(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティング膜が形成されたガラス基板を搬送する搬送装置と、
前記搬送装置の経路上のある位置に設けられ、前記ガラス基板にレーザビームを前記ガラス基板と所定の角度で照射して、前記コーティング膜を安定したコーティング膜に変換させるレーザモジュールと、
レーザビームの照射方向において、前記ガラス基板にレーザビームが届く箇所の前方のガラス基板の上、下の位置に、レーザビームの反射光やレーザビームの透過光が反射できるように、且つ少なくとも一部の反射面が互いに対向するように設けられる反射鏡のペアと、を含むことを特徴とする低放射率（Ｌｏｗ−Ｅ）ガラスアニール装置。
【請求項２】
前記レーザモジュールは、前記ガラス基板と所定の角度で照射されるレーザビームの進行方向が、前記ガラス基板の搬送方向と反対方向の成分と、前記ガラス基板の表面に垂直な法線と反対方向の成分とを有するように構成され、
前記反射鏡は、前記ガラス基板と平行するか、または前記ガラス基板と所定の傾斜を形成するものであり、傾斜方向においては、前記反射鏡のペアから反射されて前記ガラス基板と接触する位置が、反射される前に前記ガラス基板と接触する位置に比べて、前記ガラス基板の進行方向を基準として後方であるように構成されて、後方で前記ガラス基板が予熱できるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の低放射率（Ｌｏｗ−Ｅ）ガラスアニール装置。
【請求項３】
前記レーザビームは、前記ガラス基板に届いた状態で前記ガラス基板の表面に平行であり、前記ガラス基板の進行方向と垂直なラインビームであり、
前記ラインビームは、前記レーザモジュールを形成するために前記ラインビームと平行な幅方向に配列された複数の個別レーザヘッドのそれぞれから照射する単位ラインビームのうち、互いに隣接する単位ラインビームの前記幅方向の端部の互いに重なり合う部分の光強度またはエネルギー密度が、単位ラインビームの中央部の光強度またはエネルギー密度と同じレベルを有し、ラインビーム全体にわたって均一な光強度またはエネルギー密度を維持するように構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の低放射率（Ｌｏｗ−Ｅ）ガラスアニール装置。
【請求項４】
前記個別レーザヘッドの前記幅方向の外側位置に対応する前記単位ラインビームの位置における光強度またはエネルギー密度が、前記個別レーザヘッドによる前記単位ラインビームの中央部位置における光強度またはエネルギー密度の約半分（５０％）になるように構成されることを特徴とする請求項３に記載の低放射率（Ｌｏｗ−Ｅ）ガラスアニール装置。
【請求項５】
前記レーザモジュールは、レーザビームが照射される前記所定の角度を変えて調整することができ、
前記反射鏡のペアをなす反射鏡は、前記ガラス基板となす角度を変えて調整することができるように構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の低放射率（Ｌｏｗ−Ｅ）ガラスアニール装置。
【請求項６】
前記ガラス基板に加わるレーザビームのパワー密度は、５０Ｗ／ｍｍ２以上になるように構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の低放射率（Ｌｏｗ−Ｅ）ガラスアニール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低放射率ガラスアニール装置に関し、さらに詳しくは、熱効率を高めながら熱衝撃を減らすことができる、Ｌｏｗ−Ｅガラスアニール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業現場や建築物などの主要なエネルギーの使用部門でのエネルギー損失を低減、高エネルギー効率を得ることができる技術の開発は、常に重要なカギとなっている。
【０００３】
建築物において、窓戸（ｗｉｎｄｏｗｓ  ａｎｄ  ｄｏｏｒｓ）は壁に比べて約８倍ないし約１０倍以上の低い断熱特性を有するため、窓戸による熱損失は、建物全体の熱損失の約２５％〜約４５％を占めるほど深刻である。
【０００４】
したがって、窓戸における熱損失を減らすために、Ｌｏｗ−Ｅガラス（ＬＯＷ−Ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ  Ｇｌａｓｓ）が多く使用されている。Ｌｏｗ−Ｅガラスは、通常ガラスの一面に赤外線反射率の高い金属膜（以下、反射率の高い金属化合物膜を含むと広義に考えることにする）をコーティングした構造を有し、単層または複層構造で形成することができる。
【０００５】
Ｌｏｗ−Ｅガラスの金属膜は、可視光線を透過させて室内の採光性を高め、赤外線を反射して室内外での熱移動を減少させて室内の温度変化を抑え、特に２４時間冷暖房システムが稼動している病院やホテルなどに使用される場合には、冷暖房コストの削減において著しい効果を奏することができる。
【０００６】
Ｌｏｗ−Ｅガラスは、コーティング製造方法の違いにより、熱分解プロセス（ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ  ｐｒｏｃｅｓｓ）によるハードＬｏｗ−Ｅ（ｈａｒｄ  ｌｏｗ−Ｅ）と、スパッタリング法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）によるソフトＬｏｗ−Ｅ（ｓｏｆｔ  ｌｏｗ−Ｅ）に分けられる。
【０００７】
ハードＬｏｗ−Ｅの製造方法は、板ガラスの製造工程時に金属溶液や金属粉末を板ガラス上に噴射し、熱処理によりコーティング膜を形成する方法である。コーティング物質は、通常、金属酸化物（例えば、ＳｎＯ２）の単一の物質である。従来のハードＬｏｗ−Ｅの製造方法は、熱コーティングでコーティング硬度及び耐久性が強いため、強化加工等の熱処理が可能であるという利点がある。しかしながら、複数の金属使用が制限されて色が単純であり、コーティング膜が濁っているという欠点がある。
【０００８】
一方、ソフトＬｏｗ−Ｅの製造方法は、既に生産されたフロート板ガラスを別の真空チャンバの金属ターゲット板として設けて銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ）、ステンレス鋼（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌ）などの金属を多層薄膜コーティングして製造される方法である。従来のソフトＬｏｗ−Ｅの製造方法は、透明度が高く、様々な金属を使用して様々な色を具現することができ、光学性能及び熱的性能に優れたという利点がある。しかしながら、ハードＬｏｗ−Ｅに比べると、コーティング硬度及び耐久性が弱く、複層ガラス製造時に別途のエッジストリップ処理設備が必要となるという欠点がある。
【０００９】
一方、様々な対象物の加熱方法の一つとして、レーザ加熱方法がある。レーザは、通常、高価装備により得られ、大容量を加熱するために従来多く使用されてきたが、近年、半導体基板や液晶基板のアニール工程に使用されることが知られている。例えば、液晶基板にアモルファスシリコン膜を形成し、それをポリシリコンに変えるために基板の表面をレーザアニール処理するか、また、半導体基板に不純物を注入し、それを均質分布させ、結晶欠陥を緩和するためにレーザアニールを利用することができる。
【００１０】
レーザは、比較的限られた狭い位置や薄い厚さのものに急激にエネルギーを供給して、短時間で高温にし、エネルギー供給を停止して急速冷却を実現することができる。
【００１１】
ところが、従来のレーザを利用したガラス基板表面への照射は、短時間で高いエネルギーを集中させることから、ガラスの急激な温度変化を招き、熱衝撃によってガラス板自体が破損する可能性があり、且つ、レーザがガラス板をそのまま通過するか、反射割合が大きく全体のレーザ出力の１０％程度だけがコーティング膜形成のための加熱に使用されて熱効率が低いという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述した従来のＬｏｗ−Ｅガラスの製造方法におけるＬｏｗ−Ｅ（ｌｏｗ  ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ、低放射率）コーティング膜の形成のためのアニールにおいて、レーザを利用しながらも、従来のレーザアニールの一般問題である熱衝撃の問題及びエネルギー効率の問題を同時に解決することができるＬｏｗ−Ｅガラスアニール装置を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明は、ガラス板を搬送しながらＬｏｗ−Ｅコーティング膜を形成することができるＬｏｗ−Ｅガラスアニール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した目的を達成するための本発明の一実施例に係る、Ｌｏｗ−Ｅガラスアニール装置は、コーティング膜が形成されたガラス基板を搬送する搬送装置と、搬送装置の経路上のある位置に設けられ、ガラス基板にレーザビームをガラス基板と所定の角度で照射できるように構成されるレーザモジュールと、レーザビームの照射方向において、ガラス基板にレーザビームが届く箇所の前方のガラス基板の上、下の位置に、レーザビームの反射光やレーザビームの透過光が反射できるように、反射面が互いに対向するように設けられる反射鏡ペアと、を備えてなる。
【００１５】
本実施例に係る搬送装置は、ガラス基板が水平方向に搬送できるように構成されてもよい。
【００１６】
一実施例において、ガラス基板と所定の傾斜角で照射されるレーザビームの進行方向は、ガラス基板の搬送方向と反対方向の成分と、ガラス基板の表面に垂直な法線と反対方向の成分とを有することができる。
【００１７】
一実施例において、レーザビームは、ラインビームであって、ガラス基板に届いた際にガラス基板の表面に表示されるラインがガラス基板の進行方向と垂直なラインであってもよい。
【００１８】
一実施例において、反射鏡は、ガラス基板と平行するか、ガラス基板と所定の角度を有するか、またはガラス基板と所定の傾斜を形成するものであってもよく、傾斜方向においては、反射鏡ペアから反射されてガラス基板と接触する位置が、反射される前にガラス基板と接触する位置に比べて、ガラス基板の進行方向を基準として後方であるように構成されることが好ましい。
【００１９】
このとき、傾斜の程度または角度の大きさは、最初にガラス基板と接触するレーザビームからスタートして、反射鏡ペアから反射されたレーザビームが再びガラス基板と接触する回数が十分多く、反射鏡ペアから外れるレーザビームのエネルギー密度が十分に低くなる状態となり、ガラス基板の搬送方向において、レーザビームがガラス基板と接触する領域あるいは区間が狭すぎるか又は広すぎるという不具合を防止するために調整する必要がある。
【００２０】
このとき、上下の反射鏡は、ガラス基板を基準として対称をなしているため、ガラス基板となす傾斜が同一であってもよいが、互いに異なる傾斜角を有してもよい。
【００２１】
本実施例において、レーザモジュールは、ラインビームを形成するために多数のレーザ光源を組み合わせ、エネルギー密度が半分になる箇所で隣接するレーザ光同士が互いに重なり合うようにレーザ光源を配列してなるものであってもよい。
【００２２】
本実施例において、反射鏡ペアをなす上下の反射鏡は、互いに対向する面の反対側の面に冷却手段が備えられ、表面に反射率を高めるコーティングが施されているものであってもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本実施例によれば、レーザモジュールによるガラス基板の加熱によりＬｏｗ−Ｅコーティング膜を製造しながらも、熱衝撃による損傷を抑制し、エネルギー効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例に係るＬｏｗ−Ｅガラスアニールシステムを正面から見た構成概念図である。
【図２】本発明に使用可能なレーザモジュールのラインビーム照射のための構成を示す構成概念図である。
【図３】図２のレーザモジュールを構成する個別レーザヘッドからガラス基板に照射される単位ラインビームの位置に応じた光強度の変化グラフである。
【図４】本発明におけるガラス基板に対するレーザビームの入射角に応じた出力密度の変化を示す図である。
【図５】本発明におけるレーザビーム反射のための反射鏡ペアとレーザビームの入射角の変化に応じたレーザビームのエネルギー効率を説明するための反射鏡ペアの設置概念図である。
【図６】本発明におけるレーザビーム反射のための反射鏡ペアとレーザビームの入射角の変化に応じたレーザビームのエネルギー効率を説明するための反射鏡ペアの設置概念図である。
【図７】本発明におけるレーザビーム反射のための反射鏡ペアとレーザビームの入射角の変化に応じたレーザビームのエネルギー効率を説明するための反射鏡ペアの設置概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら具体的な実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。
【００２６】
図１には、Ｌｏｗ−Ｅガラスの製造のために、ガラス基板を水平に搬送しながら前段階で既にガラスの表面に形成されたコーティング膜をレーザで加熱してアニールするＬｏｗ−Ｅガラスアニールシステムの構成が概念的に簡単に示されている。
【００２７】
本実施例に係るＬｏｗ−Ｅガラスアニールシステムでは、搬送装置２０は、レーザモジュール３０、反射鏡ペア４０を基本的に含む。Ｌｏｗ−Ｅガラスアニールシステムでは、ガラス基板１０上の金属膜にレーザビームで照射することにより、表面においてレーザの光エネルギーを熱エネルギーに変換しつつアニール処理を施し、これにより金属膜を効果的に結晶化させ、その結果、金属コーティング膜を含むＬｏｗ−Ｅガラスに低放射特性を持たせる。
【００２８】
ここで、ガラス基板１０には前の段階でＬｏｗ−Ｅコーティング膜層が形成されており、搬送装置２０は、ローラ２１、２３などを用いてガラス基板１０を水平状態で右から左に、すなわち、第１方向Ｄ１に搬送する。レーザモジュール３０は、搬送装置２０の経路上のある位置に設けられ、ガラス基板１０にレーザビームをガラス基板と所定の角度で照射できるように形成される。
【００２９】
レーザビームの照射方向において、ガラス基板１０にレーザビームが届く箇所の前方（右側）のガラス基板１０の上、下の位置に、レーザビームの反射光やレーザビームの透過光がほとんど反射できるように、ペアをなす反射鏡４１、４３が設けられる。反射鏡ペア４０は、反射面が互いに対向するように設けられる。ペアをなす各反射鏡４１、４３には、レーザビームによる過熱を防止するための冷却手段４５、４７が備えられ、表面に反射率を高めるコーティングが施されてもよい。冷却手段は、広い面積を通じて外部に熱を発散したり、冷媒の循環により外部に熱を放出したりして所定の温度を維持することができる。
【００３０】
反射鏡ペアの上、下にはレーザ保護カバー５１、５３が設けられ、加工状態やレーザビーム状態をリアルタイムで確認するためのカメラ（図示せず）が、ガラス基板の加工される部分を監視するように設けられてもよい。
【００３１】
ここで、レーザモジュール３０は、金属膜におけるアニール温度が必要に応じて、例えば、５００℃〜６５０℃になるように動作してもよい。このとき、レーザ出力の変化、レーザビームのガラス基板に対する入射角度、反射鏡ペアをなす反射鏡とガラス基板とがなす傾斜角度、ガラス基板の搬送速度の変化、これら全てが温度に影響を与えうる。
【００３２】
ここで、レーザモジュール３０は、ガラス基板１０の搬送方向の反対方向に対して傾斜するようにレーザビームを照射する。より正確に説明すると、ガラス基板と所定の傾斜角で照射されるレーザビームの進行方向は、ガラス基板１０の搬送方向と反対方向の成分と、ガラス基板の表面に垂直な法線と反対方向の成分とを有する。
【００３３】
一方、レーザビームは、一種のラインビームであって、ガラス基板１０に届いた際にガラス基板の表面に表示されるライン（線分）がガラス基板の進行方向と垂直なラインであってもよい。
【００３４】
ここで、不図示のカメラは、冷却領域を通過して出てくるガラス基板１０上の結晶化された金属膜（コーティング膜）をモニタリングするためのものである。カメラは、モニタリングシステムの一部構成要素であって、モニタリングシステムのモニタに有線または無線ネットワークを介して接続されてもよい。
【００３５】
カメラ及びモニタは、モニタリングシステムの一例であって、結晶化された金属膜の状態やガラス基板１０の熱処理状態を確認できる手段であり、相応の機能を果たす他のモニタリング手段に置き換えることができる。
【００３６】
図２は、反射鏡ペア４０の位置においてガラス基板１０の進行方向と垂直な平面で切った後、右から左に向けて、その切断面と、レーザビームをなす単位ラインビーム６１、２２と、レーザモジュールをなす個別レーザヘッド３１、３２とを共に概略的に示す図であり、図３は、図２のレーザモジュールを構成する個別レーザヘッド３１、３２からガラス基板１０に照射される単位ラインビーム６１、６２の位置に応じた光強度の変化グラフである。
【００３７】
前記図面に示すように、レーザモジュールは、複数の個別レーザヘッド３１、３２がガラス基板の進行方向と垂直をなしながら水平に配置されており、互いに隣接する個別レーザヘッド３１、３２は、ほとんど離間せずに配列されており、個別レーザヘッド３１によって照射される単位ラインビーム６１は、レーザビームが進むにつれて幅方向（個別レーザヘッドの配列方向）に次第に広がり、隣接する個別レーザヘッド３２から照射される単位ラインビーム６２と少し重なり合うことを確認することができる。個別レーザヘッド３１、３２そのものも、複数の基礎レーザが結合されて、これらの基礎レーザから出てくるレーザビームを結合して単位ラインビーム６１、６２を作るようになっていてもよい。
【００３８】
このような単位ラインビームが連続的に結合すると、ガラス基板１０の上部面と平行しつつ、ガラス基板１０の搬送方向と直交する方向に延びる全体ラインビームを形成する。高出力の大型ラインビーム（レーザビーム）を使用すると、大面積のガラスプレートを効率よく均一に熱処理することができる。
【００３９】
図３のグラフに示すように、単位ラインビームがガラス基板に届く位置におけるレーザの光強度（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）は、ほとんどの幅区間で所定のレベルを維持し、次第に広がる形状を有する幅方向の両側端部では、レーザの光強度がほぼ直線的に減衰する。このような形状を実現するために、単位レーザヘッドの両側端部における光強度あるいはエネルギー分布が、中央部（光強度がピークである位置）におけるそれの５０％になるように、単位レーザヘッド及びラインビーム拡散形状を設計する。ここで、中間の大きな点線ボックス領域Ｂ１は、個別レーザヘッドの大きさまたは幅を示し、両側の端部の小さな点線ボックス領域Ｂ２は、隣接する個別レーザヘッドから出てくる単位ラインビームと少なくとも一部が重なり合う領域を示す。
【００４０】
結果として、このような単位ラインビーム間の両端部における重なり合いに起因して、単位ラインビーム幅方向の両端部や隣接する個別レーザヘッド間の領域においても、単位ラインビームの中央と同様に、所定レベルの光強度を維持することができ、ガラス基板のコーティング膜（金属膜）は、同じアニール温度で処理されて同じＬｏｗ−Ｅ膜の状態を有することができる。図３の（ａ）と（ｂ）のグラフ二つを単一水平線上に記載順に置いて幅方向に互いに隣接して配置すれば、前記領域（Ｂ２）の少なくとも一部では、レーザの重ね合わせの効果を簡単に示すことができる。
【００４１】
一方、反射鏡は、ガラス基板と平行するか、ガラス基板と所定の角度をなすか、またはガラス基板と所定の傾斜を形成するものであってもよい。このとき、傾斜方向においては、反射鏡ペアから反射されてガラス基板と接触する位置が、反射される前にガラス基板と接触する位置に比べて、ガラス基板の進行方向を基準として後方であったほうがよい。
【００４２】
図４に示すように、傾斜の程度または角度の大きさは、最初にガラス基板と所定の角度（θ１）で接触するレーザビームからスタートして、反射鏡ペアから反射されたレーザビームが再び所定の角度（θ２）でガラス基板と接触する回数が十分多く、反射鏡ペアから外れるレーザビームのエネルギー密度（ｌａｓｅｒ  ｐｏｗｅｒ  ｄｅｎｓｉｔｙ）が十分に低くなる状態となり、ガラス基板の搬送方向（図１のＤ１参照）において、レーザビームがガラス基板と接触する領域あるいは区間が狭すぎるか又は広すぎるという不具合を防止するために調整する必要がある。この場合、上下の反射鏡は、ガラス基板を基準として対称をなしているため、ガラス基板となす傾斜が同一であってもよいが、互いに異なる傾斜角を有してもよい。
【００４３】
レーザビームのエネルギー密度は、初期のレーザビームのエネルギー密度に、ガラス基板の法線と初期レーザビームが入射する角度、すなわち、ｃｏｓθに対応することができる。入射角（ａｎｇｌｅ）に応じたレーザビームのエネルギー密度（ｐｏｗｅｒ  ｄｅｎｓｉｔｙ）を示すと、下記の表１の通りである。
【００４４】
【表１】
0006779375.tif 000002
【００４５】
図５ないし図７は、このような反射鏡ペアによるレーザ反射形態を示す図である。
【００４６】
ここで、反射鏡ペアの各反射鏡は、ガラス基板との傾斜または角度を調整できるように構成される。また、レーザモジュールから照射されるレーザビームのガラス基板に対する入射角をも調節することができる。
【００４７】
図５に示すように、反射鏡ペアは、ガラス基板と平行に配置し、レーザモジュールからガラス基板への最初のレーザビームの入射角を１０度にする。ガラス基板の上面に低放射率のための金属膜が形成されるとしたら、上下の反射鏡の内面とガラス基板の上面との離間距離を均一に保った状態で上下の反射鏡を設ける。
【００４８】
反射鏡は、例えば、９９％のような非常に高い反射率を有するため、簡単に言えば、ここに届くほとんどのレーザビームが反射すると見なされる。
【００４９】
図面上のレーザビームは、ガラス基板の上方のやや左側から下方のやや右側に向かって照射され、ガラス基板に届いて一部は熱に変換されてコーティング膜を加熱（アニール）することで、安定したＬｏｗ−Ｅガラスコーティング膜を形成し、一部は反射され、一部は透過する。透過したレーザビームは、下部反射鏡４３から反射され、再びガラス基板に届いて一部は熱に変換され、一部は反射され、一部は透過する。また、このような過程において、上向きのすべてのレーザビームは、上部反射鏡４１から反射されて再び下方に進み、その過程においてガラス基板に接触して一部は熱に変換され、一部は反射され、一部は透過される。
【００５０】
すべての反射、透過が可能な面でこのような現象が見られ、レーザビームは、二つの反射鏡の間で反射、透過、熱変換をしながら、結果として、上下にジグザグ状に反射（反射鏡の表面からの反射とガラス基板の表面からの反射）、透過（ガラス基板の透過）を繰り返しながら次第に右側へ移動して、反射鏡ペアの間の空間ですべてのエネルギーを使い果たす。
【００５１】
ガラス基板の移動とレーザビームの照射が続く連続工程を想定すると、ガラス基板の特定の箇所は、まず、反射鏡ペアの内部空間に進入して複数回反射、透過した弱いレーザビームを受光して加熱され、次第に右側へ進みながらより強いレーザビームを受光し、レーザビームが最初にガラス基板と接触する箇所では、最も強いレーザビームを受光して最も高い温度でアニール処理が行われる。
【００５２】
したがって、ガラス基板は、反射鏡ペアの内部空間において、搬送に伴い段階的に加熱されることから、低い温度で急に強いレーザビームを受光して急速に加熱されることによる熱衝撃を低減することができ、レーザビームは、その内部空間で多数回ガラス基板と接触しながらすべて熱に変換されてコーティング膜のアニール処理に使用される。
【００５３】
図６に示すように、レーザビームの入射角は、図５の場合と同様に１０度を維持するが、反射鏡がガラス基板となす角度、傾斜度は０ではなく約５度にするために、反射鏡の位置を調整する。
【００５４】
この場合、反射鏡の傾斜が大きくないため、レーザビームは、図５の場合と同様に透過、反射を繰り返しながらその都度少しずつ右側へ移動するが、移動距離は短くなり、短い距離で加熱を行うことになる。
【００５５】
図７に示すように、図５の場合と比較すると、ガラス基板と反射鏡との間の角度、傾斜度を同様に０にし、レーザビーム入射角のみをより大きくして２０度にする。
【００５６】
この場合、上下の反射鏡の間をレーザビームがジグザグに往来しながらガラス基板と接触する回数が減少し、反射鏡ペアの間の内部空間を外れるレーザビームの残余エネルギーも大きくなることから、熱効率またはレーザビームの熱変換率は減少する。
【００５７】
以上の例からみると、レーザビームの反射透過回数は非常に多いながらも反射透過を繰り返す区間（搬送経路上の距離）が短すぎると、反射鏡ペアを配置してレーザビームがガラス基板を次第に加熱する効果は低下し、熱衝撃緩和の効果も落ちることになる。
【００５８】
逆に、反射透過回数自体が少ないと、レーザビームの光エネルギーがガラス基板の表面コーティング膜で熱に変換される機会も減り、エネルギー効率が落ちることになる。
【００５９】
したがって、これらの事項と、Ｌｏｗ−Ｅガラスコーティング膜のアニールに必要な温度と保持時間とを考慮した上、ガラス基板の搬送速度、反射鏡とガラス基板との角度、反射鏡がカバーする区間距離（長さ）、レーザビームの入射角を設計する必要がある。
【００６０】
例えば、レーザモジュールをガラス基板から所定距離離間して配置し、離間距離を約１００ｍｍ〜約３００ｍｍにしてもよい。レーザビームは、レーザモジュールからガラス基板に照射するとき、ガラス基板のほうに進むにつれてラインビームの長手方向に向けて全体的にビーム幅が増加する形状を呈し、ラインビームのビーム幅は１ｍｍであってもよい。大型ガラス基板の搬送装置上での搬送速度は、５０ｍｍ／ｓ〜２００ｍｍ／ｓであってもよい。金属膜のアニール温度は、約５００℃〜約６５０℃であってもよい。通常のＬｏｗ−Ｅガラス金属コーティング膜または金属酸化膜コーティング膜の厚さ及び材質を考慮すると、ガラス基板上に直接加わるレーザビームのパワー密度は、好ましくは、コーティング膜部位で５０Ｗ／ｍｍ２以上になるようにする。
【００６１】
幾何学的に当然であるが、基板上でのレーザビームのパワー密度は、初期のレーザビームの垂直断面パワー密度に入射角のコサイン値を乗算した数値であり、入射角が大きいほど基板上でのレーザビームのパワー密度は減少して、例えば、入射角１０度、２０度、３０度の場合のパワー密度は、それぞれ初期のレーザビームの垂直断面パワー密度の９８．５％、９３．９７％、８６．６％となる。
【００６２】
このような実施例によれば、１つ以上の単位レーザヘッドを組み合わせることで、金属膜の熱処理温度を制御しながら金属膜の表面を選択的に高温熱処理することができ、これにより金属膜の効果的な結晶化が可能である。
【００６３】
図示していないが、本実施例に係るＬｏｗ−Ｅガラスアニール装置は、制御装置を含むことができる。制御装置は、マイコンやコンピューティング装置を含むことができ、コンピューティング装置は、プロセッサとメモリとを含むことができる。この場合、制御装置は、レーザモジュール及び搬送装置に連結されてレーザモジュールの動作を制御することができる。また、他の実施例によれば、制御装置は、反射鏡ペアの駆動装置やアクチュエータに連結されて反射鏡ペアの反射角度を制御することができる。
【００６４】
前述した制御装置は、金属膜の表面から反射されるか透過した光エネルギーが、金属膜の表面にフォーカスされずに拡散して、両面に配置されたミラーを介して、Ｌｏｗ−Ｅガラスの金属膜を事前加熱するように動作する。しかも、制御装置は、搬送装置及びレーザモジュールの動作を制御することにより、レーザエネルギーが金属膜にのみ影響を与えるように、レーザビームが、事前加熱された金属膜の表面にフォーカスされるようにする。
【００６５】
非晶質金属膜にレーザ熱処理をして結晶化することが、本実施例の主な目的であり、その過程でレーザエネルギーが金属膜にのみ影響を与えるように、レーザビームを金属膜の表面にフォーカシングするように構成される。前述した実施例のように、金属膜の表面から反射されたり透過したりした光エネルギーは、フォーカスされずに拡散して、両面に配置したミラーを介してＬｏｗ−Ｅガラスの金属膜を事前加熱することになる。つまり、レーザの反射方向とガラスへの進入方向を見ると、Ｌｏｗ−Ｅ金属膜層にフォーカスされて直接照射される直接光が照射される前に、光密度が相対的に低い、ミラーによる反射光を使用してＬｏｗ−Ｅ金属膜を予熱（ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇ）する過程を行い、その後にフォーカスされた直接光による加熱を行う。このような本実施例の構成によれば、シングルＬｏｗ−Ｅガラスの表面を結晶化してその性能を効果的に向上させることができる。
【００６６】
また、本実施例の構成によれば、レーザによるＬｏｗ−Ｅ金属膜の加熱方式は、ガラスを透過する波長によりガラス全体を加熱せずにガラス表面の金属層のみを加熱するので、ガラスの加熱による強化ガラスへの変性が起こらないという利点がある。
【００６７】
一方、Ｌｏｗ−Ｅ金属膜が加熱されつつ金属膜周辺のガラスの温度のみが急激に上昇すると、ガラスが破損してしまう恐れがあるので、本実施例で説明したように、事前加熱（予熱：ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇ）過程を経た状態で直接光による急激な温度上昇ステップを行うように構成される。このように、本実施例によれば、ガラスメーカによるＬｏｗ−Ｅガラスを生産する過程において、非強化Ｌｏｗ−Ｅガラスの性能を安定的に向上させることができる。
【００６８】
さらに、本発明は、基本的にソフトＬｏｗ−Ｅガラスの性能を向上させるためのものである。しかしながら、これに限定されるものではなく、ハードＬｏｗ−Ｅ生産にも適用することができる。この場合、ハードＬｏｗ−Ｅガラスは、別途の強化過程を経てＬｏｗ−Ｅ層の熱処理を行う生産構造であるため、ハードＬｏｗ−Ｅガラスを非強化Ｌｏｗ−Ｅガラスとして使用する場合に、本実施例のＬｏｗ−Ｅガラスアニール装置を適用することができる。
【００６９】
以上では、限られた実施例を通して本発明を説明しているが、これは本発明の理解を助けるために例示的に説明しただけであり、本願発明はこれら特定の実施例に限定されるものではない。すなわち、当該発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本発明に基づいて多様な変更や応用例を実施することができ、かかる変形例や応用例が添付した特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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