JP2016536259A - 電気的に絶縁された欠陥個所を含む導電性コーティングを備えた板ガラスの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、導電性コーティングを備えた板ガラスの製造方法に関する。この方法は少なくとも以下のステップを含む。即ち、導電性コーティング（２）を基板（１）に被着するステップ、コーティング（２）の欠陥個所（３）を識別するステップ、環状ビームプロフィル（Ｐ）を有するレーザ（４）のビームを、コーティング（２）に集束させて、環状ビームプロフィル（Ｐ）が欠陥個所（３）を取り囲むようにするステップ、コーティング（２）をビームプロフィル（Ｐ）の領域で同時に除去することによって、環状のコーティング除去領域（８）を形成するステップを含む。

Description

本発明は、導電性コーティングを備えた板ガラスの製造方法、及び該方法によって製造された板ガラス、ならびにその使用に関する。

最新のアクティブ型窓ガラスのタイプとして、切替可能又は調整可能な光学特性を備えた窓ガラスが挙げられる。この種の窓ガラスの場合、例えば光の透過率を、印加する電圧に応じて能動的に制御することができる。ユーザは例えば、外から室内が除かれないようにするために、窓ガラスを透過状態から非透過状態へ切り替えることができる。さらに別の窓ガラスによれば、例えば室内に入る太陽ネルギーの量を調整するために、透過率を無段階で調整することができる。

切替可能又は調整可能な公知の窓ガラスは、様々な技術原理に基づいている。例えば米国特許出願公開第２０１２００２６５７３号明細書及び国際公開第２０１２００７３３４号によれば、エレクトロクロミック窓ガスが公知であり、独国特許出願公開第１０２００８０２６３３９号明細書からはＰＬＤＣ（polymer dispersed liquid crystal）窓ガラスが、さらに欧州特許第０８７６６０８号明細書及び国際公開第２０１１０３３３１３号からはＳＰＤ（suspended particle device）窓ガラスが公知である。ＯＬＥＤ（organic light emitting diode）窓ガラスの場合も、光学特性を、このケースでは光の放出を、電気的に調整することができる。ＯＬＥＤは、例えば米国特許出願公開第２００４２２７４６２号明細書及び国際公開第２０１０１１２７８９号から公知である。

これらの窓ガラスは、たいていは合わせガラスとして構成されている。合わせガラスの両方の板ガラスの間において２つのプレート電極の間に、切替可能な特性を有するアクティブ層が配置されている。この場合、プレート電極は外部の電圧源と接続されており、これによってアクティブ層に印加される電圧を調整することができる。プレート電極は通常、導電性材料から成る薄い層であり、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）が用いられることが多い。さらに多くの場合、複数のプレート電極のうち少なくとも１つのプレート電極は、合わせガラスにおける個々の板ガラスのうち１つの板ガラスの表面に、例えばカソードスパッタリングによって直接、被着されている。その際、コーティングには、製造に起因する欠陥が含まれている可能性があり、特に小さい金属粒子に起因する欠陥個所が含まれている可能性がある。これらの粒子によって、切替可能な窓ガラスの稼動時に問題が引き起こされる虞がある。特に短絡が発生する可能性があり、それによって局所的に誤動作が引き起こされてしまう。

このため、導電層におけるこのような欠陥個所を取り除くことが有用であるし、一般的に行われている。これに適しているのは特にレーザ処理法であり、その理由はレーザ処理の分解能が高いことによる。したがってレーザを直接照射することにより、堆積した金属粒子を取り除くことができる。ただしこの場合、粒子の破片がコーティング上に再び堆積する可能性があり、その結果、新たな欠陥個所が発生してしまうことになる。別の選択肢となるアプローチとして、欠陥個所を周囲のコーティングから電気的に絶縁することが挙げられ、そのようにして窓ガラスの稼働中、欠陥個所を介して電流が流れないようにするのである。

欠陥個所の絶縁のために一般的に行われているのは、レーザアブレーションによるコーティング剥離によって、欠陥個所周囲にコーティング除去領域を形成することである。このため、欠陥個所周囲で動かされる例えばガウス状のビームプロフィルのレーザビームを利用して、コーティング除去領域が形成される。欠陥個所を識別して絶縁する方法は、例えば国際公開第２０１２１５４３２０号から知られている。このような絶縁を行えば、短絡及び局所的な欠陥動作を効果的に阻止することができる。しかしながら、欠陥個所周囲のコーティング除去領域は、それらが肉眼で見えてしまうほど広がってしまうことが多く、これによって窓ガラスの美的価値に悪影響が及ぼされてしまう。しかも、欠陥個所周囲でレーザビームを動かすためには、多数の可動部材を備えた複雑なレーザスキャンメカニズムが必要とされ、これによって方法に多くの時間が費やされ、障害を受けやすくなってしまう。

本発明の課題は、導電性コーティングを備えた板ガラスの製造方法を改善することである。この場合、欠陥個所を従来技術よりも目立たないように絶縁し、しかも方法に費やされる時間を減らして、障害を受けにくくなるようにしたい。

本発明の課題は本発明によれば、請求項１に記載の導電性コーティングを備えた板ガラスの製造方法によって解決される。従属請求項には有利な実施形態が示されている。

導電性コーティングを備えた板ガラスを製造するための本発明による方法には、少なくとも以下のステップが含まれている。即ち、
・導電性コーティングを基板に被着するステップと、
・コーティングの欠陥個所を識別するステップと、
・環状ビームプロフィルを有するレーザのビームを、コーティングに集束させて、環状ビームプロフィルが欠陥個所を取り囲むようにするステップと、
・コーティングをビームプロフィルの領域で同時に除去することによって、環状のコーティング除去領域を形成するステップと
が含まれている。

さらに本発明の課題は本発明によれば、以下の構成を含む導電性コーティングを備えた板ガラスによって解決される。即ちこの板ガラスは少なくとも、導電性コーティングを備えた基板を含み、その際、導電性コーティングは、少なくとも１つの欠陥個所を有しており、この欠陥個所は、環状ビームプロフィルを有するレーザのビームによって、周囲を取り囲むコーティングから絶縁されている。

環状ビームプロフィルを有するレーザビームは、当業者には特に、例えば円環状強度分布、円モード、ドーナツモード、又はラゲールガウスモードといった名称でも知られている。この場合、強度部分布は、焦点面において環状に分布しており、その際、環中央ではいかなるビーム強度も発生しない。本発明によれば、ビームは以下のようにコーティングに集束される。即ち、絶縁すべき欠陥個所が、上述の環中央内に完全に収まった位置になるように、したがって欠陥自体にレーザビームが当射しないように、集束される。環状ビームプロフィルによって、欠陥個所が取り囲まれる。つまり、欠陥個所周囲の環状の領域が有効な強度のビームによって照射され、それによってコーティングが除去され（レーザアブレーション）、環状のコーティング除去領域（又はコーティングのない領域）が、欠陥個所の周囲に形成される。コーティング除去領域によって、コーティングされた板ガラスを使用する際に電流を搬送する周囲の導電性コーティングから、欠陥領域が電気的に絶縁される。このようにすれば、欠陥個所に電流が流れる可能性がなくなり、それによって短絡、ホットスポット等の不所望な誤動作が阻止される。

ビームプロフィルの領域内にあるコーティングは、レーザビームによって同時に除去される。ここで「同時に」が意味するのは、コーティング除去された領域全体が同じ期間内に発生する、ということである。つまりコーティング除去領域は、レーザビームを欠陥個所の周囲で移動させることによって連続的に形成されるのではない。このような場合には、最終的に１つの環状コーティング除去領域となる複数の部分領域が、相前後して剥離される。

欠陥個所を絶縁するために、その周囲で単一のレーザビームを移動させることに比べ、本発明による方法は一連の利点を有している。つまり、レーザアブレーションのためにレーザビームを移動させる必要がなく、このことによって、コストがかかり場合によっては障害を受けやすいスキャン機構が不要となり、且つ、処理に必要とされる時間が短縮される。しかも、絶縁を行うコーティング除去領域の線幅ひいては広がりが格段に小さくなり、したがって見る側の目に触れにくくなり、そのため結果として得られた窓ガラスの美的価値という点で有利なものとなる。

環状ビームプロフィルを、基本的に当業者に周知の任意の手法によって形成することができる。ビームプロフィルを、例えばレーザ共振器内部の光位相素子によって形成することができ、特にこれを横モードＴＥＭ_０ｉ*として形成することができる。この場合、ビームは、レーザ共振器から出射したときに既に、環状ビームプロフィルを有している。ただし技術的にいっそう簡単であり、それゆえ好ましいのは、ほぼガウス状のビームプロフィルを有する慣用のレーザビームを、特に横モードＴＥＭ_００を、レーザ共振器から出射した後に、環状ビームプロフィルを有するビームに変換することである。この変換を例えば、いわゆるアキシコンと、ビーム路中でその後段に配置されたレンズとを用いて、実施することができる。

１つの格別有利な実施形態によれば、位相プレートを用いることによって、ほぼガウス状のビームプロフィルから環状ビームプロフィルが形成される。これは、光学的な構造が簡単である、という点で格別有利である。

１つの有利な実施形態によれば、位相プレートは螺旋状位相プレート（spiral phase plate）である。この種の位相プレート及び環状ビームプロフィルの形成については、たとえばWatanabe等による"Generation of a doughnut-shaped beam using a spiral phase plate". Rev. Sei. Instrum. 75 (2004) 5131に記載されている。

さらに別の有利な実施形態によれば、位相プレートはセグメントに分けられた位相プレートである。この位相プレートは、それぞれ異なる角度ポジションにおかれた複数の例えば４つの複屈折λ／２板から成る。個々のセグメントが果たす役割は、互いに対向する部分ビームが相互間で所定の位相シフトをもつようにすることであり、その結果、集束させたときにビームプロフィルの中央において、それらの部分ビームの弱め合う干渉が得られるようになる。

１つの有利な実施形態によれば、導電性コーティングは、物理気相成長（物理蒸着physical vapour deposition, PVD）によって基板に被着される。特に有利であるのは、カソードスパッタリング法を適用することであり、特に磁場を利用したカソードスパッタリング（マグネトロンスパッタリング）を適用することである。これによって導電性コーティングを、電気的に且つ光学的に高品質で迅速に低コストで、さらに必要に応じて大面積であっても、形成することができる。

欠陥個所は特に、導電性コーティングにおける不所望な導電性粒子であり、特に金属粒子又は結晶粒子である。これらの粒子は、コーティング内に入り込む場合もあるし、或いはコーティングの上又は下に位置する場合もある。この種の粒子は例えば、ＰＶＤプロセスにおいてターゲットから剥離して、基板の上に落ちる可能性がある。それらの金属粒子のサイズは一般的には１μｍ〜１ｍｍであり、特に１０μｍ〜５００μｍであり、特に具体的には２５μｍ〜１５０μｍである。ただし基本的には、本発明による方法は、板ガラス動作中に電流が流れないようにするため周囲のコーティングから絶縁したい他の種類の欠陥個所にも適している。

欠陥個所の識別はそれ自体公知の方法を利用して行われ、例えば光学的画像生成方式、顕微鏡方式、又はサーモグラフィ方式を利用して行われる。このような識別には、それに続いてレーザビームを欠陥個所に配向させる目的で、十分な精度のポジション特定が含まれる。

本発明による方法の実施後、欠陥個所は、コーティングのない（コーティングが除去された）環状の領域によって取り囲まれた状態となる。この領域は、環状ビームプロフィルを有するレーザアブレーションによって形成されたものであることから、線幅が一定である。１つの有利な実施形態によれば、コーティング除去領域の線幅は、５μｍ〜１００μｍであり、有利には１５μｍ〜５０μｍである。

環状ビームプロフィルの直径を、欠陥個所のサイズに整合するように選定するのが有利である。コーティング除去領域ができる限り目立たぬよう、直径をできる限り小さくべきであるが、とはいえ電流を搬送するコーティングからは欠陥個所を確実に絶縁するのに十分な大きさとなるようにする。例えば、ビームプロフィルを形成する位相プレートによって、直径を制御することができる。コーティング除去領域の直径は、特に有利には１ｍｍよりも小さく、格別有利には０．２５ｍｍよりも小さい。

レーザビームは、集束素子によって導電性コーティングに集束される。

コーティングのない環状の領域の線幅Ｂを特に、レーザビームの波長λと、集束素子の焦点距離ｆと、集束素子に当射するコリメートされたビームの直径ｄとによって、制御することができる。環状ビームプロフィルを形成するために位相プレートが利用されるならば、線幅Ｂはさらに位相プレートにも依存する。

レーザビームの波長は、有利には２００ｎｍ〜２５００ｎｍである。この波長範囲において本発明による方法を用いると、欠陥個所を絶縁する際に良好な結果が得られる。この波長は、特に有利には３００ｎｍ〜１５００ｎｍである。この波長領域であれば適切なレーザが市販されていることから、本発明による方法を格別低コストで実施することができる。なお、３２５ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲において、格別良好な結果が得られることが判明した。

本発明は、特定の種類のレーザに限定されるものではない。むしろ当業者は、個々の事例の状況に応じて、レーザを選択することができる。１つの有利な実施形態によれば、レーザとして固体レーザが用いられ、たとえばＮｄ：Ｃｒ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：Ｃｅ：ＹＡＧレーザ、Ｙｂ：ＹＡＧレーザ、特に有利にはＮｄ：ＹＡＧレーザが用いられる。望ましい波長を発生させるために、レーザビームの周波数を１回又は複数回、２倍にすることができる。ただし他のレーザを用いてもよく、たとえばファイバレーザ、半導体レーザ、エキシマレーザ、又はガスレーザを用いてもよい。

集束素子の焦点距離によって、レーザビームの焦点の広がりが定まる。集束素子の焦点距離は、有利には１０ｍｍ〜５００ｍｍであり、特に有利には５０ｍｍ〜２００ｍｍ、格別特に有利には６０ｍｍ〜１００ｍｍである。これによって、格別良好な結果が得られる。光学素子の焦点距離をこれよりも短くするには、導電性コーティングと光学素子との間の動作距離を過度に短くしなければならない。また、焦点距離をこれよりも長くすると、レーザ焦点の広がりが大きくなりすぎてしまい、それによってコーティング除去領域の線幅が不所望に大きくなり、絶縁された欠陥個所が見る側を邪魔して目立つようになってしまう。

レーザは、有利にはパルス駆動される。このことは、高いパワー密度が得られる点と、本発明によるコーティング除去領域が効果的に形成される点で、格別有利である。パルス周波数は、有利には１ｋＨｚ〜２００ｋＨｚであり、格別有利には１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚであり、例えば３０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚである。パルス長は、有利には１ｐｓ〜１０００ｎｓであり、格別有利には１ｎｓから１００ｎｓである。このことは、コーティングを除去する際のビームのパワー密度に関して、格別有利である。

レーザビームの焦点におけるパワー密度は、有利には０．０１〜１００ １０^８Ｗ／ｃｍ^２であり、格別有利には１〜１０ １０^８Ｗ／ｃｍ^２である。これによって、コーティング除去に関して格別良好な結果が得られる。

この場合に判明したのは、処理パラメータを適切に設定することにより、特にここで挙げた有利な範囲内で処理パラメータを設定することにより、１つのレーザパルス又はいくつかの僅かなレーザパルスの当射後に既に、コーティング除去領域が形成され、つまりコーティングが環状に剥離された状態になることである。つまり本発明による方法によって、著しく短い照射持続時間と処理時間が実現される。照射持続時間は、有利には０．５ｓよりも短く、格別有利には０．１ｓよりも短く、特に格別有利には０．０５ｓよりも短い。

レーザビームを欠陥個所に配向する目的で、１つの有利な実施形態によれば、基板の位置が固定されている。その際、ポジショニングは、集束素子とレーザの移動によって行われ、又は集束素子と光導波体の移動によって行われる。この目的で有利であるのは、移動すべき部材をクロステーブル（ＸＹテーブル）に配置することである。

別の選択肢として、ビームと基板との相対的な移動を、当然ながら、光学スキャン機構を用いたレーザビームの移動により行ってもよいし、又は、レーザビームを位置固定して基板を移動させることにより行ってもよい。基本的には、ここで述べた代替案の組み合わせも考えられる。

レーザと集束を行う光学素子との間で、少なくとも１つの光導波体例えばグラスファイバを介して、レーザのビームを案内することができる。レーザのビーム路中に、さらに別の光学素子を配置してもよく、例えばコリメータ、絞り、フィルタ、又は周波数ダブラを配置してもよい。

導電性コーティングは、特に薄膜であり、又は薄膜積層体である。

１つの有利な実施形態によれば、導電性コーティングは加熱可能なコーティングである。この種のコーティングは、複数のバスバーと電気的に接触させて、それらのバスバー間でコーティングに電流を流すために設けられている。バスバーは通常、金属薄片のストライプとして実装されており、たとえばスズめっき銅箔、又はプリントされ焼成されたペースト、特に銀粒子とガラスフリットとを含むスクリーン印刷ペーストとして実装されている。コーティングの電気抵抗に起因するジュール熱の発生によって、加熱作用が得られるようになる。本発明による欠陥個所の絶縁により、この種のコーティングにおいて特に加熱パワーの均質化を改善することができ、いわゆるホットスポットの発生を回避することができる。

さらに別の有利な実施形態によれば、導電性コーティングは、電気的に切替可能又は調整可能な光学特性を備えた窓ガラスのフラット電極である。当業者にそれ自体知られているこのような窓ガラスとして挙げられるのは特に、エレクトロクロミック窓ガラス、ＰＤＬＣ（polymer dispersed liquid crystal）窓ガラス、ＳＰＤ（suspended particle device）窓ガラス、及び例えばＯＬＥＤなどのようなエレクトロルミネッセンス窓ガラスである。この種の窓ガラスには、切替可能又は調整可能な光学特性を備えたアクティブ層が含まれており、この層は２つのフラット電極間に配置されている。これらのフラット電極を介して、アクティブ層に電圧を供給することができ、それによって光学特性を調整できるようになる。フラット電極の電気的な接触は通常、バスバーを介して行われる。フラット電極の欠陥個所を本発明に従って絶縁することにより、さもないと局所的な機能障害を引き起こしてしまう短絡を阻止することができる。

ただし本発明は基本的に、これまで挙げたような種類の導電性コーティングに限定されるものではない。基本的にはむしろ、欠陥個所の電気的な絶縁が望まれる又は必要とされる、あらゆる任意の導電性コーティングに、本発明による方法を適用することができる。

導電性コーティングには有利には少なくとも、銀、金、銅、タングステン、グラファイト、モリブデン、又は透明導電性酸化物（transparent conductive oxide, TCO）、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、又はフッ素ドーピングされた酸化スズ（ＳｎＯ_２：Ｆ）が含まれる。特に広く知られているのは、透明な加熱可能コーティングとして銀を含むコーティングと、透明フラット電極としてＴＣＯを含むコーティングである。

導電性コーティングの厚さは、有利には５μｍ以下であり、格別有利には２μｍ以下、特に格別有利には１μｍ以下、特に５００ｎｍ以下である。本発明による方法は、ここで挙げた厚さのコーティングに格別効果的に適用することができる。コーティングの厚さは当然ながら個々の事例において、使用される材料とコーティングの使用目的とに左右されるものであり、それらに応じて例えば５ｎｍ〜２μｍとなったり、又は１０ｎｍ〜１μｍとなったりする。特にフラット電極に関して一般的な厚さは、３０ｎｍ〜５００ｎｍであり、有利には５０ｎｍ〜２００ｎｍである。

基板は有利には、少なくともガラス例えば石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、又はソーダ石灰ガラスを含み、特に有利にはソーダ石灰ガラスを含み、又は少なくともポリマー特に透明ポリマーを含み、格別有利にはポリカーボネート（ＰＣ）又はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む。基板の厚さは、個々の事例における用途に左右され、一般に０．５ｍｍ〜１５ｍｍであり、特に１ｍｍ〜５ｍｍである。基板をクリアで透明なものとすることができ、或いは基板に色調を付けたり、又は着色したりしてもよい。さらに基板を平坦なものとしてもよいし、或いは、一方の方向又は複数の空間方向にいくらか又はかなり湾曲させてもよい。

導電性コーティングを備えた本発明による板ガラスは、もしくは本発明に従って製造された板ガラスは、有利には加熱可能な板ガラスとして利用され、特に建物又は車両の窓ガラスとして利用され、この場合には導電層は加熱層である。本発明による板ガラスもしくは本発明に従って製造された板ガラスは、別の選択肢によれば有利には、電気的に切替可能又調整可能な光学特性を備えた窓ガラスの構成部材として用いられ、この場合、導電層は有利にはフラット電極である。この場合、電気的に切替可能又は調整可能な光学特性を備えた窓ガラスは有利には、エレクトロクロミック窓ガラス、ＰＤＬＣ窓ガラス、ＳＰＤ窓ガラス、又はエレクトロルミネッセンス窓ガラス特にＯＬＥＤである。

さらに本発明は、環状ビームプロフィルを有するレーザビームを、基板上の導電性コーティングの欠陥個所をレーザアブレーションにより絶縁するために使用することにも関する。

次に、図面及び実施例を参照しながら本発明について詳しく説明する。なお、図面は概略的なものであり、原寸通りに描かれたものではない。また、図面によって本発明が限定されてしまうものではない。

本発明による方法を実施する装置を示す図 レーザビームの環状ビームプロフィルを略示した図 本発明による板ガラスの１つの実施形態を示す平面図 従来技術によって製造された板ガラスを示す平面図 本発明による方法の１つの実施形態を示すフローチャート

図１には、本発明による方法の１つの実施形態を実施中のコーティングされた板ガラスが略示されている。この板ガラスには、例えば厚さ２．１ｍｍのソーダ石灰ガラスから成る基板１と、厚さ約１００ｎｍのＩＴＯから成る導電性コーティング２とが含まれている。この板ガラスは、エレクトロクロミック窓ガラスの構成部材として想定されており、この場合、コーティング２は透明なプレート電極として用いられるものとする。

コーティング２には欠陥個所３が含まれている。欠陥個所３は、マグネトロンスパッタリングにより基板１にコーティング２を被着中にコーティング２にもたらされた金属粒子であり、約５０μｍのサイズを有している。エレクトロクロミック窓ガラスにおいてこの欠陥個所３に電流が流れると、これによって短絡が引き起こされる虞があり、その結果、窓ガラスの局所的な誤動作が発生してしまう。

したがって本発明による方法によって行おうとしているのは、使用中に電流を搬送する周囲のコーティング２から、欠陥個所３を電気的に絶縁することである。この目的で、欠陥個所３の周囲にコーティング除去領域を形成するものとする。本発明によればこのようなコーティング除去は、環状ビームプロフィルを有するレーザビームを用いたレーザアブレーションによって行われる。

環状ビームプロフィルは、レーザ４のガウス状ビームプロフィルによって形成される。レーザ４は、例えば周波数二逓倍型Ｎｄ：ＹＡＧレーザである。レーザビーム５の波長は、例えば５３２ｎｍである。レーザビーム５は位相プレート７（螺旋状位相プレート）を通過し、さらに例えば８０ｍｍの焦点距離を有するｆθレンズ６を通過して、コーティング２に集束される。位相プレート７を通過することで、互いに対向する部分ビームは所定の位相シフトを有しており、集束時にビームプロフィルの中央において、弱め合う干渉が発生する。これによってコーティング２の平面において、環状ビームプロフィルを有する焦点が形成される。ビーム５は、欠陥個所３が環状ビームプロフィルによって取り囲まれるように、コーティング２に対して配向されている。この目的でレーザ４、位相プレート７及びレンズ６は、図示されていないＸＹテーブルに取り付けられている。

レーザビーム５は例えば、１０ｎｓのパルス長と２０ｋＨｚのパルス繰り返し周波数を有する。焦点におけるパワー密度は、例えば２*１０^８Ｗ／ｃｍ^２である。１つのパルス又はいくつかのパルスの発生後に既に、レーザアブレーションによって欠陥個所周囲に望ましい絶縁領域が発生する。

図２には、レーザビーム５の本発明による環状ビームプロフィルＰが略示されている。この図の左側の部分には、ビーム５の焦点を上から見た図が描かれている。この図の右側の部分には、環状ビームプロフィルＰの中心を通過する断面Ａ−Ａに沿って見たビーム強度が示されている。中央部分では、焦点はいかなるビーム強度も有していない。本発明による方法によれば、この中央部分内に欠陥個所が位置決めされ、周囲を取り囲むコーティングが環状ビーム５によって除去される

図３には、本発明による方法を実施した後の欠陥個所３の領域において、本発明による板ガラスの平面図が描かれている。導電性コーティング２は、環状のコーティング除去領域８を有している。この領域８によって、欠陥個所３が周囲を取り囲むコーティング２から絶縁されている。欠陥個所３は、約５０μｍのサイズの金属粒子である。環状の領域８は例えば、約１００μｍの平均直径と２０μｍの線幅を有する。コーティング除去領域８はその寸法が小さいことから、見る側によってもほとんど認識されず、したがって板ガラスの美的価値が損なわれない。

対比の目的で図４には、従来技術に従って絶縁された欠陥個所を含むコーティング板ガラスの平面図が描かれている。この板ガラスも同様に、欠陥個所３の周囲にコーティング除去領域８を有しているが、この領域８は、通常のガウス状ビームプロフィルを有するレーザビームを、欠陥個所の周囲で移動させて形成されたものである。この場合、レーザビームを移動させる必要があることから、そのために技術的な構造が複雑となり、この構造にはいっそう多くの可動部材が含まれ、したがって場合によっては障害を受けやすい部材が含まれる。しかもこのコーティング手順は、本発明による方法よりも時間がかかる。さらに別の欠点として挙げられるのは、領域８の寸法が著しく大きくなっていることであり、それゆえこのような領域８は、見る側にとって明らかに目立ちやすくなっている。これは、レーザ焦点のサイズによって生じたものである。従来の方法によって形成されたコーティング除去領域は、一般的には約３０μｍ〜１００μｍの幅を有しており、したがってその他の点では同等の実験パラメータを用いた場合、本発明による環状ビームプロフィルによって達成可能な線幅よりも著しく大きい。このことから、コーティング除去領域８のサイズ全体も著しく大きくなる。

図５には、導電性コーティングを備えた板ガラスを製造するための、本発明による方法の１つの実施例のフローチャートが示されている。

実施例
本発明による方法により、図１に示した実施例に従って１０枚のテスト板ガラスを製造した。その後、板ガラスをエレクトロクロミック窓ガラスに適用し、その際にコーティング２を電気的に接触させた後、フラット電極として機能させた。動作中、エレクトロクロミック窓ガラスを、光学的な観点で窓ガラスを評価することになっている複数の観察者から成るグループの前に呈示した。特に、エレクトロクロミック窓ガラスの局所的な誤動作の存在と、コーティング２内部の絶縁された欠陥個所（もしくはコーティング除去領域８）の視認性とについて評価した。代表的な観察結果を表１にまとめた。

比較例１
従来技術に従い、１０枚の板ガラスを製造した。この場合には欠陥個所３の絶縁を、環状のビーム強度特性を有するレーザビームによってではなく、ガウス状のビーム強度特性を有するビームを欠陥周囲で移動させることによって実施した。これらの窓ガラスもエレクトロクロミック窓ガラスに適用し、実施例の場合と同じ判定基準で評価した。観察結果を表１にまとめた。

比較例２
１０枚の板ガラスに導電性コーティング２を設け、欠陥個所３を事前に識別して絶縁することなく、エレクトロクロミック窓ガラスに適用した。これらの窓ガラスを、実施例の場合と同じ判定基準で評価した。観察結果を表１にまとめた。

表１
切替可能な窓ガラスの局所的な誤動作 絶縁された欠陥個所３の視認性
比較例２ あり （空欄）
比較例１ なし 目立つ
実施例 なし 低減された

本発明による方法によって、特に導電性コーティングの欠陥個所における短絡に起因する局所的な誤動作を、効果的に阻止することができる。このことは、環状ビームプロフィルを有する本発明によるレーザビームを利用し、レーザアブレーションにより欠陥個所を絶縁することによって実現される。欠陥個所周囲のコーティング除去領域は、本発明による板ガラスの場合には、きわめて見分けにくいものとなっている。しかも、本発明による方法に費やされる時間は格段に短くなり、且つ、技術的な構造には関して障害を受けにくいものとなっている。このような結果は、当業者にとって予期されなかったことであり、驚くべきものである。

１ 基板
２ 導電性コーティング
３ コーティング２の欠陥個所
４ レーザ
５ レーザ４のビーム
６ 集束素子
７ 位相プレート
８ コーティング除去領域
Ｐ 環状ビームプロフィル

Claims (15)

1. 導電性コーティングを備えた板ガラスの製造方法であって、該方法は少なくとも以下のステップを含む、即ち、
   ・導電性コーティング（２）を基板（１）に被着させるステップと、
   ・前記コーティング（２）の欠陥個所（３）を識別するステップと、
   ・環状ビームプロフィル（Ｐ）を有するレーザ（４）のビーム（５）を、前記コーティング（２）に集束させて、前記環状ビームプロフィル（Ｐ）が前記欠陥個所（３）を取り囲むようにするステップと、
   ・前記コーティング（２）を前記ビームプロフィル（Ｐ）の領域で同時に除去することによって、環状のコーティング除去領域（８）を形成するステップと
   を含む、板ガラスの製造方法。
2. 前記コーティング（２）を、物理気相成長によって前記基板（１）に被着し、有利にはカソードスパッタリングによって、特に磁場を利用したカソードスパッタリングによって被着する、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記欠陥個所（３）は、前記コーティング（２）における導電性粒子であり、特に金属粒子又は結晶粒子であり、特に１μｍ〜１ｍｍのサイズを有する粒子である、
   請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ビーム（５）の波長は２００ｎｍ〜２５００ｎｍであり、有利には３００ｎｍ〜１５００ｎｍ、特に有利には３２５ｎｍ〜６００ｎｍである、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記環状ビームプロフィルを位相プレート（７）によって形成し、有利には螺旋状位相プレート又はセグメントに分けられた位相プレート（７）によって形成する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記レーザ（４）をパルス駆動し、前記ビーム（５）のパルス長は１ｐｓ〜１０００ｎｓであり、有利には１ｎｓ〜１００ｎｓであり、パルス繰り返し周波数は有利には１ｋＨｚ〜２００ｋＨｚである、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記コーティング（２）における前記ビーム（５）のパワー密度は、０．０１〜１００ １０^８Ｗ／ｃｍ^２あり、有利には１〜１０ １０^８Ｗ／ｃｍ^２である、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記ビーム（５）を、集束素子（６）によって前記コーティング（２）に集束させ、前記集束素子（６）の焦点距離は、１０ｍｍ〜５００ｍｍｍであり、有利には５０ｍｍ〜２００ｍｍ、特に有利には６０ｍｍ〜１００ｍｍである、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記コーティング（２）は少なくとも、銀又は透明導電性酸化物を含む、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記コーティング（２）の厚さは５μｍ以下であり、有利には２μｍ以下、特に有利には１μｍ以下、極めて特に有利には５００ｎｍ以下である、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記基板（１）は少なくとも、ガラス有利にはソーダ石灰ガラスを含み、又は透明ポリマー有利にはポリカーボネートを含む、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 導電性コーティングを備えた板ガラスであって、該板ガラスは少なくとも、導電性コーティング（２）を備えた基板（１）を含み、
    前記コーティング（２）は、少なくとも１つの欠陥個所（３）を有しており、該欠陥個所（３）は、環状ビームプロフィル（Ｐ）を有するレーザ（４）のビーム（５）によって、周囲を取り囲むコーティング（２）から絶縁されている、
    導電性コーティングを備えた板ガラス。
13. 前記欠陥個所（３）は、一定の線幅をもつ環状のコーティング除去領域（８）によって、周囲を取り囲まれている、
    請求項１２に記載の板ガラス。
14. 前記コーティング除去領域（８）の線幅は、５μｍ〜１００μｍであり、有利には１５μｍ〜５０μｍである、
    請求項１３に記載の板ガラス。
15. 請求項１２から１４のいずれか１項に記載の板ガラス、又は、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法によって製造された板ガラスを、加熱可能な板ガラス、特に建物又は車両の窓ガラスとして使用し、又は、電気的に切替可能又は調整可能な光学特性を有する窓ガラスの構成部材として使用し、特にエレクトロクロミック窓ガラス、ＰＤＬＣ窓ガラス、ＳＰＤ窓ガラス、又はエレクトロルミネッセンス窓ガラスの構成部材として使用する、
    板ガラスの使用。