斯曲线计算的，其与空气-质量1(AM1)太阳能曲线表征鸟类UV锥形视野。该高斯曲线中心位于370nm，且在FWHM处具有约±25nm宽度。将该BUVAM1曲线对涂层的测量/预测的光谱进行积分，以给出积分的BUVAM1曲线。
可以采用该BUVAM1曲线作为用于对在CODE光学建模软件内的模型光谱曲线积分的数据源。可以用其产生用于不同结构实施方案的积分鸟类UV图，并优化那些结构的性能和颜色。
对于变化的TiO2厚度，从该结构的任一侧计算了如图1所示的单层玻璃结构的BUVAM1反射系数。显示在图6中的数据允许对BUVAM1反射系数的优化。清楚的是，在外表面(表面#1)上具有TiO2涂层(如图6中的由标注为“BUVAM1TiO2侧R”的“方块”线所表征的)给出了对于给定TiO2厚度的最佳UV反射系数。在35nm附近获得了最大反射系数，并且TiO2侧反射系数是无UV涂覆玻璃的反射系数的约六倍。图7显示了直接涂覆在玻璃基材上的减反射涂层(Optiview涂层)上的单层玻璃TiO2图案的可见颜色属性。
图8显示了单层玻璃结构的实施方案，其中该UV反射涂层14直接沉积至玻璃基材4的表面#1上，且该减反射涂层12沉积至该基材的表面#2上。图9和10再次显示了在外表面上具有TiO2的优点。
对于如图11中所示的在外表面(表面#1)上具有TiO2涂层的双层玻璃单元(DGU)100进行了相同的BUVAM1计算。减反射涂层12沉积在表面#2(10)上。图11和12可分别与图8和9(单层玻璃情况)比较，其显示了最大下降在相同的位置，且曲线具有相同形状，但略微向上偏移。由于DGU结构，这些曲线偏离至更大程度。该重要特征是在0nm TiO2处的玻璃反射系数。这接近于单层玻璃情况的两倍，且意味着在UV涂覆条纹和非UV涂覆玻璃之间的反差比将大致减半。图13显示了通过内部的透明玻璃，颜色略微柔和。随着黄色透射和蓝色反射的小的减小，红色透射略微减小。
图14显示了本发明的替代性实施方案，其中DGU200具有在该窗玻璃的表面#1上的减反射涂层12和在朝向该单元的空间40的表面10(表面#2)上的UV反射涂层14。图15可以与图9(单层玻璃情况)和图12(在表面#1上具有TiO2的双层玻璃)相比较。从图15中清楚的是，具有透明玻璃板作为外侧层片比在表面#1上具有减反射涂层更好。这是对于这个双层玻璃选择的有利布置，因为将溅射的涂层保持在该DGU内，由此其不太倾向于损害。该布置的可见颜色属性如图16所示。与在表面#1上具有TiO2的窗玻璃相比，没有显著区别。
图17显示了本发明的具有DGU300的另一替代性实施方案，该DGU300具有在表面#1上的减反射涂层12和在第一层片的表面#2上的第二减反射涂层112。将UV反射性涂层14以条纹状布置沉积在该表面#2上的涂层112上方。模型计算如图18和19所示。令人惊奇的是，通过在该外表面上包括额外的减反射层12没有显著改进反差比。然而，这个反差比仅基于鸟类UV反射系数的差异。可见光反射系数减小，且这会降低在没有TiO2图案化的玻璃区域中的总体反射系数。这种设计赋予了强得多的黄色透射颜色和更蓝的反射。
图20显示了本发明的具有DGU400的另一实施方案，该DGU400具有在表面#1上的减反射涂层12和在表面#2上的第二减反射涂层112，以及沉积在表面#1上的涂层12的顶部上的UV反射涂层14。如图21所示，相比于在内表面上具有TiO2的构造，这种构造产生了更高的完全(outright)BUVAM1和更高的反差比。图22显示了颜色仍然是适度地黄/蓝。
图23显示了本发明的具有DGU500的另一实施方案，该DGU500具有在表面#1上的减反射涂层12和在该单元的表面#4(30)上的第二减反射涂层112。UV反射涂层14沉积在表面#4上的涂层112的顶部上。对于具有两个减反射涂层的窗玻璃而言，这会是更简单的构造，而非向涂覆的板施加相反涂层。此外，直接涂覆该减反射涂层确保了最小化背面损伤的问题，且局部破坏了减反射效果。其它性能类似于图24和25中所示。
图26显示了本发明的另一替代性实施方案，其中DGU600包含在表面#1上的减反射涂层12和在表面#4上的第二减反射涂层112。在已知作为表面#3的第二层片的内表面32上沉积UV反射涂层14。有利的是，这种结构较容易制造，且具有改进的颜色的优点，如图28所示；这必须与低BUVAM1值和低反差平衡。
图29显示了三层玻璃单元700的实施方案。该单元700包含第一窗玻璃材料片4、第二窗玻璃材料片104和第三窗玻璃材料片204。如图所示，在所述片的表面#1、#3、#4、#5和#6上设置减反射涂层12、112、212、312和412。在该减反射涂层12的顶部上以条纹状布置设置UV反射涂层14。在表面#2上设置阳光控制涂层50。还可以将低发射率涂层沉积在表面#2和/或表面#5和/或表面#6上。
将结果列在以下表1和表2中，其中表1显示了15nm的TiO2涂层，表2显示了35nm的TiO2涂层。下面进一步详细描述所测量的值。
反差比是TiO2条纹的BUVAM1和未涂覆的Optiview的BUVAM1的比率。除非另有说明，这是指外反射。
即反差比＝TiO2条纹的BUVAM1/Optiview的BUVAM1
Rvis/BUVAM1是显示了例如在一个条纹中反射的总能量如何偏斜离开鸟类可见UV的比率。对于UV反射条纹而言，较小的数字较好。
表1－15nm TiO2的积分性质总结
表2－35nm TiO2的积分性质总结
结果显示具有图1布置的单层玻璃板给出特别良好的优化性能。关于DGU布置，通过图20的布置显示了最高性能选择。有利的是，当将TiO2涂层(UV反射性涂层)直接沉积在减反射涂层12(即如图2所示具有Optiview涂层的玻璃基材)上时，获得了最佳性能。
关于结构设计，15nm和35nm的TiO2厚度均显示了相同的图案，但是35nm的实施方案的性能好得多。这是以颜色为代价的，当从15nm移至35nm时，透射b*从5.3移至8.5。如以下详述的，构造试验样品以证实建模数据。根据建模数据，最大鸟类可见度的优化设计包含直接涂覆在已涂覆减反射涂层(Optiview)的基材上的35nm的氧化钛的条纹状图案。为了便于制造，通过阴影掩模溅射氧化钛来沉积氧化钛图案。
试验样品
将4mm基材的验证样品制成两种尺寸：650mm宽×1000mm高，和500mm宽×1000mm高。该图案是间距为100mm的25mm宽的TiO2条纹(即如图3中示意性所示，75mm宽的OptiView条纹在每对TiO2条纹之间)。该图案是规则的重复图案。所沉积的涂层的光学建模显示了TiO2膜是31nm厚，且提供了优于在该图案中鸟类UV可见反差的预期增强(反差比为9)。额外的改进来自于在Optiview基材中的低于所预测的UV反射系数。这显示了用于最小化UV反射系数的Optiview设计的控制对于最大化UV反差是重要的。
理论上，该涂层可以以任何数量的涂覆技术沉积，所述涂覆技术包括但不限于化学气相沉积、溅射、溶胶-凝胶涂覆、蒸发、电镀/氧化、等离子体增强CVD、原子层沉积、脉冲激光沉积和各种印刷技术。然而，对于这一特定的试验工作，采用了反应磁控溅射。
涂覆工作-试验的
用减反射涂层涂覆4mm的浮法玻璃基材；该基材叠层包含玻璃/12nm SnO2/25nmSiO2/110nm F:SnO2/90SiO2(Optiview)。由切至75mm宽度的薄玻璃制成阴影掩模，且采用真空相容胶黏剂带附接该阴影掩模。在等离子发射监测-控制的氧反应性溅射中，采用纯Ti金属靶沉积氧化钛。工艺条件如表3所示。
表3-TiO2沉积参数
尽管名义涂层厚度是35nm，但通过在同时涂覆作为Optiview的透明浮法玻璃基材上的单层的光学建模来计算实际沉积的厚度。这给出在31nm厚度处的良好拟合。即使这小于35nm的目标，对鸟类UV反射系数的影响也是最小化的。
结果
由于所有的涂覆作业具有相同的沉积条件，考虑了一个样品的光学测量。采用Hunterlab Ultrascan Pro在350和1100nm之间进行了分光光度计测量。这个范围并不完全覆盖该BUVAM1曲线，因为其排除了大致11％的能量。然而，本领域技术人员将理解，这足以提供关于涂层性能是否如所预期的粗略估计，且为了比较，将模型数据和实验数据均截止在350nm以下。表4列出了测量数据的积分值，且将其与在相同Opt iview叠层基材上的31nmTiO2层的预期值和在更高UV反射系数基材上的目标35nm设计上的预期值相比较。在3个涂布机作业中制造样品。
表4-在Optiview上31nm TiO2的目标性能、预测性能和测量性能的比较
Rvis/BUVAM1是显示例如在一个条纹中反射的总能量如何偏斜离开鸟类可见UV的比率。对于UV反射条纹而言，较小的数字较好。对于上述实施例，这个范围在2至2.3之间。这意味着与UV相比较，该条纹反射两倍大的“非UV”光。为了对比Optiview基材，有利的是使这一比率尽可能大。对于没有TiO2的试验Optiview样品，这一比率是约3.5。
该结果显示了试验数据紧密地遵循预期，除透射率b*外，其受到在可见光谱蓝端的小误差的强烈影响。所测量的值类似于在更高UV反射Optiview上的原始35nm预测值，但是基材UV反射系数的差异产生在计算的反差比中的显著差异，该反差比使用其作为分母。在330和430nm之间的UV反射系数设计的控制是最大化在Optiview和TiO2条纹之间的BUVAM1差异的重要因素。
有利的是，结果显示可以通过优选添加基本上35nm厚的TiO2且选择正确的窗玻璃结构来显著增强在TiO2涂覆区域和其未涂覆的周围区域之间的鸟类UV反差。通过在表面#1上的Optiview涂层上方涂覆TiO2(如图1中所示)获得了最佳性能。这通过在相同板的反面上或在DGU中的另一板上的第二这样的减反射涂层来进一步增强。
开发了图案化的多层涂层，其具有用于鸟类视野的增强的反差。本发明提供了玻璃基材与宽频带减反射涂层和增强的UV反射涂层的组合。这些涂层可以以不同的次序与厚度组合，以获得一系列的增强的UV反差效果。在一些实施方案中，采用该UV反射涂层以破坏AR涂层的减反射性能，同时仍然增强UV反射系数，以甚至进一步最大化图案反差。
进一步有利的是，该反射性TiO2不仅提供了增强的UV反射系数，而且破坏了在条纹位置处的Optiview涂层的减反射效果。这赋予了UV图案的双重增强。由此，鸟类容易看到对比图案，从而最小化了鸟类与窗玻璃碰撞的风险。
读者的注意力被引导至与本申请相关的与该申请文件同时或更早提交并与本申请文件一起开放给公众查阅的所有论文与文献，通过引用将所有此类论文和文献的内容并入本文。
本申请文件(包括任何所附权利要求书、摘要和附图)中公开的所有特征和/或由此公开的任何方法或工艺的所有步骤可以以任何组合结合，其中至少一些此类特征和/或步骤互相排斥的组合除外。
本申请文件(包括任何所附权利要求书、摘要和附图)中公开的各个特征可以由用于相同、等效或类似目的的替代性特征代替，除非另行明确说明。因此，所公开的各个特征仅仅是一般系列的等效或类似特征的一个实例，除非另行明确说明。
本发明不限于上述一个或多个实施方案的细节。本发明延伸至本申请文件(包括任何所附权利要求书、摘要和附图)中公开的特征的任何新颖的单个特征或任何新颖特征的组合，或延伸至由此公开的任何方法或工艺的步骤的任何新颖的单个步骤或任何新颖步骤的组合。

Claims (20)

1.一种用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的窗玻璃，该窗玻璃包含至少一个基材、减反射涂层和UV反射涂层，该减反射涂层在该UV反射涂层和该基材之间，其特征在于：以包含多个分开的元件的图案化布置来设置该UV反射涂层，每个元件与相邻元件间隔开。
2.如权利要求1所述的窗玻璃，其中该图案化布置具有至少一条对称线。
3.如前述任一项权利要求所述的窗玻璃，其中该图案化布置包含多个条纹。
4.如权利要求3所述的窗玻璃，其中所述条纹彼此等距离间隔开。
5.如权利要求3所述的窗玻璃，其中设置了所述反射涂层的多个2.5cm宽的UV反射条纹，每个所述条纹由7.5cm的减反射涂层条纹分隔开。
6.如权利要求1-2和4-5任一项所述的窗玻璃，其中邻近该基材设置该减反射涂层。
7.如权利要求1-2和4-5任一项所述的窗玻璃，其中将该UV反射涂层沉积在该基材的朝向外部的表面上。
8.如权利要求1-2和4-5任一项所述的窗玻璃，其中将该减反射涂层设置在该基材的表面#1上，且将UV反射涂层的多个图案化区域直接设置在所述减反射涂层的顶部上。
9.一种用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的窗玻璃，该窗玻璃包含至少一个基材、减反射涂层和UV反射涂层，其特征在于：以包含多个分开的元件的图案化布置来设置该UV反射涂层，且将该减反射涂层设置在基材的表面上，该表面不同于其上设置有UV反射涂层的表面。
10.一种用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的隔离窗玻璃单元，包含第一窗玻璃材料片、第二窗玻璃材料片、至少一个减反射涂层和至少一个UV反射涂层，其特征在于：以包含多个分开的元件的图案化布置来设置该UV反射涂层，且所述减反射涂层在所述UV反射涂层与第一窗玻璃材料片和/或第二窗玻璃材料片之间。
11.如权利要求10所述的隔离窗玻璃单元，其中在该单元的表面#1上设置该减反射涂层，且在表面#4上设置第二减反射涂层，其中将该UV反射涂层设置在表面#1上的减反射涂层的顶部上。
12.一种用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的隔离窗玻璃单元，包含第一窗玻璃材料片、第二窗玻璃材料片、至少一个减反射涂层和至少一个UV反射涂层，其特征在于：以包含多个分开的元件的图案化布置来设置该UV反射涂层，且将所述减反射涂层设置在第一片和/或第二片的表面上，该表面不同于其上设置有所述UV反射涂层的表面。
13.一种用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的隔离窗玻璃单元，包含第一窗玻璃材料片、第二窗玻璃材料片、第三窗玻璃材料片、至少一个减反射涂层和至少一个UV反射涂层，其特征在于：以包含多个分开的元件的图案化布置来设置该UV反射涂层，且该减反射涂层在该UV反射涂层与第一窗玻璃材料片和/或第二窗玻璃材料片和/或第三窗玻璃材料片之间。
14.如权利要求1-2、4-5和9-13任一项所述的窗玻璃或窗玻璃单元，其中所述UV反射涂层或每个所述UV反射涂层包含具有在10-50nm厚之间的几何厚度的二氧化钛。
15.如权利要求1-2、4-5和9-13任一项所述的窗玻璃或窗玻璃单元，其中该减反射涂层或每个减反射涂层包含SnOx和/或SiO2。
16.如权利要求15所述的窗玻璃或窗玻璃单元，其中所述减反射涂层包含多个层，所述层包含：包含锡氧化物的第一层；包含硅氧化物的第二层；包含掺杂氟的锡氧化物的第三层；和包含硅氧化物的第四层。
17.如权利要求16所述的窗玻璃或窗玻璃单元，其中在该减反射涂层的第四层上设置该UV反射涂层。
18.一种制造用于最小化或防止鸟类与窗户或其它窗玻璃碰撞的窗玻璃的方法；该方法包括以下步骤：
a)提供至少一个基材；
b)在该基材的表面上沉积至少一个减反射涂层；
c)在该减反射涂层或每个减反射涂层上方，以图案化布置来沉积至少一个UV反射涂层，该图案化布置包含多个分开的元件。
19.如权利要求18所述的方法，其中采用化学气相沉积工艺进行步骤(b)。
20.如前述任一项权利要求所述的窗玻璃或窗玻璃单元作为防鸟类碰撞的安全窗玻璃的用途。
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