(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂縁、底部縁および向かい合った側縁によって規定される主表面を有する単一ガラスシート基板；
前記主表面の第１被覆表面セグメント； 
前記主表面の第２被覆表面セグメント；および
前記主表面の遷移被覆表面セグメント；
を有して成る被覆基板であって、
前記第１被覆表面セグメントが、前記頂縁を有して成り、前記向かい合った側縁の間にて該頂縁から第１境界（前記頂縁と前記底部縁との間の前記主表面に位置付けられた該第１境界）まで延在しており、また、該第１被覆表面セグメントは、少なくとも１つの層を有して成る第１積層系を有して成り、
前記第２被覆表面セグメントが、前記底部縁を有して成り、前記向かい合った側縁の間にて該底部縁から第２境界（前記頂縁と前記底部縁との間の前記主表面に位置付けられた該第２境界）まで延在しており、また、該第２被覆表面セグメントは、少なくとも１つの層を有して成る第２積層系を有して成り、
前記遷移被覆表面セグメントが、前記第１境界、前記第２境界、および前記主表面の向かい合った側縁を有して成り、また、該遷移被覆表面セグメントが、前記第１積層系と前記第２積層系との間の穏やかな厚さの少なくとも１つの層を有して成り、また
前記第１被覆表面セグメントが高可視光透過領域を規定し、前記第２被覆表面セグメントが低可視光透過領域を規定する、被覆基板。
【請求項２】
前記第１積層系が複数の層を有して成り、前記第２積層系が複数の層を有して成る、請求項１に記載の被覆基板。
【請求項３】
前記第１被覆表面セグメントおよび前記第２被覆表面セグメントのどちらかまたは両方が、低放射率コーティングを有して成る、請求項２に記載の被覆基板。
【請求項４】
前記第１積層系および前記第２積層系の複数の層が同じであり、該第１積層系には該第２積層系と比べた１以上の層の違いがある、請求項２に記載の被覆基板。
【請求項５】
前記１以上の層の違いが、１以上の追加的な層、１以上のより少ない層、より大きい厚さを有する１以上の層、より小さい厚さを有する１以上の層および／または異なる材料の１以上の層を有する、請求項４に記載の被覆基板。
【請求項６】
前記１以上の層の違いが、前記主表面の前記遷移被覆表面セグメントに及んで徐々に生じる、請求項５に記載の被覆基板。
【請求項７】
前記第１被覆表面セグメントが６０％以上の可視光透過率を有し、前記第２被覆表面セグメントが４０％以下の可視光透過率を有する、請求項３に記載の被覆基板。
【請求項８】
前記第２被覆表面セグメントが、前記第１被覆表面セグメントの日射熱取得率よりも小さい日射熱取得率を有する、請求項７に記載の被覆基板。
【請求項９】
前記第１被覆表面セグメントが、前記主表面の合計表面積の１０％〜４０％である、請求項１に記載の被覆基板。
【請求項１０】
前記単一ガラスシート基板が、フロートガラスである、請求項１に記載の被覆基板。
【請求項１１】
被覆基板の製造方法であって、当該方法が：
ａ)頂縁、底部縁および向かい合った側縁によって規定される主表面を有するガラスシート基板を準備すること；
ｂ)前記主表面の第１表面セグメント上に第１コーティングを堆積すること；および
ｃ)前記主表面の第２表面セグメント上に第２コーティングを堆積すること；
を有して成り、
前記第１表面セグメントが、前記頂縁を有して成り、前記向かい合った側縁の間にて該頂縁から第１境界（前記頂縁と前記底部縁との間の前記主表面に位置付けられた該第１境界）まで延在しており、また、該第１表面セグメントは高可視光透過領域を規定し、
前記第２表面セグメントが、前記底部縁を有して成り、前記向かい合った側縁の間にて該底部縁から第２境界（前記頂縁と前記底部縁との間の前記主表面に位置付けられた該第２境界）まで延在しており、また、該第２表面セグメントは低可視光透過領域を規定し、
前記第１表面セグメントおよび前記第２表面セグメントへの前記堆積が遷移被覆表面セグメントの形成を引き起こし、該遷移被覆表面セグメントが、前記第１境界、前記第２境界、および前記主表面の前記向かい合った側縁を有して成り、また、該遷移被覆表面セグメントが、第１積層系と第２積層系との間の穏やかな厚さの少なくとも１つの層を有して成る、被覆基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第１表面セグメントへの堆積工程が、複数の層を有して成る前記第１積層系を有して成る前記第１コーティングを堆積することを含んで成り、前記第２表面セグメントへの堆積工程が、複数の層を有して成る前記第２積層系を堆積することを含んで成る、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１コーティングおよび前記第２コーティングを、マグネトロンスパッタリングによって堆積する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
スパッタリングターゲットと前記主表面との間に１以上の物体を選択的に配置することによって、１以上の層の違いを達成する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
スパッタリングチャンバー内の反応性ガスおよび／もしくは不活性ガスの種類、容量、方向ならびに／または源の位置を操作することによって、１以上の層の違いを達成する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも２つの平行な離隔したガラスシートであって、該少なくとも２つのガラスシートが、それらの周縁で一体に封止されて、その間に絶縁チャンバーを規定している、ガラスシート
を有して成る絶縁ガラスユニットであって；
前記ガラスシートの少なくとも１つが請求項１の前記被覆基板である、絶縁ガラスユニット。
【請求項１７】
前記第１被覆表面セグメント、前記第２被覆表面セグメントおよび前記遷移被覆表面セグメントが、絶縁チャンバーと向かい合っている、請求項１６に記載の絶縁ガラスユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
第１の発明の態様において、本開示は、基板または基板表面への被覆に関する。第２の発明の態様において、本開示は、絶縁ガラスユニットを透過する可視光の分配に影響を与えるおよび／または改善するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窓技術の進歩は、窓の熱、冷却および光特性に影響を与えることおよび改善することによって、建造物のエネルギー消費を減少させてきた。しばしば、このような進歩は、窓の熱的および／または透過特性に影響を与える被覆の適用に関する。例えば、被覆は、放射熱伝達を減少し、可視光透過率を増加し、まぶしさを減少させるなどのために、窓に適用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
低放射率（「low-e」）コーティングは既知である。これらの被覆は、１以上の反射金属層と２以上の透過誘電層を一般に有する。低放射率コーティングは、熱的赤外線における高反射率を一般に有し、特定の構成に依存して、「日射熱取得率」および「遮蔽係数」などの性能指標の観点から、変動する全体の太陽光性能を有することができる。トレードオフが、時折、より高い太陽光性能の低放射率コーティングにもたらされ、それによって、より高い太陽光性能を達成するように選択された膜が、窓を透過する可視光量を制限する効果を有する。結果として、これらのコーティングを有する窓が、自然照明を建造物の空間にほとんど入れないようにする。従って、同じ建造物空間において、高い太陽光性能と高い可視光透過率の両方を有する窓を有することが望ましいことがある。しかしながら、現在、同じ建造物空間においてこれらの特徴の両方を達成する唯一の手段は、各々のコーティングの１つをそれぞれ有する別々の窓を設けることである。ついで、これらの別々の窓のそれぞれは、独自の枠組みに据え付けられる必要があり、したがって、建造物空間で達成可能な最大のガラスと壁の比率を減少して、設置コストを単一窓のそれに対して増加し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
したがって、単一窓シートにおける高い太陽光性能および高い可視光透過率をもたらすシステムおよび方法が望ましいことがある。更に、建造物空間内のこのような単一シートを透過する可視光の分配に対する影響を最大限にしおよび／または向上するシステムおよび方法が望ましいことがある。
【０００５】
１つの実施形態において、本開示は、被覆基板に関する。被覆基板は、主表面を有する単一表面を有する。第１コーティングは、主表面の第１表面セグメントに適用されている。第２コーティングが、主表面の第２表面セグメントに適用されている。第１コーティングは、第２コーティングと異なる。
【０００６】
第１の実施形態において、本開示は、被覆基板の製造方法に関する。その方法は、主表面を有する基板を準備し、前記主表面の第１表面セグメント上に第１コーティングを堆積し、第２主表面の第２表面セグメント上に第２コーティングを堆積する。第１コーティングは第２コーティングと異なる。
【０００７】
１つの実施形態において、本開示は、絶縁ガラスユニットに関する。絶縁ガラスユニットは、少なくとも２つの実質的に平行な分離ガラスシートを有する。ガラスの少なくとも２つのシートは、絶縁チャンバーを規定するようにそれらの周囲縁で一体に封止されている。１つのシートは、主表面を有する。第１コーティングは、主表面の第１表面に適用されている。第２コーティングは、主表面の第２表面に適用されている。第１コーティングは、第２コーティングと異なる。
【０００８】
上記の一般的記載と下記の詳細な記載の両方は、例および説明の目的であり、本開示を必ずしも限定しないことを理解すべきである。明細書の部分に組み込まれおよび明細書の部分を構成する添付図面は、本開示における発明の主題を示す。併せて、明細書および図面は、本開示の原理を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本開示の１つの実施形態に係る分割して被覆された基板を示す図である。
【図２】図２は、本開示の１つの実施形態に係る絶縁ガラスユニットに組み込まれている分割して被覆された基板の断面的な側面図である。
【図３】図３は、シートの長さに沿って、様々な位置における分割して被覆されたシートのパーセント（％）の可視光透過値を示すグラフである。
【図４】図４は、本開示の１つの実施形態に係る光方向転換器具を有する絶縁ガラスユニットの側面の断面図である。
【図５】図５は、本開示の１つの実施形態に係る光方向転換器具の前面斜視図である。
【図６】図６は、本開示の１つの実施形態に係る光方向転換器具の後方斜視図である。
【図７】図７は、本開示の１つの実施形態に係る光方向転換器具の側面の断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本開示の１つの実施形態に係る光方向転換器具の側面の断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本開示の１つの実施形態に係る光方向転換器具の側面の断面図である。
【図８】図８は、本開示の１つの実施形態に係る光方向転換器具を有する絶縁ガラスユニットの側面の断面図の概略図である。
【図９】図９は、本開示の１つの実施形態に係る光方向転換器具を有する絶縁ガラスユニットの側面の断面図の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の第１の発明の態様は、コーティングを有する物品または基板に関する。
【００１１】
より詳細には、第１の発明の態様は、基板の第１セグメントの１以上の特性（例えば、可視光透過率、赤外透過率、放射率、日射熱取得、遮光および色など）が、基板の他のセグメントにおけるそれらの特性と異なるように、その上に選択的に配置されている１以上のコーティングを有する基板に関する。
【００１２】
例えば、第１の発明の態様に従って、主表面を有する基板が、主表面の第１表面セグメント上に設けられている第１コーティングおよび主表面の第２表面セグメント上に設けられている第２コーティングなどを有してよく、それぞれのコーティングが、個別の表面セグメントに、異なる特徴または特性を与える。
【００１３】
あるいは、主表面を有する基板が、主表面の第１表面セグメント上に設けられている第１コーティングおよび主表面の１以上の被覆されていない表面セグメントを有してよい。
【００１４】
第１の発明の態様は、分割して被覆された基板を製造する方法にも関する。
【００１５】
図１を参照すると、頂縁１２、向かい合った側縁１４ａ、１４ｂ、および底縁１６を有する分割して被覆された基板の主表面が示されている。
【００１６】
例示的な実施形態において、表面Ｓが、頂縁１２、側縁１４ａ、１４ｂおよび境界Ｂ１によって規定されておりそこに適用されている第１コーティングＣ１を有している第１セグメント１８と、底縁１６、側縁１４ａ、１４ｂおよび境界Ｂ１によって規定されておりそこに適用されている第２コーティングＣ２を有する第２セグメントを含んでよい。
【００１７】
一般に、第１セグメント１８が、第２セグメント２２のそれに対して異なる１以上の特性（例えば、可視光透過率、赤外透過率、放射率、日射熱取得率、遮光および色など）を示すように、第１コーティングＣ１は、第２コーティングＣ２に対して構成されてよい。
【００１８】
本開示は、基板１０が、そこに適用されている異なるコーティングを有する２つのセグメントを有する実施形態に関して記載されているが、同じおよび／または異なるコーティングを有する任意の数の追加のセグメントを有する基板が本開示の範囲内にあることは当然である。
【００１９】
いくらかの実施形態において、適切な基板１０が、ガラス、石英、任意のプラスチックまたは有機ポリマー基板などの任意の透明な、実質的に透明な、若しくは光透過性の基板、または任意の他の適切な材料若しくは組み合わせであってよい。
【００２０】
更に、基板１０は、２以上の異なる材料の積層であってよく、様々な厚さであってよい。
【００２１】
基板１０が、例えば、ガラス基板中のイオン含有量を制御することによって達成できるように、膜またはコーティングとは別に、特性を示すように構成されてよい。
【００２２】
１つの実施形態において、基板が、フロートガラスであってよい。基板１０は、その目的に適した任意の形状および寸法を有することができる。例えば、基板１０は、円形、正方形、長方形、多角形、不規則な形状、またはこれらの組合せとすることができる。基板１０は、反射率と透過率の制御が必要または所望されるさまざまな配置と設定において使用することができる。例えば、基板１０は、窓の一部、天窓、ドア、または他のグレージング（例えば、自動車グレージング）であってよい。
【００２３】
例示的な実施形態において、コーティングＣ１、Ｃ２が、基板１０の主表面Ｓ上に適用でき、単層または複数の層からなる層系に配置できる。層系の層は、系の他の層または基板の頂に直接的に、または系の他の層または基板に隣接して、連続した関係で設けられていてよい。個々の層の厚さまたは層系の厚さが統一されていてもよく、またはその幅や長さにわたって変化していてよい。
【００２４】
いくつかの実施形態において、コーティングＣ１、Ｃ２のいずれかまたは両方が、低放射率コーティングとして構成することができる。低放射率コーティングは、金属層、金属酸化物層、またはそれらの組み合わせから形成することができる。１つの実施形態において、低放射率コーティングは、隣接する誘電体層間に配置されている一つ以上の金属層（例えば、銀、銅、金、白金、パラジウムおよびこれらの合金）を有する複数の誘電体層（例えば、亜鉛、スズ、インジウム、ビスマス、チタン、ハフニウム、ジルコニウムおよびそれらの合金の酸化物の酸化物）を有する層系として適用することができる。代替的にまたは追加的に、他の材料または層は、別個の誘電体層間に配置できる。
【００２５】
図１に示すように、例示的な実施形態において、第１および第２のセグメント１８、２２を規定している境界Ｂ１が、頂縁１２および底縁１６に実質的に平行に延在している直線として形成されるように、コーティングＣ１、Ｃ２が基板１０に適用されている。あるいは、境界Ｂ１は、角度がつけられ、傾斜し、またはセグメント化され、それは、それらの組合せであってよい。境界Ｂ１は、頂縁と底縁１２、１６の間の任意の位置に配置することができる。第１の実施形態によれば、別の実施形態による約5〜70パーセントの間（さらに別の実施形態によれば、表面Ｓの合計表面積の10〜40重量％の間）において、第１セグメント１８の表面積が約1〜９０パーセントとなるように、境界Ｂ１が配置されていてよい。一般に、第１および第２のセグメント１８、２２は、分割して被覆された基板１０の使用目的に応じて互いに相対的な寸法であってよい。
【００２６】
上述したように、基板Ｓの第１セグメント１８が、第２セグメント２２のそれに関して異なる特性を１つ以上示すように、第１コーティングＣ１が、第２コーティングＣ２に対して構成されていてよい。いくつかの実施形態において、セグメント１８、２２の特性のこのような変化は、第２コーティングＣ２の層系に対する第１コーティングＣ１の層系を変化させることによって達成することができる。例えば、第１コーティングＣ１の層系は、１以上の追加的な層、１以上のより少ない層、より大きい厚さを有する１以上の層、より小さい厚さを有する１以上の層および／または異なる材料の１以上の層を含んでよい。この方法でコーティングＣ１、Ｃ２の層配置を変えることによって、第１セグメント１８によって示される特性が、所望の配置における特性の組み合わせを示す分割して被覆された基板を達成するように、第２セグメント２２のそれらの特性に対して変えられてよい。
【００２７】
いくつかの実施形態において、第１コーティングＣ１の層系は、第２コーティングＣ２の層系と実質的に同様に（例えば、材料、厚さなどに関して）構成されてよい。例えば、コーティングＣ１、Ｃ２は、一つ以上の別個の層の変化を除いて、実質的に同じである層系として形成することができる（即ち、コーティングの複数の層が、実質的に同じであり、一つ以上の別個の層が異なる）。あるいは、コーティングＣ１、Ｃ２は、実質的に異なる層系として形成することができる（すなわち、層が実質的に同じでないまたは層の少数が実質的に同じである）。
【００２８】
様々な実施形態において、適用技術に依存して、コーティングＣ１、Ｃ２の間の遷移が緩やかであってよい。例えば、コーティングＣ１がコーティングＣ２に対して1以上の追加の層、より少ない層または異なる材料の層を有する実施形態において、このような層の修正は、コーティングＣ２におけるその仕上げ形状に達する前において表面Ｓの遷移セグメント上で徐々に生じてよい（例えば、層がコーティングＣ２の仕上げ厚さに達する前において表面Ｓの遷移セグメント上で緩やかな厚さ（graded thickness（段階的・傾斜的な変化を伴う穏やかな厚さ））を有してよい）。このように緩やかな遷移を設けることにより、第１および第２セグメント１８、２２において任意の視覚的に知覚可能な差（例えば、色、反射特性を）を"緩和（軟化）"でき、従って、より美的で魅力のある分割して被覆された基板を製造できる。遷移セグメントの長さは、"緩和（軟化）"の任意の所望の程度を達成するように選択することができる。
【００２９】
様々な実施形態において、第１セグメント１８が、第２セグメント２２の可視光線透過率よりも高い可視光透過率を示すように、コーティングＣ１、Ｃ２が構成されてよい。１つの実施形態において、第１セグメント１８が、いわゆる高透過領域（約60％以上の可視光透過率）であり、第２セグメント２２が、いわゆる低透過領域（約40％以下の可視光透過率）であってよい。追加的または代替的に、第２セグメント２２が、第１セグメント１８に対して優れた太陽光性能（例えば、より低い日射熱取得率、低い遮蔽係数など）を示すように、コーティングＣ１、Ｃ２が構成されてよい。第１および第２のセグメント１８、２２の他の特性が、追加的または代替的に互いに対して変化してよい。
【００３０】
図２は、本開示の第１の態様に従って、絶縁ガラス（ＩＧ）ユニット５０に組み込まれた分割して被覆された基板を示す。図２に示すように、ＩＧユニット５０は、チャンバー５８をその間で形成するように、封止材５６によってそれらの周囲縁で封止されている第１ペインまたはライト５２および第２ペインまたはライト５４を有するマルチペイン窓として形成されてよい。ライト５２、５４の周囲縁を封止して、例えばアルゴン、空気およびクリプトン等の低コンダクタンスのガスをチャンバー５８に導入することにより、高い絶縁値ＩＧユニット５０を形成することができる。１つの実施形態において、ライト５２、５４の１つ以上の表面は、図1に関して説明したのと同様の方法で分割して被覆することができる。すなわち、例えば、いずれかまたは両方の内側表面６２、６４などの、ライト５２、５４の１つ以上の表面が、第１表面セグメントに適用されている第１コーティングＣ１と第２表面セグメントに適用されている第２コーティングＣ２を有してよい（図２は、内側表面６２に適用されている第１および第２コーティングを示す）。図２は、本発明の分割して被覆された基板が用いられ得るＩＧユニットのたった１つの実施形態を示す。例えば、本発明の分割して被覆された基板が、３つ以上のペインを有するＩＧユニットに用いられてよい。
【００３１】
本発明の第１の発明は、上述の分割して被覆された基板の製造方法を更に有する。種々の方法を、コーティングを適用するように、またはコーティングを形成する膜または層を適用するように用いることができる。コーティングは、１つ以上の一連の別個の層に、若しくは段階的な膜の厚さとして、またはそれらの組み合わせとして堆積されてよい。コーティングはまた、スパッタ堆積またはプラズマ化学蒸着などの任意の適切な薄膜堆積技術を用いて堆積させることができる。スパッタ堆積技術は、例えば、ダイオードスパッタリング、マグネトロンスパッタリング法、共焦点スパッタリングおよび直接スパッタリング等もよい。
【００３２】
いくつかの実施形態において、分割して被覆された基板の製造方法が、マグネトロンスパッタリングコーターシステムの開始時に基板を位置決めすること、およびコンベヤアセンブリによって、コーティングをなす様々な膜または層が順次適用される複数の分離被覆ゾーンを通って、基板を搬送することを含んでよい。搬送は、機械的にコンピュータ化された任意の適切な手段によって、または手の操作によって達成され得ることが理解される。１つの例において、基板の搬送は、コンベヤアセンブリの搬送ローラーによるものであってよい。各被覆ゾーンは、基板上に膜または層を堆積するように適合された１つまたは複数のスパッタリングチャンバーまたはベイ（または、湾、室）を備えることができる。ベイのそれぞれにおいて、スパッタリング可能なターゲット材料を有する１つ以上のターゲットが置かれてよい。スパッタリングターゲットの数とタイプ、すなわち、平面または円筒形等は、製造またはその他の設定のために変化させることができる。層は、金属または誘電源またはターゲットからスパッタリングすることができ、スパッタリングは、不活性または反応性雰囲気中で起こり得る。堆積膜の厚さは、基板速度を変化させることによっておよび/またはターゲット上に位置する電力を変化させることによって制御することができる。
【００３３】
いくつかの実施形態において、分割して被覆された基板の製造方法は、被覆ゾーンの１以上のスパッタリングターゲットと基板の間のシールド、スクリーンまたは他の適当な障害物などの１以上の物体をマスキングまたは選択的に配置することを含んでよい。特定のゾーン内のそのような障害物を選択的に成形および配置することによって、特定の被覆ゾーンに適用されている膜または層は、基板の表面にわたって変化させることができる。
【００３４】
様々な実施形態において、マスキングに加えてまたは代わりに、分割して被覆された基板の製造方法が、特定のゾーンに用いられる反応性ガスまたはイオン化ガスを操作することを有することができる。例えば、１以上の被覆ゾーン内の反応性ガスの種類、容量、方向および/または発生源の位置を、基材の表面を横切って選択的に変化する膜または層を達成するように変化させることができる。
【００３５】
本発明の第１の態様のシステムおよび方法は、いくつかの実施形態において、特定の特性または特徴を示す第１セグメントと、第１のセグメントとは異なる性質または特性を示す第２セグメントを有する、窓シートなどの単一の一体基板に関する。異なる特性や性質を有する単一の窓シートの２つのセグメントをもたらすことは、互いに隣接して据え付けられている別々の窓で同じ２つの特性をもたらすことよりもいくつかの利点をもたらす。例えば、各窓が独自の枠組みに据え付けられる必要があるので、別々の窓に２つの特性をもたらすことは、追加的な枠組みを取り付けることを要求し、従って、達成可能な最大のガラスと壁の比を減少させるからである。さらに、２つの別々の窓のための設置費用は、１つの窓に比べてかなり高くなっている。
【実施例】
【００３６】
８４インチの長さ、３０インチの幅、および６ミリメートルの厚さを有する透明なアニールされたガラスのシートは、マグネトロンスパッタ法を用いて被覆された。シートの頂縁から出発し、第１低放射率コーティングは、シートの上側セグメント上に適用され、第２低放射率コーティングは、シートの下側セグメント上に堆積された。第１コーティングと第２コーティングの間の遷移は、スパッタリングプロセス中に用いられる反応ガスの操作によって達成された。被覆されたシートは、垂直入射における可視光透過率を決定するために全米窓格付協議会の手順に従って、可視光透過率を測定した。図３は、試験結果を、測定されたパーセント（％）の可視光透過率対シートに沿った測定位置として示す。前述の例から分かるように、本開示の被覆システムおよび方法は、高可視光透過率を示す第１表面セグメント、および低可視光透過率を示す第２表面セグメント有する被覆されたガラスの単一シートをもたらすことができる。
【００３７】
本開示の第２の本発明の態様は、それに備え付けられた１つ以上の入射光方向転換器具を有する絶縁ガラスユニットに関する。より具体的には、本発明の第２の態様は、絶縁ガラスユニットの内側チャンバー内に据え付けられた１つ以上の入射光方向転換器具を有する絶縁ガラスユニットに関する。一般に、入射光方向転換器具は、ＩＧユニット１００の部分を通って入ってくる自然光を受光して、所望の様式で建物空間内に反射するように、またはさもなければ光を方向転換するように配置および構成することができる。
【００３８】
図４を参照すると、頂縁１０３、向かい合った側縁、および底縁１０５を画定する絶縁ガラスユニット１００は、それに備え付けられた光方向転換器具１０２を有してよい。絶縁ガラスユニット１００は、密封チャンバー１１４を形成するように封止材１１２によってその周囲縁で封止されておりスペーサ１０８によって分離した関係で設けられている第１ペインまたはライト１０４および第２ペインまたはライト１０６を有するマルチペイン窓として形成されてよい。例えば、アルゴン、空気およびクリプトン等の低コンダクタンスのガスは、密閉されたチャンバー１１４内に存在してよい。器具１０２は、密封チャンバー１１４内に据え付けてよい。
【００３９】
いくつかの実施形態において、ＩＧユニット１００は、建物の壁に据え付けるために構成されてよい。そのような実施形態において、"第１"（または"＃1"）表面１０４ａは、屋外環境に面するＩＧユニット１００の最外側シートの表面として規定することができる。従って、それは、自然光ＤＬが最初にぶつかるＩＧユニット１００の＃１表面１０４ａであってよい。内側１０１に向かって＃１表面から移動し、次の表面は、「第２」（または"＃2"）表面１０４ｂと呼ぶことができる。内側１０１に向かってさらに移動すると、次の表面は、"第３の"（または"＃3"）表面１０６ａ、続いて、"第４の"（または"＃4"）面１０６ｂと呼ぶことができる。
【００４０】
例示的な実施形態において、ライト１０４、１０６は、ガラス、石英、任意のプラスチックまたは有機ポリマー基板、任意の他の適切な材料または材料の組み合わせなどの任意の透明な、実質的に透明、または光透過性材料から形成することができる。さらに、ライト１０４、１０６は、２つ以上の異なる材料の積層体であってもよく、様々な厚さであってよい。１つの実施形態において、ライト１０４、１０６はフロートガラスであってよい。ライト１０４、１０６は、その目的に適した任意の形状および寸法を有することができる。例えば、ライト１０４、１０６は、円形、正方形、長方形、多角形、不規則な形状、またはそれらの組合せとすることができる
【００４１】
様々な実施形態において、スペーサ１０８は、１つ以上のセクションに形成され、間隔を隔ててライト１０４、１０６を維持するために、ＩＧユニット１００の周囲に延びている。スペーサ１０８は、平坦な板状部材として、または示すように中実または中空のチューブとして形成してよい。スペーサ１０８の矩形断面が示されているが、スペーサ１０８は、様々な断面構成でもたらされ得る。スペーサ１０８は、限定されないが、アルミニウム、鋼、合金、または他の金属材料を有する１つ以上の材料から形成されてよい。他の材料はまた、複合材料、プラスチック、または木を有することができる。スペーサ１０８は、摩擦嵌合、締付け機構（例えば、接着剤）またはそれらの組合せによってライト１０４、１０６の間に固定することができる。
【００４２】
図５−６を参照すると、本開示の一部の実施形態による光方向変換器１０２のそれぞれの斜視図の正面図と後面図が示されている。一般に、光方向変換器１０２は、天然の入射光を受光し、内側空間内に上向きに同じものを反射するように構成され、従って、内側空間に間接照明をもたらされてよい。間接照明は、直接照明に比べていくつかの利点をもたらすことができる。例えば、間接照明は、しばしば、よりバランスのとれた明るさと視覚的な快適さを特徴付ける空間をもたらす。さらに、それは、しばしば、天井の電気照明を薄暗くまたはオフにし、それによって省エネにすることができるようにすることによって、経済的および環境上の利点をもたらす。さらに、それは、電子ディスプレイ画面の視聴中に観察されるような、建築空間の居住者が経験するまぶしさの量および眼精疲労を低減する。
【００４３】
例示的な実施形態において、器具１０２は、日光表面仕上げを有するベース部材１１６、または前面１１７、後面１１８、前面１１７から延びる複数のブレードまたはスラット１１９、および基材１１６に形成されておりそれを通過して延びる複数の開口１２２を有するルーバ型器具として構成することができる。器具１０２は、ＩＧユニット１００のチャンバー１１４内の器具１０２の据え付けを容易にするために、リムまたはフランジ部材１２４を更に有することができる。
【００４４】
いくつかの実施形態において、ベース部材１１６およびその面１１７、１１８は、頂縁１２６、底部縁１２８、向かい合った側縁１３２ａ、１３２ｂを有する実質的に平面の細長い部材として形成されてよい。 図５−６のベース部材１１６は、矩形状の部材として形成されているが、ベース部材が、その意図する目的に適した任意の形状および寸法を有することができることを理解されたい。例えば、ベース部材は、円形、正方形、多角形、不規則な形状、またはこれらの組合せとすることができる。別の例として、基部部材１１６は、器具１０２を有する絶縁ガラスユニットの寸法および形状に一致するような寸法形状とすることができる（すなわち、ベース部材１１６の一つ以上の縁が、一般に絶縁ガラスユニットの一つ以上の縁に一致する）。ベース部材１１６は、限定されないが、アルミニウム、鋼、合金、または他の金属材料を有する１つ以上の材料から形成されてよい。他の材料は、また、複合材料、プラスチックまたは木を有することができる。ベース部材１１６は、例えば、ベース部材１１６の外観を向上させ、ベース部材１１６を保護し、および/またはベース部材１１６の反射特性を変更するように、１つ以上のコーティングまたは仕上げを備えていてよい。
【００４５】
様々な実施形態において、スラット１１９が、頂縁１２６と底縁１２８に実質的に平行に長手方向に延びる前面１１７から突出した細長い部材として形成されてよい。スラット１１９は、実質的に全体の前面１１７を横切って延びることができる。あるいは、 図５−６に示すように、スラット１１９は、ベース部材１１６によって形成された一つ以上の横断部材１３４によって中断されていてよい。横断部材１３４の数と幅を器具１０２の所望の形状に適応するように変更され得ることを理解されたい。１つの実施形態において、スラット１１９が、基材１１６に対して一体的に形成されてよい（すなわち、スラット１１９がベース部材１１６の一連の切断および/または屈曲によって形成されてよい）。あるいは、スラット１１９は、接着剤、突合せ溶接、プラグ溶接、重ね溶接、リベット、かしめ、ガセット補強、釘等によって表面１１７に結合された別個の構成要素であってよい。スラット１１９が、限定されないが、アルミニウム、鋼、合金または他の金属材料を有する１つ以上の材料から形成されてよい。他の材料はまた、複合材料、プラスチックまたは木を有することができる。１つの実施形態において、スラット１１９とベース部材１１６は、同じ材料で形成することができる。
【００４６】
図７を参照すると、図５−６の光方向変換器１０２の側断面図が示されている。示すように、スラット１１９は、前縁136で終端する前に、前面１１７から延びており、入射面１３８と反対側表面１４２を規定することができる。表面１３８、１４２は、滑らかな、ギザギザ、鋸歯状、刻み目またはそれらの組合せであってよく、またはそうでなければ他の所望の様式で光を方向転換するために処理されていてよい。１つの実施形態において、少なくとも、スラット１１９の入射表面１３８は、表面１３８の反射特性を増大させるように構成された一つ以上のコーティングまたは仕上げを設けて、それによって、建物空間に間接照明をもたらすそのような表面の能力を高める。例えば、表面１３８は、アクリル系またはフルオロポリマー樹脂、または他のアクリル系、ポリエステル系およびウレタンコーティングを設けてよい。他の仕上げを設けてよい。表面１３８は、鏡面反射率、拡散反射率またはこれらの組み合わせを達成するために構成されてよく、またはそうでなければ処理されてよい。さらなる実施形態において、対向表面１４２はまた、表面１４２の反射特性を増大させるように構成された一つ以上のコーティングまたは仕上げを設けてよい。
【００４７】
いくつかのいくつかの実施形態において、スラット１１９は、前面１１７に対して実質的に垂直に延びることができるか、または図７に示すように、前面１１７に対して鋭角αで延びることができる。示すように、スラット１１９は、それぞれ、同じ角度で延びてよいし、スラット１１９のうちの１つ以上は、異なる角度で延びていてよい。角度αを変化させることによって、反射光の所望の経路、または反射パターンを達成することができる。例えば、角度αは、集束領域、広域、またはいくつかの他の所望の様式にわたって建物空間に間接的光をもたらす反射パターンを達成するために、スラット１１９の間で変化させることができる。
【００４８】
例示的な実施形態において、スラット１１９は、平面的な（図７のように示されるように）、湾曲した、またはセグメント化された断面を有してよく、それは、それらの組合せであってよい。例えば、図７Ａは、第１平面部と第２平面部を有するセグメント化された断面を有するスラット１１９を示す。さらなる例として、図７Ｂは、第１の弧状部分と第２の円弧状部を有するセグメント化された断面を有するスラット１１９を示す。平面と円弧セグメントの他の組み合わせをもたらすことができる。スラット１１９は、その長さに沿って同一の断面形状を有してよく、または断面形状が変えられてよい。さらに、示されたように、器具１０２のスラット１１９の各々は、同一の断面形状を有してもよく、またはスラット１１９の一つ以上は、他の一つ以上に対して異なる断面形状を有することができる。角度αと同様に、所望の反射パターンは、断面プロファイルの形状を操作することによって達成することができる。
【００４９】
別の実施形態において、スラット１１９の１つ以上が、ベース部材１１６に移動可能に据え付けられてよい。例えば、スラット１１９の１つ以上が、ベース部材１１６に回動可能に据え付けられてよい。このように、スラット１１９の１つ以上の角度αは、器具１０２のユーザによって調節することができる。さらなる例として、スラット１１９がベース部材１１６に対して上昇および/または低下できるように、スラット１１９がベース部材１１６に摺動可能に据え付けることができる。さらに別の例として、スラット１１９とベース部材１１６は、器具１０２の全体の高さを調整することができるように、折り畳み可能であってよい。  
【００５０】
いくつかの実施形態において、 １つ以上の開口１２２がベース部材１１６に形成され、およびそこを通って延びていてよい。一般に、開口１２２が、スラット１１９から反射された光の通過を促進しつつ、器具１０２を直接通過することができる自然光の量を制限するように構成および配置することができる。この点で、開口１２２の１つ以上が、スラット１１９からの反射光の通路を収容する距離で個々のスラット１１９の上方に設けられてよい。開口１２２は、スラット１１９の全長に沿って延びてよいし、スラット１１９の長さの一部分のみに沿って延びてよい。いくつかの実施形態において、１つ以上の隣接する開口１２２とスラット１１９が最大直射日光角βを規定でき、該日光角βは、器具１０２を直接通過する日光の最大角度を表す（すなわち、スラット１１９からまず反射せずに器具１０２を通過して）。角度βは、例えば、前面１１７からスラット１１９の伸長長さを変化させることによって、前面１１７からスラット１１９の延長角度αを変化させたり、および/または開口１２２の幅を変えるなどして、所望に応じて変えることができる。
【００５１】
いくつかの実施形態において、器具１０２は、チャンバー１１４内の器具１０２の据え付けを容易にするためにフランジ部材１２４を含んでよい。例えば、フランジ部材１２４は、 ＩＧユニット１００のスペーサ１０８に据え付けられるように構成することができる。この点で、フランジ部材１２４は、器具１０２の各縁またはそれらの一部に沿って延びることができ、または器具１０２の１以上の縁に沿ってのみ設けることができる。フランジ部材１２４は、前面１１７、後面１１８ 、またはそれらの組み合わせから延びてもよく、および面１１７、１１８に実質的に垂直に、または器具１０２の据え付けに適合する別の角度で延びることができる。１つの実施形態において、フランジ部材１２４が、ベース部材１１６に対して一体的に形成されてよい（即ち、フランジ部材１２４は、ベース部材１１６の一連の切断および/または屈曲によって形成されてよい）。あるいは、フランジ部材１２４は、接着剤、突合せ溶接、プラグ溶接、重ね溶接、リベット、かしめ、ガセット補強および釘等を用いて、ベース部材１１６に結合されている別個の構成要素であってよい。フランジ部材１２４は、スペーサ１０８に固定され得るねじ、リベット、ボルト、ピン、または他の留め具によって、浸透のための１つまたは複数の穿孔144が設けられてよい。フランジ部材１２４の代替として、例えば、ハンガー、ブラケットのような他の機械的取付け器具、または互いに物体を固定するための他の公知の機械器具等は、チャンバー１１４内に器具１０２を据え付けるために使用することができる。さらなる代替として、器具１０２は、接着剤または他の結合剤を用いて、チャンバー１１４内に据え付けてよい。
【００５２】
種々の実施形態において、器具１０２は、一体構造として構成することができる。すなわち、スラット１１９、開口１２２およびフランジ部材１２４の各々は、出発材料の単一のシートに対する一連の切断および/または屈曲によって形成されてよい。このような一体構造を用いることにより、器具１０２の製造中に適用され得るまたはそうでなければ存在し得る仕上げ材料、破片、他の汚染物質を捕捉し得る継ぎ目、隙間、または他の裂け目を、器具１０２は実質的に有さない。このような一体構造は、接着剤または結合剤などの任意の付着促進材料の必要性を更に排除することができる。このような物質の存在が、＃2と＃3の表面のいずれかまたは両方に適用されている薄膜コーティングなどのＩＧユニット１００のチャンバー１１４内における要素に有害な影響を与える実施形態において、このような材料の不在は特に望ましいことがある。あるいは、器具１０２は、互いに結合された複数の別個の要素として構成することができる。
【００５３】
いくつかの実施形態において、器具１０２の前面１１７が＃２表面と向かい合うように、器具１０２が、チャンバー１１４内に据え付けられてよい（すなわち、前面１１７が、入ってくる自然光ＤＬに面する）。このような取り付けにおいて、器具１０２は、入ってくる日光を受光するように、そのスラット１１９および開口１２２を介して、建物空間内に上向きに入射光を方向転換するように適合され、従って、所望の様式で、建物空間に間接照明をもたらすことができる。
【００５４】
例示的な実施形態において、隙間または空隙が、器具１０２と、＃2、＃3表面１０４ｂ、１０６ａの間に存在するように、器具１０２がチャンバー１１４内に据え付けられてよい。１つの実施形態において、隙間は、例えば、ＩＧユニット１００に適用可能な風荷重および他の圧縮力などを考慮して、器具１０２といずれかのライト１０４、１０６の間の接触を防止する最小距離として選択することができる。あるいは、器具１０２と、＃2、＃3表面１０４ｂ、１０６ａの間の任意の所望の隙間が選択されてよい。
【００５５】
種々の実施形態において、器具１０２は、ＩＧユニット１００の任意の部分またはセグメントにわたって延びるように寸法成形されてよい。例えば、１つの実施形態において、側縁１３２ａ、１３２ｂの間に延在する器具１０２の寸法として規定された器具１０２の幅が、 ＩＧユニット１００の幅と実質的に同等であり、頂と、底縁１２６、１２８の間に延在する器具１０２の寸法として規定された器具１０２の長さが、ＩＧユニット１００の長さ未満であるように、器具１０２が寸法成形されてよい。このような実施形態において、器具１０２の頂縁１２６が、ＩＧユニット１００の頂縁近傍に設けられてもよく、器具１０２の底縁１２８が、ＩＧユニット１００の底縁近傍に設けられてもよく、または器具１０２が、ＩＧユニット１００の頂縁と底縁から離間し設けられてよい。あるいは、器具１０２が、全体ＩＧユニット１００上に延びていてもよく、または器具１０２が、ＩＧユニット１００の任意の１つ以上の縁から離間して据え付けることができるような寸法にされてよい。
【００５６】
例示的な実施形態において、光方向変換器１０２に代替として、またはそれに加えて、１以上の方向転換要素が、ＩＧユニット１００に関連付けることができる。例えば、それを通る光を方向転換するように構成されているポリマー膜は、ライト１０４、１０６の表面に適用されてよい。あるいは、光を方向転換することが知られている任意の他の成分を用いることができる。
【００５７】
いくつかの実施形態において、１つ以上の光方向転換器具を有することに加えて、ＩＧユニット１００は、例えば、本発明の第１の本発明の態様に従って分割して被覆されているいずれかまたは全ての＃1、＃2、＃3および＃４表面などの１つまたは複数の表面を有してよい。１つの実施形態において、＃2、＃3の表面のいずれかまたは両方が、分割して被覆することができる。別の実施形態において、＃２表面のみは、分割して被覆することができる。本発明の第１の態様に関して説明した分割して被覆された表面の場合と同様に、ＩＧユニット１００の分割して被覆された表面が、表面の第１セグメントに適用されている第１コーティング、および表面の第２セグメントに適用されている第２コーティングを含んでよく、第１および第２コーティングの各々が、表面に異なる性質や特性を有する。１つの実施形態において、第１コーティングが適用されているその表面のその領域に対応する第１表面セグメントが、高い約60％以上の可視光透過率（"高透過領域"である）を示し、第２コーティングが適用される表面のその領域に対応するＩＧユニットの第２セグメントが、約40％以下の可視光透過率（"低透過領域"である。）を示すように、ＩＧユニットの表面に適用されている第１および第２コーティングが構成されてよい。第１および第２コーティングは、可視光透過率に加えて、任意の数の特性を変化させるように構成されている。当業者によって理解されるように、高い透過領域と低い遷移領域の相対的な大きさは、建物空間に応じて、ＩＧユニットの太陽光特性を最適化する要求と、増加した間接照明のための要求のバランスをとるように選択することができる。
【００５８】
様々な実施形態において、光方向変換器１０２は、ＩＧユニット１００の寸法、形状、および/または高および低透過領域の大きさ、形状、および/または位置に基づいてＩＧユニット１００内に配置することができる。例えば、光方向変換器１０２は、最大高透過領域の一部に（全体まで）実質的に重なるように構成および配置することができる（すなわち、器具１０２および高透過領域実質的に同じ"フットプリント"を有することができる）。高透過領域と光方向変換器１０２を整列して、建物空間に設けられた間接照明の量を最適化することができる。あるいは、寸法、形状、および/または光方向変換器１０２と、高および低透過領域の位置を、互いに独立して決定することができる。
【００５９】
前述したように、ＩＧユニット１００は、建物の壁に据え付けることができる。具体的には、ライト１０６が、建物内側空間に隣接し、頂縁１０３が建物内側空間の天井に最も近いとなるように、ＩＧユニット１００が据え付けられていてよい。このような実施形態において、高透過領域が、ＩＧユニット１００の上側セグメントとして形成されてもよく（天井に最も近い）、および低透過領域が、ＩＧユニット１００の下側セグメントとして形成されてよい（天井に最も近い）。例えば、高透過領域の位置は、ＩＧユニット１００のいわゆるビュー領域の上方になるように選択することができる。さらに、光方向変換器１０２は、高い透過領域と実質的に位置合わせすることができる。このようにして透過領域と光転換器具１０２を配置することによって、単一のＩＧユニットの操作により間接照明の十分な量を建物の内側空間に供給できると同時に、そのライトの一方の表面全体にわたって高透過コーティングを有するＩＧユニットに対する改善した太陽光性能を達成できる。
【００６０】
図８を参照すると、本発明の代替の実施形態に係る内側に配置された光方向変換器１０２を有するＩＧユニット２００が示されている。ＩＧユニット２００は、外側ライト２０２ 、内側ライト２０４ 、中間ライト２０６を有する３シート窓として構成され、スペーサ２０８、２１２によって離間した関係で設けられ、密封チャンバー２１８を形成するように封止材２１４、２１６によって周縁縁で封止されてよい。例えば、アルゴン、空気およびクリプトン等の低コンダクタンスのガスは、密封チャンバー２１８に存在してよい。示すように、器具１０２が、その頂縁１２６がライト２０２、２０４の頂縁２０２ａ、２０４ａと実質的に同じ平面にあるように密封チャンバー２１８内に据え付けられてよい。この点に関して、器具１０２の上側セグメントが密閉チャンバー２１８の上方に設けられてよい。図８の実施形態において、器具１０２が、締結器具を使用せずにＩＧユニット２００内に配置されてよい。例えば、中間ライト２０６の頂縁２０６ａによって垂直に支持し、スペーサ２０８、２１２によって上側セグメントに、および中間ライト２０６の頂縁２０６ａを跨ぐ器具１０２の下方に延在しているフランジ部材１２４ａ、１２４ｂによって下側セグメントに、横方向に支持するように、器具１０２がＩＧユニット２００内に配置されてよい。代替的に、または追加的に、器具１０２は、一つ以上のねじ、リベット、ボルト、ピン、または他のファスナーをスペーサ２０８、２１２の一方または両方に固定することができる。
【００６１】
図9を参照すると、本発明の代替の実施形態に係る内側に配置された光方向変換器１０２を有するＩＧユニット３００が示されている。ＩＧユニット３００は、外側ライト３０２ 、内側ライト３０４ 、および中間ライト３０６を有する３ライト窓として構成されてよい。外側ライト３０２および内側ライト３０４は、スペーサ３０８によって離間した関係で設けられてよい。中間シート３０６は、それぞれ、サブフレームによって外側ライト３０２および内側ライト３０４からまたはサブスペーサ３１２および３１４から分離した関係で設けられてよい。ＩＧユニット３００は、密封チャンバー３１８を形成するために封止材３１６によってその周囲縁で封止されてよい。例えば、アルゴン、空気またはクリプトン等の低コンダクタンスのガスは、密封チャンバー３１８に存在してよい。図８の実施形態とは対照的に、頂縁１２６がライト３０２、３０４の頂縁３０２ａ、３０４ａの下方に位置するように、器具１０２が密封チャンバー３１８内に据え付けることができる。図８の実施形態と同様に、器具１０２は、締結器具を使用せずにＩＧユニット３００内に据え付けてよい。例えば、器具１０２は、スペーサ３０８の底縁３０８ａと、中間ライト３０６の頂縁３０６ａの間に垂直に支持されるように、ＩＧユニット３００内に配置することができる。器具１０２は、サブスペーサ３１２、３１４によって上側セグメントに、中間ライト３０６の頂縁３０６ａを跨ぐ器具１０２の下方に延在しているフランジ部材１２４ａ、１２４ｂによって下側セグメントに、横方向に支持されてよい。代替的に、または追加的に、器具１０２は、一つ以上のねじ、リベット、ボルト、ピン、または他のファスナーとサブスペーサ３１２、３１４の一方または両方に固定することができる。
【００６２】
上記の説明において、本発明の様々な実施形態は、例示および説明の目的のために提示されている。これらは、網羅的であることまたは開示された正確な形態に本発明を限定するものではない。明らかな修正または変形が上記の教示に照らして可能である。実施形態が、本発明およびその実用化の原理の最善の実例をもたらすために選択および記載され、当業者が様々な実施形態においておよび特定の用途に適するように種々変形して、本発明を利用できるようにする。全てのそのような改変および変形は、それらが公正に、合法的におよび公平に題される幅に応じて解釈される場合に添付の特許請求の範囲によって決定されるように本発明の範囲内にある。
【図１】
0005985602.tif 000002
【図２】
0005985602.tif 000003
【図３】
0005985602.tif 000004
【図４】
0005985602.tif 000005
【図５】
0005985602.tif 000006
【図６】
0005985602.tif 000007
【図７】
0005985602.tif 000008
【図７Ａ】
0005985602.tif 000009
【図７Ｂ】
0005985602.tif 000010
【図８】
0005985602.tif 000011
【図９】
0005985602.tif 000012