轻量强化、低辐射的真空绝缘玻璃（VIG）窗户.pdf

真空-绝缘玻璃窗户，所述真空-绝缘玻璃窗户包括两块或多块窗格玻璃，以及在其中一块窗格玻璃表面形成的玻璃-凸起间隔件。所述玻璃-凸起间隔件由来自窗格玻璃主体部分的玻璃材料组成。至少一个窗格玻璃包括化学-强化的玻璃。形成VIG窗户的方法包括利用来自激光器的聚焦激光光束辐射窗格玻璃，以形成玻璃-凸起间隔件。玻璃中的热效应使玻璃发生局部膨胀，因此形成玻璃-凸起间隔件。在某些实施方式中，玻璃-凸起间隔件形成于化学-强化的窗格玻璃中，所述玻璃-凸起间隔件在化学强化窗格玻璃之前或之后形成皆可。使第二窗格玻璃与玻璃-凸起间隔件接触，并密封边缘。将所述密封内部区域排气直到其压力小于一个大气压。

1.  一种真空-绝缘玻璃（VIG）窗户，包括：
第一窗格玻璃，所述第一窗格玻璃包括用第一玻璃材料形成的第一主体、第一相对的表面和第一外部边缘；
第二窗格玻璃，所述第二窗格玻璃放置在远离第一窗格玻璃的位置，且以第一间距与第一窗格玻璃基本平行，以及所述第二窗格玻璃包括用第二玻璃材料形成的第二主体、第二相对的表面和第二外部边缘；
第一边缘密封件，所述第一边缘密封件沿着第一外部边缘和第二外部边缘各自的至少一部分形成，从而限定了在第一和第二窗格玻璃之间的第一密封内部区域，且所述第一密封内部区域有小于一个大气压的真空压力；
第一多个玻璃-凸起间隔件，所述第一多个玻璃-凸起间隔件整体形成于第一窗格玻璃的第一表面之一中，且所述第一多个玻璃-凸起间隔件由来自第一主体部分的第一玻璃材料组成，以及
第一光学涂层，所述第一光学涂层同时形成于第一多个玻璃-凸起间隔件和形成第一多个玻璃-凸起间隔件的第一表面上，其中，
第一窗格玻璃和第二窗格玻璃中至少一个包括化学-强化的玻璃材料，以及
有涂层的第一多个玻璃-凸起间隔件与第二窗格玻璃接触以保持所述隔开的第一间距。

2.  如权利要求1所述的VIG窗户，其特征在于，所述第二窗格玻璃包括化学-强化的玻璃材料。

3.  如权利要求1-2任一项所述的VIG窗户，其特征在于，所述第一玻璃-凸起间隔件的凸起高度H为75μm≤H≤225μm。

4.  如权利要求1-3任一项所述的VIG窗户，其特征在于，所述第一和第二窗格玻璃的厚度分别小于1mm。

5.  如权利要求1-4任一项所述的VIG窗户，其特征在于，所述窗户基本为平坦的。

6.  如权利要求1-4任一项所述的VIG窗户，其特征在于，所述窗户为成形的。

7.  如权利要求1所述的VIG窗户，还包括：
第三窗格玻璃，所述第三窗格玻璃放置在远离第一窗格玻璃、并与第二窗格玻璃相反的一侧，并以第二间距与第一窗格玻璃基本平行，所述第三窗格玻璃包括用第三玻璃材料形成的第三主体、第三相对的表面和第三外部边缘；
第二多个玻璃-凸起间隔件，所述第二多个玻璃-凸起间隔件整体形成于第一窗格玻璃中、并与已有第一多个玻璃-凸起间隔件表面相反的表面上，且所述第二多个玻璃-凸起间隔件由来自第一主体部分的玻璃材料组成；
第二光学涂层，所述第二光学涂层同时形成于第二多个玻璃-凸起间隔件和形成第二多个玻璃-凸起间隔件的相对表面上，其中
第一窗格玻璃、第二窗格玻璃或第三窗格玻璃中，至少一个包括化学-强化的玻璃材料，
有涂层的第二多个玻璃-凸起间隔件与第三窗格玻璃接触以保持所述隔开的第二间距，以及
要么a）第一边缘密封件进一步包围第三窗格玻璃外部边缘的至少一部分以进一步在第一和第三窗格玻璃之间形成第二密封内部区域，所述内部区域具有小于一个大气压的真空压力；或者b）第二边缘密封件包围第一和第三外部边缘各自的至少一部分以进一步在第一和第三窗格玻璃之间形成第二密封内部区域，所述内部区域具有小于一个大气压的真空压力。

8.  如权利要求7所述的VIG窗户，其特征在于，所述第三窗格玻璃包括化学-强化的玻璃材料。

9.  如权利要求7所述的VIG窗户，其特征在于，所述第一、第二和第三窗格玻璃各自包括化学-强化的玻璃材料。

10.  如权利要求7所述的VIG窗户，其特征在于，所述第二多个玻璃-凸起间隔件与各第一多个玻璃-凸起间隔件相对形成。

11.  如权利要求7所述的VIG窗户，其特征在于，所述第二多个玻璃-凸起间隔件与第一多个玻璃-凸起间隔件不对齐形成。

12.  如权利要求7所述的VIG窗户，其特征在于，所述第一、第二和第三窗格玻璃各自厚度均小于1mm。

13.  如权利要求7所述的VIG窗户，其特征在于，所述窗户基本为平坦的。

14.  如权利要求7所述的VIG窗户，其特征在于，所述窗户为成形的。

15.  如权利要求1所述的VIG窗户，还包括：
第三窗格玻璃，所述第三窗格玻璃放置在远离第一窗格玻璃、与第二窗格玻璃相反的一侧，并以第二间距与第一窗格玻璃基本平行，所述第三窗格玻璃包括用第三玻璃材料形成的第三主体、第三相对的表面和第三外部边缘；
第二多个玻璃-凸起间隔件，所述第二多个玻璃-凸起间隔件整体形成于第三窗格玻璃的第三表面之一中，且所述第二多个玻璃-凸起间隔件由来自第三主体部分的第三玻璃材料组成；
第二光学涂层，所述第二光学涂层同时形成于第二多个玻璃-凸起间隔件和形成第二玻璃-凸起间隔件的表面上，其中
第一窗格玻璃、第二窗格玻璃或第三窗格玻璃中，至少一个包括化学-强化的玻璃材料，
有涂层的第二多个玻璃-凸起间隔件与第一窗格玻璃接触以保持所述隔 开的第二间距，以及
要么a）第一边缘密封件进一步包围第三窗格玻璃外部边缘的至少一部分以进一步在第一和第三窗格玻璃之间形成第二密封内部区域，且所述内部区域具有小于一个大气压的真空压力，或者b）第二边缘密封件包围第一和第三外部边缘各自的至少一部分以进一步在第一和第三窗格玻璃之间形成第二密封内部区域，且所述内部区域具有小于一个大气压的真空压力。

16.  如权利要求1所述的VIG窗户，还包括：
第三窗格玻璃，所述第三窗格玻璃放置在远离第二窗格玻璃、与第一窗格玻璃相反的一侧，并以第二间距与第二窗格玻璃基本平行，所述第三窗格玻璃包括用第三玻璃材料形成的第三主体、第三相对的表面和第三外部边缘；
第二多个玻璃-凸起间隔件，所述第二多个玻璃-凸起间隔件整体形成于第三窗格玻璃的第三表面之一，且所述第二多个玻璃-凸起间隔件由来自第三主体部分的第三玻璃材料组成；
第二光学涂层，所述第二光学涂层同时形成于第二多个玻璃-凸起间隔件和形成第二玻璃-凸起间隔件的表面上，其中
第一窗格玻璃、第二窗格玻璃或第三窗格玻璃中，至少一个包括化学-强化的玻璃材料，
有涂层的第二多个玻璃-凸起间隔件与第二窗格玻璃接触以保持所述隔开的第二间距，以及
要么a）第一边缘密封件进一步包围第三窗格玻璃外部边缘的至少一部分以进一步在第一和第三窗格玻璃之间形成第二密封内部区域，且所述内部区域具有小于一个大气压的真空压力，或者b）第二边缘密封件包围第一和第三外部边缘各自的至少一部分以进一步在第一和第三窗格玻璃之间形成第二密封内部区域，且所述内部区域具有小于一个大气压的真空压力。

17.  一种真空-绝缘玻璃（VIG）窗户组件，包括：
第一窗格玻璃；
第二窗格玻璃，所述第二窗格玻璃放置在远离第一窗格玻璃的位置，且 以第一间距与第一窗格玻璃基本平行；
第一多个玻璃-凸起间隔件，所述第一多个玻璃-凸起间隔件整体形成于第一窗格玻璃的第一表面，以及
第一光学涂层，所述第一光学涂层同时形成于第一多个玻璃-凸起间隔件和形成第一多个玻璃-凸起间隔件的第一表面上，其中，
第一窗格玻璃和第二窗格玻璃中，至少一个包括化学强化的玻璃材料，以及
有涂层的第一多个玻璃-凸起间隔件与第二窗格玻璃接触以保持所述隔开的第一间距。

18.  如权利要求17所述的VIG窗户，其特征在于，所述第二窗格玻璃包括化学-强化的玻璃材料。

19.  一种形成真空-绝缘玻璃（VIG）窗户方法，包括：
在具有用第一玻璃材料形成的第一主体、第一表面和第一外部边缘的第一窗格玻璃中，整体形成第一多个玻璃-凸起间隔件，所述第一多个玻璃-凸起间隔件整体形成于第一窗格玻璃的第一表面，且所述第一多个玻璃-凸起间隔件由来自第一主体部分的第一玻璃材料组成；
在第一表面、第一多个玻璃-凸起间隔件上都形成第一光学涂层；
使化学强化的第二窗格玻璃与有涂层的第一多个玻璃-凸起间隔件接触，这样，第一和第二窗格玻璃是隔开的，且第一表面和第二表面的距离为第一间距，所述第二窗格玻璃具有第二表面、第二边缘且包括第二化学强化的玻璃材料；
密封第一和第二外部边缘以限定在第一和第二窗格玻璃之间的内部区域；以及
在所述区域形成小于一个大气压的真空压力。

20.  如权利要求19所述的方法，其中，形成第一多个玻璃-凸起间隔件进一步包括：
a）用聚焦的激光光束辐射第一窗格玻璃的局部，然后终止辐射以固定玻璃-凸起间隔件；以及
b）在不同位置多次重复a）步骤，形成第一多个玻璃-凸起间隔件。

21.  一种形成真空-绝缘玻璃（VIG）窗户的方法，包括：
在具有用第一玻璃材料形成的第一主体、第一表面和第一外部边缘的第一窗格玻璃中，整体形成第一多个玻璃-凸起间隔件，所述第一多个玻璃-凸起间隔件整体形成于第一窗格玻璃的第一表面，且所述第一多个玻璃-凸起间隔件由来自第一主体部分的第一玻璃材料组成；
化学强化第一窗格玻璃；
在第一表面、第一多个玻璃-凸起间隔件上都形成第一光学涂层；
使第二窗格玻璃与有涂层的第一多个玻璃-凸起间隔件接触，这样，第一和第二窗格玻璃是隔开的，且第一表面和第二表面的距离为第一间距，所述第二窗格玻璃具有第二表面、第二边缘且包括第二玻璃材料；
密封第一和第二外部边缘以限定在第一和第二窗格玻璃之间的内部区域；以及
在所述区域形成小于一个大气压的真空压力。

22.  如权利要求21所述的方法，其特征在于，在化学强化第一窗格玻璃之前形成第一多个玻璃-凸起间隔件。

23.  如权利要求21所述的方法，其特征在于，在化学强化第一窗格玻璃之后形成第一多个玻璃-凸起间隔件。

24.  如权利要求21所述的方法，其特征在于，先化学强化所述第二窗格玻璃，然后再使其与有涂层的第一多个玻璃-凸起间隔件接触。

轻量强化、低-辐射的真空绝缘玻璃(VIG)窗户
相关申请的交叉参考
本申请根据35U.S.C.§120要求2011年3月29日提交的美国申请系列No.13/074,599号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
发明领域
本发明总的涉及低-辐射（低-E）真空-绝缘玻璃（VIG）窗户。更具体的说，涉及真空-绝缘玻璃（VIG）窗户，所述真空-绝缘玻璃（VIG）窗户包含至少一块化学-强化的窗格玻璃，且包括在一块或多块窗格玻璃中形成的玻璃-凸起间隔件。
背景
真空-绝缘玻璃（VIG）窗户通常包括两块或多块窗格玻璃，且窗格玻璃之间有排空气体的空间（即，真空）。与普通玻璃窗户相比，该整体构造具有改进的隔热和隔音性能。为了防止相邻的窗格玻璃发生下垂（sagging）和接触，可在它们之间放置不连续的间隔件。该间隔件可由铝、塑料、陶瓷或玻璃等制成，且通常成分与窗格玻璃不同,即，它们是布置且固定在窗格玻璃之间单独的、不连续的元件。
虽然常规的间隔件可有效的把窗格玻璃分开，但当透过窗户看东西时它们是可见的，从而使窗户变得不好看。此外，在有低辐射涂层的真空-绝缘玻璃窗户中，常规的间隔件会磨损所述低-E涂层，尤其是，当窗户两边有热梯度时，室内和室外窗格玻璃热膨胀的差异会导致窗格玻璃和间隔件发生相对运动。被磨损或被其他方式损坏后，低-E涂层反射入射光时不均一，就显现出所谓的“星光发射”，这是窗户玻璃中不希望有的 光学效应。另外，需要在窗格玻璃之间布置不连续的间隔件，然后把它们固定，这会增加VIG窗户制造工艺的成本和复杂性。
鉴于上文所述，需要开发经济的低-E真空-绝缘玻璃窗户，以及附带的制备这种窗户的方法。
概述
本发明涉及低-辐射VIG窗户及形成这种窗户的方法。根据某实施方式，真空-绝缘玻璃窗户包括第一窗格玻璃，第二窗格玻璃以及第一边缘密封件。其中，第一窗格玻璃包括用第一玻璃材料形成的第一主体、第一相对的表面和第一外部边缘；第二窗格玻璃放置在远离第一窗格玻璃的位置，且以第一间距与第一窗格玻璃基本平行，第二窗格玻璃包括用第二玻璃材料形成的第二主体、第二相对的表面和第二外部边缘；第一边缘密封件沿着第一外部边缘和第二外部边缘各自的至少一部分形成，从而限定了在第一和第二窗格玻璃之间的第一密封内部区域，所述第一密封内部区域具有小于一个大气压的真空压力。在第一窗格玻璃的第一表面之一，整体形成第一多个玻璃-凸起间隔件，所述多个玻璃-凸起间隔件由来自第一主体部分的第一玻璃材料组成。在第一玻璃-凸起间隔件和形成第一玻璃-凸起间隔件的第一表面上都形成第一光学涂层。在装配好的窗户中，有涂层的多个玻璃-凸起间隔件与第二窗格玻璃接触，并维持所述隔开的第一间距。第一窗格玻璃和第二窗格玻璃中，至少一个包括化学-强化的玻璃材料。在进一步的实施方式中，该VIG窗户包括第三窗格玻璃。
形成VIG窗户的示例性方法包括：提供第一窗格玻璃，所述第一窗格玻璃包括具有第一表面、第一边缘的第一主体部分和第一玻璃材料，以及在第一玻璃表面整体形成第一多个玻璃-凸起间隔件，所述多个玻璃-凸起间隔件由来自第一主体部分的第一玻璃材料组成。在第一表面、第一玻璃-凸起间隔件上都形成第一光学涂层。使第一窗格玻璃上有涂层的多个玻璃-凸起间隔件与化学-强化、具有第二表面和第二边缘的第二窗格玻璃接触，从而使第一和第二窗格玻璃隔开，且第一和第二表面之间的距离为第一间距。密封第一边缘和第二边缘，从而限定了在第一和第二窗格玻 璃之间的内部区域，以及在所述内部区域形成小于一个大气压的真空压力。在实施方式中，所述玻璃-凸起间隔件可形成于化学-强化的第一窗格玻璃。化学强化一般在形成玻璃-凸起间隔件前进行。
在以下的详细描述中提出了本发明的附加方面，特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的普通技术人员而言根据所作描述即容易理解，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本发明而被认识。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是用来提供理解要求保护本发明的性质和特性的概述或框架。所附附图提供了对本发明的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图举例说明了本发明的各种实施方式，并与描述一起用来解释本发明的原理和操作。
附图简要说明
图1是根据实施方式的某示例性双-窗格玻璃VIG窗户的前视图；
图2是沿着CS-CS方向看图1所示VIG窗户的截面视图；
图3是某示例性玻璃-凸起间隔件的特写截面视图；
图4A是与图2类似的截面视图，列举了一种三-窗格玻璃VIG窗户的示例性实施方式，所述三-窗格玻璃VIG窗户含一中间窗格玻璃，且其两个表面都有玻璃-凸起间隔件形成；
图4B与图4A类似，除了第二组玻璃-凸起间隔件是在背面窗格玻璃而不是中间的窗格玻璃上形成的以外；
图4C与图4A类似，除了第一组和第二组玻璃-凸起间隔件是分别在在前面和后面窗格玻璃而不是中间的窗格玻璃上形成的以外；
图5A和5B列举了透明碱土金属铝硅酸盐（图5A）玻璃和透明钠钙玻璃（图5B）在紫外和可见波长光谱内的透射曲线(透射率(％)对波长(nm))。
图6是某示例性基于激光的玻璃-凸起-形成仪器的示意图， 所述仪器可用于在形成VIG窗户的过程中在窗格玻璃上形成玻璃-凸起间隔件；
图7是某示例性实施方式中激光光束的示意图，所述激光光束由脉冲激光器发出的光脉冲形成；
图8是条形图，显示了钠钙窗格玻璃中，激光功率P(W)，距离D_F，以及玻璃-凸起-间隔件高度H的关系；
图9在3-mm钠钙窗格玻璃样品上形成的玻璃-凸起间隔件的三维图像；
图10是图9所示玻璃-凸起间隔件的线扫描，表明其基本为半球形凸起轮廓；
图11与图9类似，是玻璃-凸起间隔件的三维图像，除了该玻璃-凸起间隔件有一基本平坦的顶部外；
图12是某示例性具有红外反射涂层窗格玻璃的示意性侧视图；
图13是图12所示窗格玻璃上形成的无涂层的玻璃-凸起间隔件的特写截面视图；
图14是图12所示窗格玻璃上形成的有涂层的玻璃-凸起间隔件的特写截面视图；
图15是根据某实施方式的VIG窗户中窗格玻璃装配的截面视图；
图16是根据进一步实施方式的VIG窗户中窗格玻璃装配的截面视图；以及
图17是根据另一进一步实施方式的VIG窗户中窗格玻璃装配的截面视图。
详述
一种真空-绝缘玻璃（VIG）窗户，所述真空-绝缘玻璃（VIG）窗户包括第一窗格玻璃、第二窗格玻璃、多个玻璃-凸起间隔件以及第一光学涂层。所述第二窗格玻璃放置在远离第一窗格玻璃的位置，且以第一间 距与第一窗格玻璃基本平行。所述玻璃-凸起间隔件在第一窗格玻璃的第一表面整体形成。所述第一光学涂层同时在第一玻璃-凸起间隔件、形成第一玻璃-凸起间隔件的第一表面形成。其中，第一窗格玻璃和第二窗格玻璃中至少一个包括化学强化玻璃材料，以及有涂层的玻璃-凸起间隔件与第二窗格玻璃接触以维持所述隔开的第一间距。VIG窗户可包含两块或多块窗格玻璃，相邻的窗格玻璃之间有排光气体的区域。有关玻璃-凸起间隔件的形成、化学-强化窗格玻璃和光学涂层如低-辐射（低-E）涂层的内容将在下文描述。
如本文所公开的，所述玻璃-凸起间隔件是“形成于”窗格玻璃的。“形成于”意味着所述玻璃-凸起间隔件是从窗格玻璃的主体部分长出来的，且由来自组成窗格玻璃的玻璃材料形成，以凸起的方式从基本为平坦的窗格玻璃表面向外突出。可通过光致吸收在窗格玻璃中形成玻璃-凸起间隔件。
术语“光致吸收”应广义的理解为将窗格玻璃局部暴露（辐照）于辐射之下，会导致其吸收光谱发生局部变化。光致吸收可能涉及某一波长或波长范围内吸收的变化，包括但不限于，紫外，近紫外，可见光，近红外，和/或红外区的波长。透明窗格玻璃中光致吸收的例子包括但不限于，形成色-心(color-center formation)、形成瞬间玻璃缺陷，以及形成永久玻璃缺陷。
本文所定义的窗户是指一种包括两块或多块窗格玻璃的物体，所述窗格玻璃至少部分对电磁（EM）辐射是透明的，所述EM辐射包括紫外，近紫外，可见光，近红外，和/或红外区的波长。
具有整体形成的玻璃-凸起间隔件的VIG窗户
图1是根据某示例性实施方式所述双-窗格玻璃VIG窗户10的前视图。图2是沿着CS-CS方向看图1所示VIG窗户10的截面视图。图中显示的笛卡尔坐标作参考。VIG窗户10包括两块窗格玻璃20，即前面窗格玻璃20F和背面窗格玻璃20B，两块玻璃位置相反且基本相互平行。前面窗格玻璃20F有一个由第一玻璃材料制成的主体部分23F、外部表 面22F、内部表面24F和外部边缘28F。同样的，背面窗格玻璃20B有一个由第二玻璃材料制成的主体部分23B、外部表面22B、内部表面24B和外部边缘28B。在某示例性实施方式中，组成主体部分23F和23B的第一和第二玻璃材料是相同的。在某进一步的示例性实施方式中，组成主体部23F和23B的第一和第二玻璃材料有一种或两种都包括化学-强化的玻璃。
前面窗格玻璃20F和背面窗格玻璃20B以间距为D_G隔开，所述间距D_G是通过测量各自内部表面24F和24B得出的。在各自的外部边缘28F和28B都有边缘密封件30，所述密封件30包围了每条外部边缘的至少一部分以形成真空密封。边缘密封件30、前面窗格玻璃内表面24F、后面窗格玻璃内表面24B限定了一个密封的内部区域40。所述密封的内部区域40优选的至少部分排空气体，以使其具有小于一个大气压的真空压力，进而为VIG窗户10提供所需的隔热和隔音性能。
VIG窗户10还包括在背面窗格玻璃20B内部表面24B整体形成的多个玻璃-凸起间隔件50。图3是某示例性玻璃-凸起间隔件50的特写截面视图。应注意，多个玻璃-凸起间隔件50是在背面窗格玻璃20B整体形成的，而不是作为分开的、不连续的元件添加在VIG窗户10上。因此，玻璃-凸起50形成于（因此由下述材料组成）与背面窗格玻璃20B相同的玻璃材料，且事实上是主体部分23B的延伸。形成玻璃-凸起50的示例性方法将在下文详细描述。
在某示例性实施方式中，玻璃-凸起间隔件50相互之间是有规则的间隔排列。玻璃-凸起间隔件50是从主体部分23B上整体形成的，因此当从常规（即，基本为正常的入射光）视角透过玻璃看东西时，所述玻璃-凸起间隔件50是不可见的。因此，图1中玻璃-凸起间隔件50是以虚线表示的。如图3所示，玻璃-凸起间隔件50有一个“尖端”或“顶部”51。如下文所述，顶部51不必为图3所示的圆形。玻璃-凸起间隔件50与前面窗格玻璃的内部表面24F相接触，用于保持前面窗格玻璃20F和背面窗格玻璃20B的间距为D_G。
在某示例性实施方式中，窗格玻璃20F和20B是由钠钙玻璃或碱土金属铝硅酸盐玻璃整体形成的，在进一步的实施方式中，其各自厚 度T_G在0.5mm到3mm之间（即、0.5、0.7、1、1.5、2、2.5或3mm）。在某示例性实施方式中，玻璃-凸起间隔件50的高度(“凸起高度”)H范围为50μm至200μm，优选为75μm至150μm，以及更优选的为100μm至120μm。在某示例性实施方式中,窗格玻璃20F和20B的厚度T_G(见图6)基本相同。
图4A是与图2类似的截面视图，列举了一种制备三-窗格玻璃VIG窗户10的示例性实施方式，所述三-窗格玻璃VIG窗户含一中间窗格玻璃20M，所述中间窗格玻璃20M像三明治一样夹在前面窗格玻璃20F和背面窗格玻璃20B之间。中间窗格玻璃20M有由第三玻璃材料组成的主体部分23M、前面22M、背面24M和边缘28M。第一组和第二组玻璃-凸起间隔件50分别形成于中间窗格玻璃20M的前面22M和背面24M，且分别用来维持中间窗格玻璃20M和前面窗格玻璃20F的间距D_GA、中间窗格玻璃与背面窗格玻璃20B的间距D_GB。在图4A所示的示例性实施方式中，只用了一个密封件30密封边缘28F、28M和28B。在另一示例性实施方式中，使用了多个密封件30。其中，一个密封件用于密封边缘28F和28M各自的至少一部分，以及另一密封件用于密封边缘28M和28B各自的至少一部分（见图4B）。
密封件30和窗格玻璃表面24F和22M限定了第一个密封的内部区域40A，而密封件30和窗格玻璃表面24M和24B限定了第二个密封的内部区域40B。密封的内部区域40A和40B优选的排空气体，以使它们具有小于一个大气压的真空压力，进而为VIG窗户10提供所需的隔热和隔音性能，尤其是具有两倍于如图1和图2所示的双-窗格玻璃VIG窗户10的隔热隔音性能。
图4B与图4A类似，提供了另一种三-窗格玻璃VIG窗户10的示例性实施方式，其中，第二组玻璃-凸起间隔件50形成于背面窗格玻璃20B的内部表面24B而不是形成于中间窗格玻璃20M。图4B也列举了一种示例性实施方式，其中使用了多个密封件30，如上文所述。
图4C与图4B类似，提供了又一种三-窗格玻璃VIG窗户10的示例性实施方式，其中，第一组玻璃-凸起间隔件50形成于前面窗格玻 璃20F的内部表面24F而不是形成于中间窗格玻璃20M。因此，在图4C所示的实施方式中，所述玻璃-凸起间隔件形成于内部和外部窗格玻璃，而在图4A所示的实施方式中，所述玻璃-凸起间隔件是在中间窗格玻璃上形成的。
如下文进一步详细描述，一种或多种光学涂层如低-辐射涂层，可以在玻璃-凸起间隔件以及形成所述玻璃-凸起间隔件的表面形成。为清楚起见，在图1、2和4中所列举的实施方式中，都忽略了光学涂层（多层）。
在某示例性实施方式中，中间窗格玻璃20M是由钠钙玻璃或碱土金属铝硅酸盐玻璃形成的，在进一步的实施方式中，其厚度T_G在0.5mm到3mm之间。在各种实施方式中，组成主体部分23F、23B和23M的第一、第二和第三玻璃材料可以单独的或以任意组合的形势包括化学-强化玻璃。在某实施方式中，前面、背面和中间窗格玻璃的主体部分23F、23B和23M是由同种玻璃材料制成的。
钠钙玻璃是最普通的窗户玻璃，但本文所公开的VIG窗户可应用到任何类型的玻璃，且窗户中的整体玻璃-凸起间隔件50可按下文详细描述的方法形成。例如，本文所公开的VIG窗户可应用于低-铁（“超-清”）窗户玻璃，以及下文所引入和讨论的其他玻璃。
形成玻璃-凸起间隔件
可用于窗户玻璃的透明玻璃趋于在某些波长下几乎没有吸收，而高-功率激光只在这些波长范围可用，例如近红外（NIR）区波长为约800μm至1600μm，或紫外（UV）区波长为约340nm至约380nm。例如，碱土金属铝硅酸盐玻璃和钠铝硅酸盐玻璃（例如，玻璃，EagleXG^TM玻璃，1317玻璃，以及Gorilla^TM玻璃等玻璃，所有这些都可从康宁公司购买，康宁，纽约州）通常有如图5A所示的透射光谱，以及钠钙玻璃通常有如图5B所示的透射光谱。如图5A和图5B所示，碱土金属铝硅酸盐玻璃和钠钙玻璃在波长为355nm处的透射率约为85%（包括因玻璃/空间界面反射引起的菲涅尔损失（Fresnel losses）），这给把整块玻 璃甚至是很小一部分加热到接近工作点(～10⁵泊（Poise）)带来了挑战，除非使用工作输出功率为几百瓦特的激光。
意外的是，对于某些透明窗格玻璃，包括形成自碱土金属铝硅酸盐玻璃（例如，LCD玻璃如前述Eagle^2000TM玻璃和Eagle XG^TM玻璃）、钠钙玻璃和钠铝硅酸盐玻璃（如前述1317玻璃和Gorilla^TM玻璃），已发现通过用强UV激光光束穿过透明玻璃时，可使它们在激光波长的吸收提高至足够的水平。具体的，具有高重复-率、纳秒-脉冲-宽度的UV激光被发现最为有效。在这种脉冲UV激光光束下暴露一或两秒，会导致本来相对低―吸收的透明玻璃产生光致吸收。光致吸收在UV波长范围内显著增加，从而使得能够局部的把窗格玻璃加热至它的工作温度（使用同一激光器或独立的的激光器），以形成玻璃-凸起50。一旦辐射停止，UV-产生的吸收会在短时间（如，几秒钟）内褪去。
其他类型的激光，如中-红外-波长激光，而不是UV激光，可用于大多数透明玻璃材料。某示例性中-红外-波长激光器产生的激光光束波长约为2.7μm。为了说明起见，下文将描述和讨论把UV激光器和仪器连在一起来形成本文所公开的VIG窗户。
图6是某示例性基于激光器的仪器（“仪器”）100的示意图，所述仪器可用于在形成VIG窗户10的过程中在窗格玻璃20上形成玻璃-凸起间隔件50。仪器100包括一沿着光轴A1布置的激光器110。激光器110沿着光轴发射出功率为P的激光光束112。在某示例性实施方式中，激光器110在电磁光谱的紫外（UV）区域操作。
同时参考图7，在某具体的实施方式中，激光器110是脉冲激光器，产生组成激光光束112的光脉冲112P,所述光脉冲具有UV波长（例如，约355nm）和纳米-级时间脉冲宽度τ_P。在某示例性实施方式中，光脉冲112P的时间脉冲宽度τP范围为20ns≤τ_P≤80ns，以及重复率R范围为50kHz≤R≤200kHz。在进一步的示例性实施方式中，激光器110是20瓦特的激光器（即，P=20W）。在某示例性实施方式中，激光器110包括三次谐波的Nd-基激光器。如图7所示，从时间上看，光脉冲112P每隔Δt数量时间发射一次，因此定义重复率R=1/Δt。
仪器110还包括光学聚焦系统120，所述光学聚焦系统120沿着光轴A1排布，且限定了包括焦点FP的焦平面PF。在某示例性实施方式中，沿着光轴A1方向从激光器110开始，光学聚焦系统120依次包括：发散透镜124和第一聚焦透镜130（它们组合在一起形成扩束器）的组合、和第二聚焦透镜132。在某示例性实施方式中，发散透镜124的聚焦长度为f_D=-5cm，第一聚焦透镜130的聚焦长度为f_C1=20cm，以及第二聚焦透镜132的聚焦长度为f_C2=3cm且数值孔径为NA_C2=0.3。在某示例性实施方式中，反射透镜124、第一聚焦透镜130和第二聚焦透镜132都由石英玻璃制成且包括减-反射（AR）涂层。另一示例性实施方式中，光学聚焦系统120包括反射镜或反射镜与透镜元件组合，它们构造成后从激光光束112产生聚焦的激光光束112F。
仪器100还包括控制器150，如激光控制器、微控制器、计算机、微型计算机等。所述控制器通过电路与激光器110相连并使其适于控制激光器的操作。在某示例性实施方式中，在激光光束112的光路上有一遮光器160，所述遮光器160通过电路与控制器150相连接。因此，只需利用遮光器控制信号SS把激光光束切换至“开”和“关”，可以选择性的屏蔽激光光束，而无需使用激光器控制信号SL来把激光器110切换至“开”和“关”。
在激发仪器100操作之前，把具有主体部分23、前表面22和背表面24的窗格玻璃20，放置于与所述仪器相对的位置。具体的，窗格玻璃20沿着光轴A1排布，从而使前表面22和背表面24基本与光轴垂直，以及使窗格玻璃背表面24与聚焦平面PF在沿着光轴且朝激光器110方向（即，＋Z方向）有一距离D_F。在某示例性实施方式中，窗格玻璃20的厚度T_G范围为0.5mm≤T_G≤6mm。在某示例性实施方式中，0.5mm≤D_F≤2mm。按这样的排布，玻璃-凸起间隔件就可形成于窗格玻璃表面24，对应于图2中背面窗格玻璃20B的表面24B。
然后，通过来自控制器150的信号SL激活激光器110，产生激光光束112。如果使用了遮光器160，在激光器110激活以后，遮光器也要通过来自控制器150的遮光器控制信号SS激活且处于“开”的位置， 从而使得激光光束112可以通过遮光器。激光光束112被光学聚焦系统120接收，此处的发散透镜124会使激光光束发散，形成发散的激光光束112D。发散的激光光束112D被第一聚焦透镜130接收，所述第一聚焦透镜130用于把发散的激光光束扩大为平行的激光光束112C。然后，平行的激光光束112C被第二聚焦透镜132接收，形成聚焦的激光光束112F。聚焦的激光光束112F穿过窗格玻璃20，且在沿着光轴A1方向的焦点FP处形成聚焦点S。如上文所述，所述焦点与窗格玻璃背表面24的间距为D_F，因此它位于主体部分23之外。应注意的是，窗格玻璃20会稍微影响光学系统20焦点FP的位置，因为激光光束112F穿过窗格玻璃时会聚集。当然，窗格玻璃20厚度T_G通常足够小，以至于这种焦点-移动效应可以忽略不计。
因为前文所述的窗格玻璃的光致吸收，激光光束112F穿过窗格玻璃20时会被部分吸收。这用于局部加热窗格玻璃20。光致吸收的数量相对较低，例如约3%至4%。当聚集的激光光束112F被窗格玻璃20局部吸收时，在主体部分23内会出现一限制性膨胀区域，所述区域内快速的温度变化会诱导玻璃发生膨胀。因为膨胀区域被其周围没有加热（因此也没有膨胀）的区域限制，在所述膨胀区域内的玻璃被迫向上变形以释放内部应力，从而形成玻璃-凸起间隔件50。如图6所示，玻璃-凸起间隔件50有一个峰51，对应于光束强度最大的位置。在某示例性实施方式中，通过快速冷却玻璃被加热的区域来固定玻璃-凸起间隔件50。所述固定可通过终止聚集激光光束112F的暴露（即，辐射）来实现。
如果聚集激光光束112F具有周期性对称的截面光强分布，如高斯分布（Gaussian distribution），那么局部加热及其导致的玻璃膨胀就会在窗格玻璃主体23内周期性的区域发生，且由此形成的玻璃-凸起间隔件50也基本是周期性对称的。
这个过程可以在窗格玻璃的不同位置重复，从而在窗格玻璃20上形成多个（例如，阵列）玻璃-凸起间隔件50。形成玻璃-凸起间隔件后，窗格玻璃可以选择性的进行后续加工，然后结合进VIG窗户10。在某示例性实施方式中，仪器100包括一X-Y-Z平台170，所述平台170通过电路与控制器150相连接，且被构造成用于移动窗格玻璃20，沿着相对于聚 焦激光光束112F的X，Y和Z方向运动，如大箭头172所示。这样就能通过选择性的利用来自控制器150的平台控制信号ST移动平台170，且辐射窗格玻璃20的不同位置来形成多个玻璃-凸起间隔件50。
在某示例性实施方式中，玻璃-凸起间隔件50是以如图1所示的规则的阵列方式形成的。在某示例性实施方式中，相邻玻璃-凸起间隔件50的间隔为约2英寸（即，约5cm）至约6英寸（即，约15cm）之间。在另一示例性实施方式中，玻璃-凸起间隔件的形成通过一个反馈装置或系统来控制。所述反馈装置或系统跟踪玻璃-凸起间隔件50的生长，从而玻璃-凸起间隔件可按选择性的高度H生长，且同一组玻璃-凸起间隔件的高度基本相同。
在另一示例性实施方式中，通过测量聚焦激光光束112F穿过窗格玻璃20的透射率T来跟踪玻璃-凸起间隔件的形成。在某示例性实施方式中，这可通过排布光检测器180来实现，所述光检测器180位于窗格玻璃20的输出面且在光轴A1上，还通过电路与控制器150相连接。当玻璃-凸起间隔件50形成后，聚焦激光光束112F的透射率T急剧下降。光检测器180用于检测聚焦激光光束112F透射光，并相应的产生电子检测器信号SD，因此，可通过所述检测器信号SD的变化来检测透射率的急剧下降。终止聚集激光光束112F（例如，利用前文所述的信号SL或SS来操作控制器150）的辐射（即，暴露）时，会停止局部加热并固定玻璃-凸起间隔件50。在某示例性实施方式中，所测透射率T用于控制辐射剂量。
在另一示例性实施方式中，光检测器180排布在窗格玻璃20的输入侧，用于检测辐射过程中窗格玻璃主体23的荧光。当检测到的荧光发生一个阀值变化时，可终止暴露或调节辐射剂量。
在另一示例性实施方式中，可用反馈子-系统通过控制辐射进而控制每一玻璃-凸起间隔件的凸起高度例如，反馈子-系统可通过监控以下参数来控制辐射：聚焦激光光束穿过第一窗格玻璃后一处或多处的透射强度、每一个玻璃-凸起间隔件的温度、每一个玻璃-凸起间隔件发出的荧光强度、每一个玻璃-凸起间隔件的高度，以及当所监控的参数达到设定值后终止辐射。
在另一示例性实施方式中，光学聚焦系统120适于扫描，从而使得聚焦激光光束112F可以选择性的导向窗格玻璃20中将要形成玻璃-凸起间隔件50的位置。
凸起高度H取决于几个因数，包括激光功率P、重复率R、聚焦条件、以及组成窗格玻璃20的玻璃材料。图8是条形图，显示了厚度为T_G=3mm钠钙窗格玻璃中，聚焦激光光束112F的激光功率P(W)，焦平面PF与窗格玻璃的背表面24的间距D_F，以及凸起高度H的关系。图8所示的条形图是基于实验数据的，为用仪器100在具体类型的窗格玻璃20上形成玻璃-凸起间隔件50提供了一个示例性的操作参数范围。暴露（辐射）时间在2至2.5秒之间，观察发现该参数的变化对凸起高度H无明显影响。对于UV激光，最佳重复率为R=150kHz。凸起高度H可在约75μm至约170μm变化。当D_F为约0.6mm且激光功率P为约9W时，凸起高度H约为75μm；当D_F为约1.1mm且激光功率P为约13W时，凸起高度H约为170μm。
应注意，如果凸起高度H过小，会导致应用于内部区域40的真空数量减少，这会导致隔热隔音性能下降以及相邻窗格玻璃20之间的间隙过小。内部区域变小，也会导致隔热隔音性能下降。此外，凸起高度H太小会导致出现“牛顿环”，因为紧密排布的玻璃表面会产生光干涉。据估计，对于大多数VIG窗户10来说，当凸起高度H≥100μm时就足以避免上述的两个潜在问题。
图9为在厚度为T_G=3mm钠钙窗格玻璃样品上形成的玻璃-凸起间隔件50的三维图像。图10是图9所示玻璃-凸起间隔件50的线扫描。9.所述线扫描表明玻璃-凸起间隔件50基本为半球形凸起轮廓，凸起高度H为约75μm以及基底直径DB为约250μm。在某实施方式中，玻璃-凸起间隔件50以小的弯曲的点与对面窗格玻璃接触，可把对光学涂层的磨损最小化。此外，通过使每个玻璃-凸起间隔件与对面窗格玻璃接触区域最小化，通过所述玻璃-凸起间隔件的传热也被最小化了，因此获得机械性能良好的VIG窗户。
图11与图9类似，是玻璃-凸起间隔件50的三维图像，除 了在相邻的窗格玻璃表面24以玻璃碟片的形式设置了生长-限制表面并然后再按上述方法辐射所述窗格玻璃以外。这样得到的玻璃-凸起间隔件50生长到一定凸起高度H时，就会被相邻的玻璃碟片限制。结果就是，所述玻璃-凸起间隔件50具有基本平坦的顶部51，直径为DT。这样，玻璃-凸起间隔件50的面积、高度和形状就可以控制，尤其是基本平坦的顶部51直径DT是可控的。在某示例性实施方式中，基本平坦的顶部51基本为圆形，所以它的表面积SA大约为SA=π[D_T/2]²。如果一组有n个玻璃-凸起间隔件50，那它们代表的总接触面积SA_T大约为SA_T=πn[D_T/2]²。
通过使用更加复杂的生长-限制构造或改变聚焦激光光束112F的截面形状，可以更加精确的控制玻璃-凸起间隔件50的面积、高度和形状。控制凸起高度H的好处在于它减小了由玻璃的不-均一性和少数激光不稳定性引起的凸起高度差异。基本平坦的-顶部玻璃-凸起间隔件50的另一好处是，减少（包括最小化）顶部51与玻璃20F接触时的机械应力。
在某VIG窗户10的示例性实施方式中，通过选择总接触面积SAT来提高以及优先优化其隔热性能。据估计，当玻璃-凸起间隔件50的基底直径DB在约300μm至约700μm之间时，基本平坦的的顶部51优选的具有“顶部”直径更优选的为DT≤75μm以及甚至更优选的为DT≤50μm。
仪器100使得玻璃-凸起间隔件50具有半球形的形状，主要是因为引起凸起形成的玻璃膨胀受熔融玻璃的表面张力控制。通过使用具有周期性对称截面的聚焦激光光束112F可以消除这个影响。玻璃-凸起间隔件50具有圆形轮廓是有利的，因为它把所述玻璃-凸起间隔件与相邻的窗格玻璃之间的接触区域SA_T最小化了，从而减少了两块窗格玻璃之间的导热率。在VIG窗户10中，降低（优选为最小化）所述传热系数是非常重要的，因为隔热性能会随着总接触面积SAT的增加而降低。另一方面，每个玻璃-凸起间隔件50的接触面积SA过小时，可能导致局部应力集中，并可能会潜在的损坏相邻的窗格玻璃20和/或光学涂层210。
为了评测VIG窗户10中激光-生成的玻璃-凸起间隔件50相对常规VIG窗户中不连续的间隔件的可见性，在偏离VIG窗户表面法线的 不同角度拍了多张照片。虽然当沿贴地角看玻璃时，玻璃-凸起间隔件50是可见的，但当从近-入射光观察角度看时，它们变得几乎不可见。然后，把VIG窗户10的照片、含不连续的陶瓷间隔件的市售窗户在几乎在相同条件下拍摄的照片进行对比。不连续的陶瓷间隔件更可见得多，尤其是在常规的、近-入射光观察角度。
如图4A所示，在某示例性实施方式中，玻璃-凸起间隔件50形成于中间窗格玻璃20M的两个表面22M和24M，进而形成三-窗格玻璃VIG窗户10。双-面玻璃-凸起间隔件50在某示例性实施方式中形成，与形成单-面凸起相比改变了辐射条件。例如，在某方法中，玻璃-凸起间隔件50首先在窗格玻璃20M的一个面22M形成，然后把窗格玻璃转过来，并在其另一面24M形成更多的玻璃-凸起。在所述实施方式中，须使分别在窗格玻璃20M两表面形成的两组玻璃-凸起间隔件50错开一点，以避免辐射到之前形成的玻璃-凸起间隔件。位移的数量为，例如，等于基底半径D_B或多达D_B的两倍，通常为200μm至700μm，因此与典型的VIG窗户10的尺寸相比是非常小的。
我们预期在VIG窗户10中使用整体形成的玻璃-凸起间隔件50，会比在窗口玻璃中布置和固定不连续的（即，非-整体的）间隔件，更有成本优势。这主要是因为，本发明所公开的方法无需把不连续的间隔件放置于精确位置、且在装配VIG窗户时使固定它们所需的设备和过程。因为玻璃-凸起50的尖端部分51与相邻的窗格玻璃20的接触面积SA更显且可控，VIG窗户通过VIG窗户热传导的传热也减少了（优选的最小化了），相对于使用不连续间隔件的VIG窗户来说。成本优势在指责三-窗格玻璃VIG窗户时变得更加明显，因为此时处理和放置不连续的间隔件变得非常具有挑战性。
示例性实施方式中的VIG窗户10使用的窗格玻璃20，具有不同的材料组分。例如，某窗格玻璃20（例如，图2中的背面窗格玻璃20B）是由第一种玻璃类型形成的，而另一窗格玻璃（例如，前面窗格玻璃20F）是由第二种玻璃类型形成的。例如，第一种玻璃类型为钠钙窗户玻璃，而第二种玻璃类型为离子交换过的钠铝硅酸盐玻璃（例如，1317、2317等）。 反之亦然。此外，在某些使用了化学强化（如，离子交换的）窗格玻璃的实施方式中，化学强化的窗格玻璃可以比常规（如，2-4mm钠钙）窗格玻璃更薄（如，0.5-2mm）。这样可以减少VIG窗户10的总厚度和总重量，并维持可比拟的甚至更优异的机械性能。
在钠铝硅酸盐玻璃1317（“1317玻璃”）上进行的玻璃-凸起形成实验显示了高度的膨胀能力，在一厚度为T_G=1.3mm的样品中形成的凸起高度H为155μm。应注意，钠钙窗户玻璃和1317玻璃具有相似的热膨胀系数(CTEs)，为9ppm/℃。
在极低含铁量（因此没有绿色色彩）的“超-白”窗格玻璃20上进行的实验中，利用上述方法形成了玻璃-凸起间隔件50，其凸起高度H为212μm。因此，在某示例性实施方式中，形成于低-铁含量的玻璃-凸起间隔件50的凸起高度H范围为75μm至225μm，优选为100μm至225μm，以及更优选的为150μm至225μm。
用于VIG窗户中的窗格玻璃可用多种玻璃片形成方法来制备。示例性玻璃片成形方法包括熔合拉制法和狭缝拉制法，它们分别是下拉法以及浮法的例子。所述熔合拉制法使用拉制容器，该拉制容器包含沟槽，用来接受熔融的玻璃原料。这些沟槽沿着沟槽的长度，在沟槽两侧具有顶部开放的堰。当在沟槽内装入熔融材料的时候，熔融的玻璃从堰上溢流。在重力的作用下，熔融玻璃从拉制容器的外表面流下。这些外表面向下和向内延伸，使得它们在拉制容器下方的边缘处结合。两个流动玻璃表面在此边缘处结合并熔合起来，形成单独的流动板材。所述熔合下拉法的优点在于，由于从沟槽溢流的两块玻璃膜会熔合在一起，因此制得的玻璃板的任一外表面都没有与设备的任意部件相接触。因此，熔合拉制玻璃片的表面性质不会受到这些接触的影响。
狭缝拉制法与熔合拉制法不同。在此方法中，将熔融的原料玻璃提供给拉制容器。所述拉制容器的底部具有开放的狭缝，所述开放狭缝具有沿着狭缝的长度延伸的喷嘴。熔融的玻璃流过所述狭缝/喷嘴，以连续的板材的形式通过该狭缝/喷嘴下拉，并进入退火区。狭缝拉制法可以提供比熔合拉制法更薄的玻璃片，因为通过狭缝仅仅拉制了单片，而不是将 两片熔合在一起。
下拉法制得的表面相对来说未受破坏。因为玻璃表面的强度受到表面瑕疵的量和尺寸的控制,因此接触程度最小的完好表面具有较高的初始强度。当随后对所述高强度玻璃进行化学强化的时候，制得的玻璃的强度可高于已经进行过磨光和抛光的玻璃。可以将下拉法制造的玻璃拉至厚度约小于2毫米。另外，因为下拉法玻璃具有非常平坦光滑的表面，可以不经高成本的研磨和抛光就用于最终应用。
在浮法中，可以通过将熔融玻璃在熔融金属（通常为锡）床上浮动，来制造特征在于光滑表面和均匀厚度的玻璃片。在一个示例性过程中，将熔融玻璃进料到熔融锡床表面上，形成浮动带。随着玻璃带沿着锡浴流动，温度逐渐降低，直至可以将固体玻璃片从锡拉起到辊上。一旦离开浴，玻璃片可以更快地冷却并退火以降低内部应力。玻璃片，一旦形成，就可以按需切割和成形，来形成结合进于VIG窗户的窗格玻璃。
玻璃窗户可以是基本平坦的或者为某些应用专门成形的。例如，用作挡风玻璃或者盖板时，玻璃窗户可以成形为弯曲或者具有形状的部件。成形的VIG窗户的结构可以是简单或者复杂的。在某些实施方式中，成形的VIG窗户可能包括一个简单曲率。在某些实施方式中，成形的玻璃窗户可以具有复杂曲率，其中，玻璃片在两个独立方向上具有不同的曲率半径。从而此类成形的或弯曲的玻璃片可以表征为具有“交叉曲率”，其中玻璃沿着平行于给定维度的轴弯曲，还沿着垂直于所述相同维度的轴弯曲。例如，通常测得的汽车天窗为0.5m x1.0m，沿短轴的曲率半径为2-2.5m，沿长轴的曲率半径为4-5m。
根据某些实施方式的具有形状的玻璃窗户可以由弯曲因子定义，其中对于给定部件的弯曲因子等于沿给定轴的曲率半径除以该轴的长度。因此，对于沿0.5m和1.0m的各轴的曲率半径分别为2m和4m的示例性汽车天窗，沿各轴的弯曲因子是4。成形的玻璃窗户的弯曲因子范围可以是2-8（例如，2、3、4、5、6、7或者8）。
使玻璃窗户弯曲和/或者成形的方法可以包括重力弯曲法、按压弯曲法及其组合。
在将薄平玻璃片重力弯曲成弯曲形状例如汽车挡风玻璃的传统方法中，将已预切割的单片或多片冷玻璃片放在弯曲夹具的刚性、预成形的外部金属支承表面上。在弯曲之前，通常仅在数个接触点上支承玻璃。通常在玻璃韧化炉中与升高的温度接触来加热玻璃，这软化了玻璃，允许重力将玻璃弯垂或跌落至与外周支承表面一致。通常，基本上整个支承表面会与玻璃外周接触。
一个相关的技术是按压弯曲，在该技术中，将平坦玻璃片加热至基本等于玻璃软化点的温度。然后在具有互补成形表面的阳模元件和阴膜元件之间，将经过加热的玻璃片压制或者成形为所需曲率。
装配好的VIG窗户的厚度可以为2-4mm，其中，单块窗格玻璃的厚度范围为0.5mm-2mm（例如，0.1、0.2、0.3、0.5、0.7、1、1.4、1.7或者2mm）。在一些实施方式中，化学-强化玻璃片的厚度可以小于1.4mm或者小于1.0mm。
化学-强化的玻璃片
如上所述，本发明公开的真空隔热玻璃窗户包括一块或多块化学-强化的玻璃片。因为化学强化作用，结合进在VIG窗户中的化学-强化窗格玻璃有一面或两面处于被压缩的状态。要使裂纹扩大并且使玻璃发生破坏，来自冲击的拉伸应力必须大于表面压缩应力。在一些实施方式中，化学-强化玻璃片的高压缩应力和较深层深度使得能够使用比未-化学-强化玻璃更薄的玻璃。
可以通过离子交换法来对玻璃片进行化学强化。在该方法中，通常将玻璃片在熔盐浴中浸没一段预定的时间，玻璃片表面上或者表面附近的离子与盐浴的较大金属离子发生交换。熔盐浴的温度通常为约400-500℃，且预定的时间段可在2至10小时之间。较大离子结合到玻璃中，在近表面区域产生压缩应力，从而强化玻璃片。在玻璃的中心区域产生相应的拉伸应力，平衡了所述压缩应力。
适用于形成窗格玻璃的可离子交换玻璃的例子是碱性铝硅酸盐玻璃或者碱性铝硼硅酸盐玻璃，但是也考虑其他玻璃组分。本文所用的 “可离子交换”是指玻璃能够通过尺寸更大或更小的同价态阳离子交换位于玻璃表面处或附近的阳离子。一种示例性玻璃组分包含SiO₂、B₂O₃和Na₂O，其中，(SiO₂+B₂O₃)≥66摩尔%，并且Na₂O≥9摩尔%。在一个实施方式中，玻璃片包含至少6重量%的氧化铝。在另一个实施方式中，玻璃片包含一种或多种碱土金属氧化物，且碱土金属氧化物的含量至少为5重量%。在某些实施方式中，合适的玻璃组分还包含K₂O、MgO和CaO中的至少一种。在一具体的实施方式中，玻璃可以包含61-75摩尔%SiO₂、7-15摩尔%Al₂O₃、0-12摩尔%B₂O₃、9-21摩尔%Na₂O、0-4摩尔%K₂O、0-7摩尔%MgO以及0-3摩尔%CaO。
在某些实施方式中，适于形成窗格玻璃的玻璃组分还包含：60-70摩尔%SiO₂、6-14摩尔%Al₂O₃、0-15摩尔%B₂O₃、0-15摩尔%Li₂O、0-20摩尔%Na₂O、0-10摩尔%K₂O、0-8摩尔%MgO、0-10摩尔%CaO、0-5摩尔%ZrO₂、0-1摩尔%SnO₂、0-1摩尔%CeO₂、小于50ppm As₂O₃和小于50ppm SB₂O₃，其中，12摩尔%≤（Li₂O+Na₂O+K₂O≤20摩尔%，且0摩尔%≤（MgO+CaO）≤10摩尔%。
另一示例性玻璃组分包括：63.5-66.5摩尔%SiO₂、8-12摩尔%Al₂O₃、0-3摩尔%B₂O₃、0-5摩尔%Li₂O、8-18摩尔%Na₂O、0-5摩尔%K₂O、1-7摩尔%MgO、0-2.5摩尔%CaO、0-3摩尔%ZrO₂、0.05-0.25摩尔%SnO₂、0.05-0.5摩尔%CeO₂、小于50ppm As₂O₃和小于50ppm SB₂O₃，其中，14摩尔%≤（Li₂O+Na₂O+K₂O）≤18摩尔%，且2摩尔%≤（MgO+CaO）≤7摩尔%。
在某具体实施方式中，碱性铝硅酸盐玻璃包含氧化铝、至少一种碱金属以及，在某些实施方式中，大于50摩尔%的SiO₂，在另一些实施方式中至少为58摩尔%的SiO₂，以及在其他实施方式中至少为60摩尔%的SiO2，其中比率式中各组分的比率是以摩尔％表达的，且改性剂为碱土金属氧化物。这种玻璃，在某具体的实施方式中，包含以下成分、主要由以下成分组成或由以下成分组成：58-72摩尔%SiO₂、9-17摩尔%Al₂O₃、2-12摩尔%B₂O₃、8-16摩尔%Na₂O、和0-4摩尔%K₂O， 其中比率
在另一个实施方式中，所述碱性铝硅酸盐玻璃包含以下成分、主要由以下成分组成或由以下成分组成：61-75摩尔%SiO₂、7-15摩尔%Al₂O₃、0-12摩尔%B₂O₃、9-21摩尔%Na₂O、0-4摩尔%K₂O、0-7摩尔%MgO、以及0-3摩尔%CaO。
在另一个实施方式中，所述碱性铝硅酸盐玻璃基底包含以下成分、主要由以下成分组成或由以下成分组成：60-70摩尔%SiO₂、6-14摩尔%Al₂O₃、0-15摩尔%B₂O₃、0-15摩尔%Li₂O、0-20摩尔%Na₂O、0-10摩尔%K₂O、0-8摩尔%MgO、0-10摩尔%CaO、0-5摩尔%ZrO₂、0-1摩尔%SnO₂、0-1摩尔%CeO₂、小于50ppm As₂O₃和小于50ppm SB₂O₃，其中，12摩尔%≤（Li₂O+Na₂O+K₂O）≤20摩尔%，0摩尔%≤（MgO+CaO）≤10摩尔%。
在另一个实施方式中，所述碱性铝硅酸盐玻璃包含以下成分、主要由以下成分组成或由以下成分组成：64-68摩尔%SiO₂、12-16摩尔%Na₂O、8-12摩尔%Al₂O₃、0-3摩尔%B₂O₃、2-5摩尔%K₂O、4-6摩尔%MgO、以及0-5摩尔%CaO，其中：66摩尔%≤SiO₂+B₂O₃+CaO≤69摩尔%、Na₂O+K₂O+B₂O₃+MgO+CaO+SrO>10摩尔%、5摩尔%≤MgO+CaO+SrO≤8摩尔%、(Na₂O+B₂O₃)-Al₂O₃≤2摩尔%、2摩尔%≤Na₂O-Al₂O₃≤6摩尔%、和4摩尔%≤(Na₂O+K₂O)-Al₂O₃≤10摩尔%。
在某些实施方式中，所述窗户玻璃配料中包含0-2摩尔%的选自下组的至少一种澄清剂：Na₂SO₄、NaCl、NaF、NaBr、K₂SO₄、KCl、KF、KBr和SnO₂。
在某示例性实施方式中，玻璃中的钠离子可以被熔盐浴中的钾离子替换，但是具有较大原子半径的其他碱金属离子（例如铷或铯）也可以替换玻璃中的较小的碱金属离子。根据某些具体的实施方式，玻璃中的较小碱金属离子可以被Ag⁺离子替换。类似的，其它的碱金属盐，例如但不限于硫酸盐、卤化物等，可以用于所述离子交换过程。
在温度低于玻璃网络可以松弛的温度下用较大的离子代替较小的离子，会使得玻璃表面上造成离子分布，形成应力曲线。进入的离子 的较大的体积在表面上产生压缩应力（CS），在玻璃中心产生张力（中心张力，或者CT）。压缩应力与中心张力的关系如下式所示:
CS=CT(t-2DOLDOL)]]>
其中t是玻璃片的总厚度，DOL是交换深度，也称为层深度。
光学涂层
可以在玻璃窗户中结合一层或多层光学涂层。在某些实施方式中，所述光学涂层包括一层或多层聚合物层。所述聚合物层可提供附加或不同的功能，包括声学控制、UV透射控制，和/或IR透射控制。
低-辐射涂层通常包括一层红外―反射膜以及选择性的包括一层或多层透明介质膜。所述红外―反射膜，通常包括导电金属（如银、金或铜），可减少穿过所涂覆玻璃的热传输。介质膜可用于减少红外―反射膜的反射，且能控制涂层的其他性能和特征，如颜色和耐久性。常用的介质材料包括锌、锡、铟、铋和钛的氧化物，等等。
示例性低-辐射涂层包括一层或多层银层，所述银层像三明治一样夹在两透明介质膜之间。增加银层的数量可以提高总的红外反射，但额外的银层会降低可见光穿过玻璃时的透射率，和/或对涂层的颜色和耐久性带来消极影响。
可用常规的膜-形成工艺来涂覆光学涂层，例如物理气相沉积法或化学气相沉积法，对于大面积的窗格玻璃还可使用层压。在层压过程中，通常将一层薄的涂层材料加热至可以使其软化的温度，这促进了涂层材料与窗格玻璃表面的共形匹配。涂层材料中流动的聚合物链与玻璃表面形成化学键，进而提高了粘附性。升高的温度还加速了残留空气和/或水分从玻璃-涂层界面扩散出去。
施加压力促进了涂层材料的流动并抑制了气泡的形成，否则水蒸汽压力与界面处俘获的空气结合起来可能会导致气泡的形成。为了抑制气泡的形成，对高压釜中的组件同时加热加压。
图12是某示例性窗格玻璃20的示意性侧视图，所述窗格玻璃20具有红外反射涂层210形成于其背表面24。这种玻璃在VIG窗户是很 有用的，因为它们可以减少透射的（即，热量产生）辐射量。
图13是与图12类似的特写截面视图，除了在图12所示的IR-反射窗格玻璃上形成了玻璃-凸起间隔件50以外。如果反射涂层210在形成玻璃-凸起间隔件之间形成，因为涂层210的熔点比窗格玻璃20低很多，它会熔化并扩散至玻璃-凸起间隔件50的四周，并使所述玻璃-凸起间隔件50不含涂层。涂层210的任何残留都可容易除去，用标准的玻璃清洗技术清洗背表面24即可。
相反，如果在玻璃-凸起间隔件50形成后再结合反射涂层210，所述反射涂层210基本在窗格玻璃的整个背表面形成共性涂层，包括所述玻璃-凸起间隔件50。图14为某IR-反射窗格玻璃20的截面视图，所述窗格玻璃20包括一反射涂层210形成于其背面24、以及形成于背面的玻璃-凸起间隔件50。
VIG窗户形成
本发明的某实施方式涉及形成VIG窗户，如VIG窗户10。参考图14和再次参考图1、图2，形成VIG窗户10的示例性方法包括在含第一玻璃材料的第一（背面）窗格玻璃20B上形成多个玻璃-凸起间隔件50，所述多个玻璃-凸起间隔件50由来自第一主体部分23的第一玻璃材料组成。所述方法还包括同时在玻璃-凸起间隔件和形成玻璃-凸起间隔件的表面形成一光学涂层，引入含第二玻璃材料的第二（前面）窗格玻璃20F，所述第二窗格玻璃20F与第一多个玻璃-凸起间隔件50接触，因此第一和第二窗格玻璃是分开的，且各自表面24F和24B的第一间距为D_G。所述方法还包括使用边缘密封件30密封第一边缘28F和第二边缘28B各自的至少一部分，从而限定了在前面窗格玻璃20F和后面窗格玻璃20B之间的内部区域40。然后，所述内部区域40至少部分排光气体以在所述区域形成小于一个大气压真空压力。在实施方式中，所述一块或两块窗格玻璃包括化学-强化玻璃。在某具体示例性实施方式中，第二窗格玻璃为化学-强化窗格玻璃。
形成三-窗格玻璃VIG窗户10的方法与形成双-窗格玻璃VIG窗户的方法类似，将参考4A、4B、4C进行讨论。参考图4A，在某示例性 实施方式中，形成三-窗格玻璃VIG10包括在中间（“第一”）窗格玻璃20M形成两组玻璃-凸起间隔件，所述中间窗格玻璃20M位于前面（第二）窗格玻璃20F和背面（第三）窗格玻璃20B之间。因此，中间窗格玻璃20M的前面22M和背面24M分别含有第一和第二多个（组）玻璃-凸起间隔件50。中间窗格玻璃20M也有一由第一玻璃材料制成的外部边缘28M。
所述方法进一步包括在中间窗格玻璃的一个或两个表面形成光学涂层210，因此，全部光学涂层210都同时形成于玻璃-凸起间隔件50以及各个形成所述玻璃凸起间隔件的表面22M和24M。然后，前面窗格玻璃20F和背面窗格玻璃20B（分别由第二和第三中玻璃材料制成）分别与第一和第二多个玻璃-凸起间隔件50接触，因此前面、中间和背面窗格玻璃20F,20M和20B被分开，且24F表面和22M表面的间距为D_GA，中间窗格玻璃20M与背面窗格玻璃20B亦被分开，且24M表面和24B表面的间距为D_GB。
所述方法还包括使用一条或多条边缘密封件30（使用一条边缘密封件的，如图4A所示）用于密封前面、中间和背面三块窗格玻璃的边缘28F、28M和28B各自的至少一部分。这在前面窗格玻璃20F和中间窗格玻璃20M之间、中间窗格玻璃20M和后面窗格玻璃20B之间分别限定了第一和第二内部区域40A、40B。所述内部区域40A和40B至少部分排空气体以在所述区域形成小于一个大气压的真空压力。在实施方式中，至少一个窗格玻璃是化学-强化窗格玻璃。在某具体示例性实施方式中，第一和第三窗格玻璃为化学-强化窗格玻璃。图15示意性的显示了窗格玻璃的构造，所述构造内中间窗格玻璃形成了共形光学涂层。
参考图4B和4C，在另外的实施方式中，除了在中间窗格玻璃20M上形成两组玻璃-凸起间隔件50外，所述玻璃-凸起间隔件50可按以下方式形成，参考图4B和图16，形成于中间窗格玻璃20M的一个表面22M和背面窗格玻璃的内部表面24B或者，参考图4C和图17，形成于前面窗格玻璃20F的内部表面24F和背面窗格玻璃20B的内部表面24B。光学涂层和边缘密封件可按上文所述方式形成。例如，如图4B所示，形成三-窗格玻璃VIG窗户10的方法包含使用一条边缘密封件30密封边缘28F和28M各自的至少一部分，形成第一内部区域40A的真空密封，以及使用另一条 边缘密封件密封边缘28M和28B各自的至少一部分，形成第二内部区域40B的真空密封。
前文所述低-E VIG窗户可用于提供有益的效果，包括噪声衰减、降低紫外光和/或红外光的透射率，和/或增加窗口的美观性。
如本文所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代对象，除非文本中另有明确说明。因此，例如，提到的一种“金属”包括具有两种或更多种这样的金属摂的例子，除非文中有另外的明确表示。
在本文中，范围可以表示为自“约”一个具体值始且/或至“约”另一个具体值止。表述这样的范围时，其例子包括自一个具体值始且/或至另一个具体值止。类似地，当使用先行词“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值构成另一个方面。应当进一步理解，各范围的终点与另一终点相关和无关时，都是有意义的。
除非另有明确说明，否则，不应将本文所述的任何方法解释为必须按照特定的顺序进行其步骤。因此，当方法权利要求实际上没有陈述其步骤应遵循的顺序的时候，或者当权利要求或说明书中没有另外具体说明所述步骤应限于特定顺序的时候，不应推断出任何特定顺序。
还要注意本文关于将本发明的部件“构造成”或“使其适于”以特定的方式起作用的描述。关于这方面，将这样一个部件“构造成”或“使其适于”体现特定的性质，或者以特定的方式起作用，这样的描述是结构性的描述，而不是对预定应用的描述。更具体来说，本文所述的将部件“构造成”或“使其适于”的方式表示该部件现有的物理条件,因此可以将其看作该部件的结构特征的限定性描述。
对本领域技术人员显而易见的是，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下对本发明作出各种修改和变化。因为本领域技术人员可以结合本发明的精神和实质，对所述的实施方式进行各种改良组合、子项组合和变化,应认为本发明包括所附权利要求书范围内的全部内容及其等同内容。