[发明专利]具有抗裂低辐射悬置薄膜的隔热玻璃单元

说明书

本发明涉及隔热玻璃单元（IGU），其中悬置和张紧在IGU中的薄膜具有低辐射（低-E）涂层堆叠体，特别强调在该涂层堆叠体中形成的红外反射层的品质和该低-E涂层堆叠体的抗开裂性或抗龟裂性。

授予Lizardo等人的美国专利No. 4,335,166描述了一种隔热玻璃单元（IGU），其包含具有支承一对隔开但基本平行的玻璃板之间的可热收缩塑料片材的间隔条的框架以提供整体单元。加热该装配单元使得塑料片材收缩以张紧和无皱。该塑料片可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜，其可以在一面或两面上用红外反射材料涂布。

授予Meyer等人的美国专利No. 4,799,745描述了类似于上述Lizardo专利的可用于IGU的视觉上透明的红外（IR）反射复合膜。透明载体可选自刚性和非刚性但可收缩性极低的固体，包括玻璃和各种聚合物（包括PET）。在该载体的一个表面上溅射沉积3或7个交替的介电层和金属层的层堆叠体。该介电层可以由具有1.75至2.25的折光指数的无机金属或半金属氧化物或盐，如氧化铟、氧化锡、二氧化钛、二氧化硅、氧化铋、氧化铬、硫化锌、氟化镁或其混合物构成。也公开了聚合物电介质。该金属层可以由银、金、铂、钯、铝、铜、镍或其合金（例如银与最多25%金的合金）构成。两个或三个金属层之间的间隔介电层具有40-200纳米，优选50-110纳米，尤其是70-100纳米的厚度。该堆叠体外侧上的界面介电层具有20-150纳米，优选25-90纳米，尤其是30-70纳米的厚度。（这些厚度是针对无机介电材料。具有更低折光指数的聚合物介电层据公开略厚。）金属层具有12-80纳米的合计总厚度，各金属层具有4-40纳米，优选4-17纳米，尤其是5-13纳米的厚度，指出各双金属层堆叠体为10-12纳米，对各三金属层堆叠体为5-10纳米。

各种窗户组件具有层压到或直接沉积到一个或多个玻璃基板上的薄膜涂层，而非将片材悬在成对玻璃板之间的空间中。

授予Le Masson等人的美国专利No. 6,503,636描述了一种透明聚合物（例如聚酯）基板，其带有包括至少一个反射热辐射的银层的层堆叠体。构造该堆叠体以防止应力使其层离或卷起。特别地，在张应力下的AlN层的存在补偿与该银层邻接的小于15纳米厚的ZnO层中的压应力，以使该薄膜在层压时铺平。

都授予Miyazaki等人的美国再颁专利RE 37,446和美国专利No. 5,532,062描述了包含被交替的氧化物膜和金属膜的堆叠体涂布的玻璃基板的低辐射薄膜。距基板最远的氧化物膜具有不大于1.1 × 10¹⁰达因/平方厘米的内应力以防止该表面膜因湿损与下方金属层剥离，随之产生浑浊或雾浊。为了实现这种内应力降低，相对于包括Zn的总量计，用总共最多10原子%，优选2至6原子%的Si、B、Ti、Mg、Cr、Sn或Ga的至少一种掺杂该20-70纳米厚的最外ZnO膜。更靠近基板的其它氧化物层可选自ZnO、SnO₂、ZnO-SnO₂多层或类似于最外氧化物层的掺杂ZnO。至少一个金属膜层可以是由Ag或主要组分是Ag并包括Au、Cu和Pd的至少一种的合金构成的IR反射层。

氧化锌是用于银生长的公知晶种层。ZnO晶种层越厚，银在晶种上的外延生长越好。这产生更优质的银和因此在银的给定面积-比量（area-specific amount）下更低的辐射系数。但是，在将薄膜层张紧悬置在窗玻璃板之间而非直接涂布到窗玻璃板上的情况下，高结晶氧化锌的脆性成为问题。该薄膜的收缩或张紧倾向于使氧化锌层开裂，以形成无数可见裂纹的网络。过度收缩（≥≈1.0%）产生裂化薄膜。但是，过小的收缩（≤≈0.5%）产生下垂或起皱的薄膜，这也表现为由窗户内的该薄膜反射的图像畸变。当IGU暴露在升高的环境温度下时，低薄膜张力造成的畸变加剧，因为该薄膜的热膨胀系数高于玻璃板。

传统上这还不成问题，因为已使用In₂O₃作为晶种层材料，而In₂O₃相比之下具有更非晶或玻璃质的结构，因此不容易开裂。但是，In₂O₃不是用于沉积优质（较低辐射系数）银的良好晶种。

发明概述

提供一种IGU，其中悬置并张紧的涂布薄膜具有最多15纳米厚的ZnO晶种层。较薄的ZnO更能承受张紧薄膜的应变而不开裂，同时仍能充当用于沉积优质银的合格晶种。

附图简述