(57)【要約】  本発明の特定の例示的実施形態は、コーティングの腐食を遅らせる又は防ぐために、積層前若しくは積層後の組立体、組み立て前若しくは組み立て後の絶縁ガラスユニット、並びに／又はその他製品の、ガラス又はその他基材上のコーティング（例えば、低放射率、ミラー、又はその他コーティング）の周辺縁部を、レーザーアブレーション／スクライビングするための技術に関する。例えば、１０６４ｎｍ又はその他波長のレーザーを使用して、既に積層された若しくは既に組み立てられた絶縁ガラスユニット又はその他製品の、例えばその外縁部に設けられた低放射率又はその他コーティング中の金属及び／又は金属層内に、線をスクライビングすることができる。スクライビングされた線は、コーティングの中心から環境への電子移動度を低下させることにより、電気化学的腐食の発生を遅くし、更には防止することもある。これらに関連する製品、方法、及びキットについても、本明細書において企図される。
2020526423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ガラスユニット（ＩＧユニット）を作製する方法であって、
中間製品を有することであって、前記中間製品は、周辺縁部スペーサと共に接続された第１及び第２の実質的に平行な離間したガラス基材を含み、間隙は、前記第１の基材と前記第２の基材との間に画定され、前記第１のガラス基材は、上部に形成された多層薄膜コーティングを有し、前記コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含み、かつ腐食を受けやすい、ことと、
前記ＩＧユニットを作製する際に前記中間製品をレーザー源に曝露することによって、前記コーティング内に線をレーザースクライビングすることであって、前記線は、対向する側面間の電子輸送に対するバリアを形成する、ことと、を含む、方法。
【請求項２】
前記レーザー源が１０６４ｎｍのレーザー源である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の基材を少なくとも９０％透過する波長で前記レーザー源を操作することを更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記コーティングが、Ａｇを含む層を含む低放射率コーティングである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記コーティングが、少なくとも１つのＮｉ、Ｃｒ、及び／又はＴｉを含む層を含み、前記少なくとも１つのＮｉ、Ｃｒ、及び／又はＴｉを含む層が、前記Ａｇを含む層上に形成され、かつ物理的に接触している、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記Ａｇを含む層が、Ｎｉ、Ｃｒ、及び／又はＴｉを含む第１の層と第２の層との間に挟まれ、かつ直接物理的に接触している、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記Ａｇを含む層が、酸化亜鉛を含む層上に形成され、かつ直接物理的に接触している、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項８】
前記線に近接する前記コーティングを完全に溶解するために前記レーザースクライビングを実施することを更に含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記線に近接する前記コーティングの一部のみを溶解するために前記レーザースクライビングを実施することを更に含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記線に近接する前記コーティングの少なくとも一部を溶解するために前記レーザースクライビングを実施することを更に含み、前記コーティングの前記溶解された部分の物質が電気を伝えないように再付着されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記コーティングが、前記第１のガラス基材の直接上に底部誘電体層を含み、
前記少なくとも１つの金属含有層を含むが、前記下部誘電体層を除く前記コーティングの部分を溶解するように前記レーザースクライビングを実施することを更に含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記コーティングの溶解された部分が、少なくとも部分的に前記底部誘電体層内に溶解される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１３】
レーザースクライビングによって発生する熱を制御して、前記コーティングが形成される基材の表面の損傷を回避することを更に含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記発生した熱の制御を助けるために、前記レーザースクライビングを中断して、その中断中に前記中間製品を冷却する、及び／又は冷ますことを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記発生した熱の制御を助けるために、前記レーザー源の負荷サイクル及び／又は運転出力を制御することを更に含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記線が少なくとも１００〜８００μｍの幅を有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記線が前記中間物品の外縁部の周囲に形成され、前記バリアが前記中間物品の外縁部の周囲に画定される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記レーザースクライビングが、前記レーザー源の複数回の重複スキャンに関連して実行される、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記レーザースクライビングが、サブ１０ピコ−Ａ電気的絶縁バリアを形成するために実施される、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の基材が、前記レーザースクライビング中に前記第１の基材よりもレーザー源の近くに向けられる、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
絶縁ガラスユニット（ＩＧユニット）を作製する方法であって、
第１のガラス基材上に、多層薄膜コーティングを形成することであって、前記コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含み、かつ腐食を受けやすい、ことと、
前記コーティングが前記第１の基材と第２の基材との間に向けられ、かつ、前記第１及び前記第２の基材が互いに実質的に平行でありつつ互いから離間されるように、前記第１のガラス基材を、周辺縁部スペーサと共に前記第２のガラス基材に接続する、ことと、
前記接続後、前記ＩＧユニットを作製する際に、前記コーティングの外縁部の周りに境界線をレーザースクライビングすることであって、前記レーザースクライビングは、前記境界線に近接する前記コーティングを少なくとも部分的に溶解し、前記境界線の内部の前記コーティングを電気的に絶縁することによって、前記境界線の内部の前記コーティングの電気化学的腐食耐性を増大させる、ことと、を含み、
少なくとも、前記少なくとも１つの金属含有層は、前記レーザースクライビングによって溶解され、それにより、関連して取り除かれた物質は、（ａ）非導電的に再形成される、並びに／又は、（ｂ）前記第１の基材及び／若しくは前記多層薄膜コーティングの少なくとも１つの他の層内に溶解及び／若しくは拡散される、方法。
【請求項２２】
絶縁ガラスユニット（ＩＧユニット）であって、
多層薄膜コーティングを支持している第１のガラス基材であって、前記コーティングは少なくとも１つの金属含有層を含み、かつ腐食を受けやすい、第１のガラス基材と、
前記第１のガラス基材と実質的に平行であり、かつ前記第１のガラス基材から離間している第２のガラス基材であって、前記コーティングは前記第１の基材と前記第２の基材との間に向けられている、第２のガラス基材と、
縁部封止部と、
前記第１の基材及び前記第２の基材が互いに接続された後に形成された、前記コーティングの外縁部の周りのレーザースクライビングされた境界と、を含み、
少なくとも、前記境界に近接する前記コーティングの前記少なくとも１つの金属含有層は、前記レーザースクライビングによって溶解され、
前記レーザースクライビングによって前記コーティングから溶解された物質は、（ａ）前記第１の基材及び／若しくは前記コーティングの下層内に組み込まれる、並びに／又は、（ｂ）非導電的に再形成するために取り除かれる及び／若しくは気化され、
前記境界は、前記境界内部の領域内の電気化学的腐食を少なくとも遅らせるのに十分なレベルまで、前記境界の外側の領域から前記境界内部の領域を電気的に絶縁するのに十分な幅及び深さを有する、絶縁ガラスユニット。
【請求項２３】
前記ガラス基材が透明ガラス基材であり、
前記コーティングが、少なくとも１つのＡｇを含む層を含むｌｏｗ−Ｅコーティングである、請求項２２に記載の製品。
【請求項２４】
絶縁ガラスユニット（ＩＧユニット）を作製するためのキットであって、
レーザー源と、
周辺縁部スペーサと共に接続された第１及び第２の実質的に平行な離間したガラス基材を含む、中間製品であって、間隙は、前記第１の基材と前記第２の基材との間に画定され、前記第１のガラス基材は、上部に形成された多層薄膜コーティングを有し、前記コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含み、かつ腐食を受けやすい、中間製品と、を含み、
前記レーザー源は、前記ＩＧユニットを作製する際に前記中間製品をレーザー源に曝露することによって、前記コーティング内で線がレーザースクライビングされることを制御可能であり、前記線は、対向する側面間の電子輸送に対するバリアを形成する、キット。
【請求項２５】
前記レーザー源が携帯用である、請求項２４に記載のキット。
【請求項２６】
絶縁ガラスユニット（ＩＧユニット）を作製する方法であって、
中間製品を有することであって、前記中間製品は、周辺縁部スペーサと共に接続された第１及び第２の実質的に平行な離間したガラス基材を含み、間隙は、前記第１の基材と前記第２の基材との間に画定され、前記第１のガラス基材は、上部に形成された多層薄膜コーティングを有し、前記コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含む、ことと、
前記ＩＧユニットを作製する際に、前記第２のガラス基材を実質的に透過する波長で動作するレーザー源由来のレーザーに前記中間製品を曝露することによって、前記コーティングにエネルギーを結合することであって、前記エネルギーは前記コーティング内に結合されており、前記レーザー源が制御されて、前記コーティングの少なくとも一部を所望のパターンで選択的に、（ａ）前記第１の基材及び／若しくは前記コーティングの下層内に溶解させ、並びに／又は、（ｂ）電気を伝えないように蒸発及び再形成させ、前記所望のパターンは、少なくとも第１及び第２の領域を画定し、かつ前記第１の領域及び前記第２の領域を互いに電気的に絶縁するのに十分な幅及び深さまで形成され、前記電気的絶縁は、前記第１の領域における電気化学的腐食を少なくとも実質的に遅延させるのに十分なレベルである、ことと、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の特定の例示的実施形態は、積層前及び積層後の組立体、組み立て前及び組み立て後の絶縁ガラスユニット、並びに／又はその他製品のコーティングをレーザーアブレーション／スクライビングするための技術、並びに関連方法に関する。より具体的には、本発明の特定の例示的実施形態は、コーティング及び／若しくは関連製品の腐食を遅らせる又は防ぐために、積層前若しくは積層後の組立体、組み立て前若しくは組み立て後の絶縁ガラスユニット、及び／又は他の製品の、ガラス又は他の基材上のコーティング（例えば、低放射率、ミラー、又は他のコーティング）の周辺縁部を、レーザーアブレーション／スクライビングするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層製品は、例えば、低放射（ｌｏｗ−Ｅ）、ミラー、及び他の用途を含む様々な用途で使用されてきた。図１は、例示的な積層製品１００の断面図である。図１の例示的な積層製品１００は、層間と呼ばれることもある、積層材料１０４と共に積層された第１及び第２の実質的に平行な、離間した基材（例えば、ガラス基材）１０２ａ及び１０２ｂを含む。典型的な積層材料としては、例えばＰＶＢ、ＥＶＡ、ＰＥＴ、ＰＵなどが挙げられる。用途に応じて、積層材料１０４は、光学的に「透明」であってもよく、すなわち、高い可視透過率を有し得る。１つ以上のコーティングは、第１の基材１０２ａ及び／又は第２の基材１０２ｂの１つ以上の主表面上に形成されてもよい。例えば、積層製品の第２若しくは第３の表面上にｌｏｗ−Ｅ、ミラー、反射防止（ＡＲ）、又は他のコーティングを含むことは珍しくない。場合によっては、コーティングは、第２及び第３の表面のそれぞれに提供されてもよい。理解しやすくするために、図１は、表面３上に例示的なコーティング１０６を含む。任意の追加の縁部封止部１０８は、物品１００の周囲に提供されてもよく、縁部封止部１０８は、物品１００の側縁部、積層材料１０４、コーティング１０６などを、機械的、環境的、及び／又は他の種類の損傷から保護することを意図してもよい。
【０００３】
積層製品の１つの問題は、多くの場合、ミラー及びｌｏｗ−Ｅコーティングで使用されるものなどの、積層金属層含有の薄膜及び積層金属性層含有の薄膜は、例えば、温度、湿度などの勾配に曝されたときに、縁部からライト（lite）の中心まで徐々に腐食し得ることである。腐食は、イオン化水分の存在及び侵入で起こる。積層プロセスにおける縁部の欠陥及び縁部削除の欠如が、腐食を引き起こす可能性もある。縁部シーラントを使用して、腐食前線の進行の可能性を低減させることができるが、これらのシーラントはまた、経時的に亀裂を発生させ得るため、実用的ではない場合がある。
【０００４】
縁部の削除は、一般に、下になる基材の周辺縁部のコーティングの一部分を除去することを伴い、縁部削除テーブルが既知である。例えば、それぞれ、その全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，７１６，６８６号、同第５，７１３，９８６号、同第５，９３４，９８２号、同第６，９７１，９４８号、同第６，９８８，９３８号、同第７，１２５，４６２号、同第７，１４０，９５３号、及び同第８，４４９，３４８号を参照されたい。一般に、このようなテーブルでは、テーブルに提供される一連のキャスターは、テーブルの表面にわたるガラスの滑らかな移動を可能にする。様々な幅の研削ホイールは、安全目的のために、破片の散乱を低減させるのに役立つシールドに関連して使用されてもよい。削除ヘッドの下で実質的に一貫してガラスを通過させることで、ガラスからコーティングを効率的に「削除」するため、例えば、上記及び／又は他の物品に関連して使用することができる。より広い又はより狭い研削ホイールを使用して、ガラス表面からより多くの又はより少ないコーティングを削除することもできる。
【０００５】
縁部削除テーブルは、様々な用途で使用することができるが、特に腐食防止となると、残念ながら限界がある。例えば、縁部削除テーブルは、多くの場合は大型であり、プロセスラインに追加の機械を必要とする。プロセス工程の追加は、処理時間及びコストを増加させ得る。縁部削除テーブルは、それらの性質により、破片を生成する可能性があり、それに応じて対処する必要がある。ゆえに、縁部削除は、時には縁部欠陥を除去し得るが、追加的な破片の生成により、縁部欠陥を生じさせることもある。
【０００６】
更に、縁部削除テーブルは、多くの場合、それらの名前が意味するとおり、縁部削除に好適であるが、多くの場合は、内部領域内のコーティングを除去する能力に限界がある。このことは、研削ホイールなどに可能な小型化に実際的な限界があるため、除去される領域が小さくなればなるほど大きな問題となり得る。また、縁部削除テーブルは、露出面で機能するため、既に組み立てられた製品の「修理」については何もできず、プロセスラインにおいて早期に及び潜在的に不利な時間に使用されなければならない。
【発明の概要】
【０００７】
特定の例示的実施形態は、これら及び／又は他の懸念事項に対処する。例えば、特定の例示的実施形態は、積層製品中のコーティングに対して、腐食又は縁部剥離前線の進行を停止する又は少なくとも遅らせるための技術に関する。
【０００８】
特定の例示的実施形態は、軟質のｌｏｗ−Ｅコーティングに対する作用から、応力及びイオン化水分侵入の両方によって駆動される電気化学的腐食が、この現象の背後の主な熱力学的力であるという認識に基づいている。この認識に基づき、特定の例示的実施形態は、コーティングを縁部から電気的に絶縁し、同時に層をシャントし、スタックを非応力化することを探求している。この点について、特定の例示的実施形態は、被覆された積層体上の金属層含有コーティング又は金属性層含有コーティングの縁部をレーザースクライビングすることを含む。一例として、積層体を通したコーティングのレーザースクライビングは、１０６４ｎｍで動作するダイオードファイバレーザーを使用して実行され得る。ガラス縁部に対するスクライビングの幅及び位置を最適化するか又は少なくとも調整することによって、被膜腐食の停止又は遅延のいずれかが可能になる。レーザースクライビング技術の実行可能性は、ガラス基材及び多くの積層材料（非常に一般的に使用されるＰＶＢを含む）が１０６４ｎｍのレーザー照射に対して透明であるため、直接エッチングすることができない（又は少なくとも、例えば１０６４ｎｍレーザーを含む特定のレーザーで容易に直接エッチングすることができない）という事実に関連する。
【０００９】
特定の例示的実施形態では、積層製品を作製する方法が提供される。中間製品は、積層材料と共に積層された第１及び第２の実質的に平行なガラス基材を含み、第１のガラス基材は、その上に多層薄膜コーティングが形成されており、このコーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含み、腐食の影響を受けやすい。積層製品を作製する際に、中間製品をレーザー源に曝露することによってコーティング内に線がレーザースクライビングされ、この線は、その対向する側面間の電子伝達に対するバリアを生成する。
【００１０】
特定の例示的実施形態では、積層製品を作製する方法が提供される。多層薄膜コーティングは、第１のガラス基材上に形成され、コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含み、腐食の影響を受けやすい。第１のガラス基材は、コーティングが第１の基材と第２の基材との間に配向されるように、かつ第１及び第２の基材が互いに実質的に平行になるように、積層材料を用いて第２のガラス基材に積層される。積層に続き、積層製品を作成する際に、コーティングの周辺部に境界線がレーザースクライビングされる。レーザースクライビングは、境界線に近接するコーティングを少なくとも部分的に溶解し、境界線の内部のコーティングを電気的に絶縁することによって、境界線の内部のコーティングの電気化学的腐食耐性を増大させる。レーザースクライビングによって、コーティングから溶解した材料は、（ａ）第１の基材、積層材料、及び／若しくはコーティングの下部層に組み込まれ、並びに／又は（ｂ）非導電的に再形成するように、アブレーション及び／若しくは気化される。
【００１１】
特定の例示的実施形態では、積層製品が提供される。第１のガラス基材は、多層薄膜コーティングを支持する。コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含み、腐食の影響を受けやすい。第２のガラス基材は、コーティングが第１の基材と第２の基材との間に配向されるように、かつ第１及び第２の基材が互いに実質的に平行になるように、積層材料を用いて第１のガラス基材に積層される。レーザースクライビングされた境界は、第１及び第２の基材が共に積層された後に形成されたコーティングの周辺部に形成される。少なくとも、境界に近接するコーティングの少なくとも１つの金属境界層が、レーザースクライビングによって溶解される。レーザースクライビングによって、コーティングから溶解した材料は、（ａ）第１の基材、積層材料、及び／若しくはコーティングの下部層に組み込まれ、並びに／又は（ｂ）非導電的に再形成するように、アブレーション及び／若しくは気化される。境界は、境界の内側領域内の電気化学的腐食を少なくとも遅延させるのに十分なレベルまで、境界の外側領域から境界の内側領域を電気的に絶縁するのに十分な幅及び深さを有する。
【００１２】
特定の例示的実施形態では、積層製品を作製するためのキットである。キットは、レーザー源と、積層材料と共に積層された第１及び第２の実質的に平行なガラス基材を含む中間製品と、を含み、第１のガラス基材は、その上に多層薄膜コーティングが形成されており、コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含み、腐食の影響を受けやすい。レーザー源は、積層製品を作製する際に中間製品をレーザー源に曝露することによってコーティング内に線をレーザースクライビングするように制御可能であり、この線は、その対向する側面間の電子伝達に対するバリアを生成する。
【００１３】
特定の例示的実施形態では、積層製品を作製する方法は、中間製品を有することであって、中間製品は、積層材料と共に積層される第１及び第２の実質的に平行なガラス基材を含み、第１のガラス基材は、その上に多層薄膜コーティングが形成されており、コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含む、ことと、積層製品を作製する際に、第２のガラス基材及び積層材料が実質的に透過性である波長で動作するレーザー源からのレーザーに中間製品を曝露することによって、エネルギーをコーティングに結合することであって、コーティング及びレーザー源に結合されるエネルギーは、コーティングの少なくとも一部を所望のパターンで選択的に、（ａ）第１の基材、積層材料、及び／若しくはコーティングの下部層に溶解させる、並びに／又は（ｂ）電気を伝えないように蒸発及び再形成させるように制御され、所望のパターンは、少なくとも第１及び第２の領域を画定し、第１及び第２の領域を互いに電気的に絶縁するのに十分な幅及び深さに形成され、電気的絶縁は、第１の領域における電気化学的腐食を少なくとも実質的に遅延させるのに十分なレベルである、ことと、を含む。
【００１４】
同様に、特定の例示的実施形態は、同じ又は類似の方法で作製されたＩＧユニットに関する。例えば、特定の例示的実施形態では、ＩＧユニットを作製する方法が提供される。中間製品は、周辺縁部スペーサと共に接続された、第１及び第２の実質的に平行な、離間したガラス基材を含む。第１の基材と第２の基材との間に、間隙が画定される。第１のガラス基材は、その上に形成された多層薄膜コーティングを有する。コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含み、腐食の影響を受けやすい。ＩＧユニットを作製する際に、中間製品をレーザー源に曝露することによって、コーティング内に線がレーザースクライビングされ、この線は、その対向する側面間の電子伝達に対するバリアを生成する。
【００１５】
特定の例示的実施形態では、ＩＧユニットを作製する方法が提供される。第１のガラス基材上に、多層薄膜コーティングが形成され、コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含み、腐食の影響を受けやすい。第１のガラス基材は、コーティングが第１の基材と第２の基材との間に向けられ、かつ、第１及び第２の基材が互いに実質的に平行でありつつ互いから離間されるように、周辺縁部スペーサと共に第２のガラス基材に接続される。接続後、ＩＧユニットを作製する際に、コーティングの外縁部の周りに境界線がレーザースクライビングされる。レーザースクライビングは、境界線に近接するコーティングを少なくとも部分的に溶解し、境界線の内部のコーティングを電気的に絶縁することによって、境界線の内部のコーティングの電気化学的腐食耐性を増大させる。少なくとも１つの金属含有層は、レーザースクライビングによって溶解され、それにより、関連して取り除かれた物質は、（ａ）非導電的に再形成される、並びに／又は、（ｂ）第１の基材及び／若しくは多層薄膜コーティングの少なくとも１つの他の層内に溶解及び／若しくは拡散される。
【００１６】
特定の例示的実施形態では、ＩＧユニットが提供される。第１のガラス基材は、多層薄膜コーティングを支持し、コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含み、腐食の影響を受けやすい。第２のガラス基材は、第１のガラス基材と実質的に平行であり、かつ第１のガラス基材から離間しており、コーティングは、第１の基材と第２の基材との間に配向される。縁部封止部が含まれる。第１及び第２の基材が互いに接続された後に、コーティングの外縁部の周りのレーザースクライビングされた境界が形成される。少なくとも、境界に近接するコーティングの少なくとも１つの金属含有層は、レーザースクライビングによって溶解される。レーザースクライビングによってコーティングから溶解された物質は、（ａ）第１の基材及び／若しくはコーティングの下層内に組み込まれる、並びに／又は、（ｂ）非導電的に再形成するために取り除かれる及び／若しくは気化される。境界は、境界の内側領域内の電気化学的腐食を少なくとも遅延させるのに十分なレベルまで、境界の外側領域から境界の内側領域を電気的に絶縁するのに十分な幅及び深さを有する。
【００１７】
特定の例示的実施形態では、ＩＧユニットを作製するキットが提供される。キットは、レーザー源と、中間製品と、を含む。中間製品は、周辺縁部スペーサと共に接続された第１及び第２の実質的に平行な離間したガラス基材を含み、間隙は、第１の基材と第２の基材との間に画定され、第１のガラス基材は、上部に形成された多層薄膜コーティングを有し、コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含み、かつ腐食を受けやすい。レーザー源は、ＩＧユニットを作製する際に中間製品をレーザー源に曝露することによって、コーティング内で線がレーザースクライビングされることを制御可能であり、この線は、対向する側面間の電子輸送に対するバリアを形成する。
【００１８】
特定の例示的実施形態では、ＩＧユニットを作製する方法が提供され、この方法は、中間製品を有することであって、中間製品は、周辺縁部スペーサと共に接続された第１及び第２の実質的に平行な離間したガラス基材を含み、間隙は、第１の基材と第２の基材との間に画定され、第１のガラス基材は、上部に形成された多層薄膜コーティングを有し、コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含む、ことと、ＩＧユニットを作製する際に、第２のガラス基材を実質的に透過する波長で動作するレーザー源由来のレーザーに中間製品を曝露することによって、コーティングにエネルギーを結合することであって、エネルギーはコーティング内に結合されており、レーザー源が制御されて、コーティングの少なくとも一部を所望のパターンで選択的に、（ａ）第１の基材及び／若しくはコーティングの下層内に溶解させ、並びに／又は、（ｂ）電気を伝えないように蒸発及び再形成させ、所望のパターンは、少なくとも第１及び第２の領域を画定し、かつ第１及び第２の領域を互いに電気的に絶縁するのに十分な幅及び深さまで形成され、電気的絶縁は、第１の領域における電気化学的腐食を少なくとも実質的に遅延させるのに十分なレベルである、ことと、を含む。
【００１９】
同様に、特定の例示的実施形態は、多層薄膜コーティングを支持する基材を含む、コーティングされた物品、及び／又はその作製方法に関する。薄膜コーティングは、少なくとも第１及び第２の領域を生成するようにレーザースクライビングされ、第１及び第２の領域は、レーザースクライビングによって互いに（form one another）電気的に絶縁される。レーザースクライビングは、コーティングされる物品のコーティングが、コーティングされる物品及び／又はそれが構築され得る任意のものに対して、閉鎖形状又は開放形状にあるときに行われてもよい。
【００２０】
本明細書に記載の特徴、態様、利点、及び例示的実施形態は、更なる実施形態を実現するために組み合わされてよい。
【００２１】
これら及び他の特徴及び利点は、図面と併せて、例示的な実施形態の以下の詳細な説明を参照することによって、より良好かつより完全に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】例示的な積層製品の断面図である。
【図２】１つの例示的な腐食のメカニズムを概略的に示す。
【図３】時に腐食問題に遭遇する、例示的な低放射コーティングの概略断面図である。
【図４】特定の例示的実施形態に関連して使用され得るレーザースクライビング機構の概略図である。
【図５】特定の例示的実施形態に関連して使用され得る、１０６４ｎｍのナノ秒パルスレーザーを用いて得られたスクライビング線を示す。
【図６】特定の例示的実施形態による、積層物品がどのようにレーザースクライビングされ得るかを示す第１の例示的な機構である。
【図７】特定の例示的実施形態による、積層物品がどのようにレーザースクライビングされ得るかを示す第２の例示的な機構である。
【図８】特定の例示的実施形態による、積層物品をレーザースクライビングするための例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図９】特定の例示的実施形態による、レーザーアブレーションされたコーティングを有し得る例示的な絶縁ガラスユニット（ＩＧユニット又はＩＧＵ）の断面図である。
【図１０】特定の例示的実施形態による、ＩＧユニットをレーザースクライビングするための例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
特定の例示的実施形態は、コーティング及び／又は関連製品の腐食を遅らせる又は防ぐために、積層前若しくは積層後の組立体内のガラス若しくは他の基材、絶縁ガラスユニット（ＩＧユニット又はＩＧＵ）、又は他の製品上の金属層含有コーティング又は金属性層含有コーティング（例えば、低放射、ミラー、又は他のコーティング）の周辺縁部をレーザーアブレーション／スクライビングするための技術に関する。特定の例示的な実施形態は、例えば、そのような製品が（例えば、建物、車両などに）設置された後であっても、既に腐食し始めたコーティングを有する製品に関連して使用されてもよい。
【００２４】
腐食は、化学的プロセスによる材料の劣化と考えることができる。１つのサブセットは、金属の電気化学的腐食であり、酸化プロセスＭ→Ｍ+＋ｅ-は、好適な電子受容体の存在によって促進される。電子受容体部位では、分極抵抗と呼ばれる直列抵抗が発生する。この抵抗体の大きさが、腐食速度に影響を及ぼす。ほとんどの腐食プロセスの１つの特性は、酸化及び還元工程が金属上の別個の場所で生じることである。これは、金属が導電性であることから、電子が陽極から陰極領域へと金属を貫流し得るために可能である。水の存在は、金属へ及び金属からイオンを伝達するのに役立つが、吸収された水分の薄膜は、腐食を可能にするのに十分であり得る。
【００２５】
ゆえに、腐食系は、一般的なパターンに従う陽極及び陰極工程を含む短絡電気化学セルと見され得ることが理解されよう。例えば、陽極プロセスは、以下のものと類似し得る。
Ｍ（ｓ）→Ｍx+（ａｑ）＋ｘｅ-
陰極プロセスは、以下のいずれかであり得る。
Ｏ2＋２Ｈ2Ｏ＋４ｅ-→４ＯＨ-
Ｈ+＋ｅ-→１／２Ｈ2（ｇ）
Ｍ１x+＋ｘｅ-→Ｍ１（ｓ）
式中、Ｍ１は別の金属である。
【００２６】
現在利用可能な多くのｌｏｗ−Ｅコーティングは、ＺｎＯを含む層の直上に接触し、Ｎｉを含む層（例えば、ＮｉＣｒ、ＮｉＴｉ、又はその酸化物を含む層）の直下に接触する、Ａｇを含む層を含む。このような系では、単純な熱力学的モデリングの観点から、Ａｇよりも低い電気化学電位を有する層は、「優先的に」腐食することになる。例えば、Ｎｉを含む層は、Ａｇを含む層に対して非常に迅速に腐食し始めることになり、このような系では、それらの間の界面全体が損なわれる恐れがある。一方、ＺｎＯを含む層及びＡｇを含む層を考慮すると、Ａｇを含む層がより速く腐食するため（光の有無のいずれも）、状況は逆転される。ＮｉＯを含む層はまた、Ａｇを含む層より「優れる」ことになる。当然ながら、このモデルは、電気回路の完成と、例えば塩などの電解質の存在下でＨ+イオンを提供するＨ2Ｏの役割と、を想定している。
【００２７】
以下の表に、標準水素電極に対するいくつかの標準電極電位をボルト単位で示す。
【表１】
2020526423.tif 000003
【００２８】
他の一般的に入手可能なｌｏｗ−Ｅコーティングは、ＮｉＣｒを含む層の間に挟まれ、直接接触する、Ａｇを含む層を伴う。（この種の特定の例示的コーティングについては、以下でより詳細に論じる。）電気化学電位に基づき、このようなコーティングでは、Ａｇを取り囲むＮｉＣｒ含有バリア層中に存在する金属性Ｎｉの腐食は、電気化学的腐食の特徴のうちの１つである、「接着剤剥離」及びその後の銀の凝集をもたらす。両方の金属と電気的に接触する水を含有する電解質は、Ｎｉの「優先的な」腐食を悪化させ、最終的にはＡｇの腐食につながる。
【００２９】
図２は、この腐食のメカニズムを概略的に示す。図２に示すように、Ａｇ２０２を含む層は、ＮｉＣｒ２０４ａ及び２０４ｂを含む第１及び第２の層の間に挟まれる。電解質２０６（水中）は、これらの層と接触している。電子がＡｇ２０２を含む層に移動する間、ＮｉＣｒ２０４ａ／２０４ｂを含む一方又は両方の層から電解質２０６へのＮｉ２＋の優先的浸出が存在することになる。全体的なメカニズムは、Ａｇの凝集又は「凝固」と共に、（腐食した）Ｎｉの「優先的な」溶解及び再付着をもたらす。
【００３０】
更に他の一般的に利用可能なｌｏｗ−Ｅコーティングは、酸化亜鉛を含む層（例えば、アルミニウム、スズ、及び／又は同様のものを含み得る酸化亜鉛を含む層）、酸化亜鉛を含む層の上に形成された（任意選択的に直上で直接物理的に接触している）Ａｇを含む層、Ａｇを含む層の上に形成された（任意選択的に直上で直接物理的に接触している）Ｎｉ、Ｃｒ、及び／若しくはＴｉを含む層、又はその酸化物（例えば、ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＯｘ、ＮｉＴｉ、ＮｉＴｉＯｘなど）を含む層を伴う。ＺｎＯｘ／Ａｇ／ＮｉＣｒＯｘを含む層スタックでは、比較的小さい酸化Ｎｉの存在が、Ａｇ腐食の異なるメカニズムを示唆し、名目上、界面剥離はなく、試験及び分析から明らかなように、視覚的不快性は極めて低かった。
【００３１】
電解質（例えば、塩＋Ｈ2Ｏ）に配置されると、分割されたＡｇ層スタック（例えば、同じ金属構造材料が使用されるが、電気的に活性である誘電体で空間的に分割されている）は、界面応力になる二軸応力、金属粒子組成物、欠陥、傷、スレッドなどの露出、誘電体、積層ＰＶＢ、若しくは他の材料などの電解質勾配、及び／又は同様のものの結果として電位差を生じさせる可能性がある。
【００３２】
いわゆる二重銀ｌｏｗ−Ｅ製品では、２つの銀層のうちの１つは、分極層として作用する電気活性誘電体中の電解質勾配によって媒介され、他方に対して優先的に腐食し始め得る。これは、化学ポテンシャルの不均衡の結果として電圧差を設定する電池に類似する。Ａｇ層のうちの一方は、スタックの残部に対して陽極となり、他方のＡｇは優先的に腐食することになる。しかしながら、この動作は、誘電体の完全性が損なわれ、水蒸気が層内に入り得る場合に生じる。ゆえに、水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）は重要なパラメータとなり得る。電気化学モデルは、イオン化水分の侵入がない場合、腐食前線は進行しないことを予測している。
【００３３】
関連する点について、腐食の電気化学的モデルは、将来の設計に有用であり得るという、すなわちＡｇ対ＮｉＣｒ比の厚さ比も腐食の傾向に影響を及ぼすという他のいくつかの予測を行っている。驚くべきことに、モデリングは、ガラスのイオン伝導率／分極が腐食を低減するのに役立ち得ることも予測している。ゆえに、より薄い下部層又はイオン性下部層は、腐食を低減するのに役立つはずである。
【００３４】
モデルの評価を助けるために、例示的なｌｏｗ−Ｅ層スタック配置の断面図である図３を考察する。図３に示すように、基材３００は、第１のシリコン含有層３０２ａ（例えば、シリコン並びにその酸化物及び／又は窒化物を含む層）、Ｎｉ、Ｃｒ、及び／又はＴｉ３０４ａを含む第１の層（酸化されていても酸化されなくてもよい）、銀３０６を含む層、Ｎｉ、Ｃｒ、及び／又はＴｉ３０４ｂを含む第２の層（酸化されていても酸化されなくてもよい）、並びに第２のシリコン含有層３０２ｂ（例えば、シリコン並びにその酸化物及び／又は窒化物を含む層）を支持する。以下の３つの例示的な層厚さは、異なる外観及び／又はｌｏｗ−Ｅ、並びに他の性能を有する層に対応する。
【表２】
2020526423.tif 000004
【表３】
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【表４】
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【００３５】
上述の３つの実施例を考慮すると、実施例３は、厚さ下塗り（thickness undercoat）（例えば、Ｓｉ3Ｎ4３０２ａを含む層）を有し、表面的には最大の腐食傾向を有している。実施例１は、最も薄い下塗り（例えば、Ｓｉ3Ｎ4３０２ａを含む層）を有し、表面的には最小の腐食傾向を有している。しかしながら、これらの現象に遭遇する理由について、追加的又は代替的な仮説が存在する。第１に、実施例３の下塗り（例えば、Ｓｉ3Ｎ4３０２ａを含む層）は、潜在的にそのより大きい厚さによって、他のコーティング内の対応する層よりも粗くなり得、潜在的に界面接着性の低下をもたらし、次いで腐食しやすさをもたらす。第２に、実施例３の下塗り（例えば、Ｓｉ3Ｎ4３０２ａを含む層）の引張り強度が大きくなり得る。ＴＥＭ撮像及び／又は他の試験は、前者を評価するのに役立ち得、同じ総厚さを達成する応力修正された層堆積は、後者を評価するのに役立ち得る。しかしながら、上で示唆したように、これらの仮説は、相対的な腐食しやすさを明らかにするために、個別に又は集合的に機能し得る可能性がある。いずれの場合も、本明細書に記載される例示的な技術は、実行時の精密な腐食促進メカニズムに関係なく、腐食の発生を遅らせ、潜在的に排除するように作用する。
【００３６】
この点について、腐食が発生するには陰極工程及び陽極工程の両方が起きる必要があるため、いずれか一方の防止によって腐食が停止されるはずである。物体を湿度バリア又は他の保護コーティングでコーティングすることによって、両方のプロセスを停止することが可能であり得る。しかしながら、これが行われる場合であっても、特に構造体に穴が存在する場合、バリアが破壊されるか又は貫通しない場所がある可能性は高い。より精巧なアプローチは、金属にわずかな負電荷を印加することであり、これにより、Ｍ→Ｍ2+＋２ｅ-反応が起こることがより困難になる。被膜が、被膜の周囲及び中心からの湿度及び酸素の勾配が存在するように封入される場合、更により洗練されたアプローチは、極めて大きい分極抵抗を設定するのに役立つ等電位スクライビング線を誘導することを伴う。これらのアプローチは、本発明の異なる例示的実施形態において、任意の好適な組み合わせで使用されてもよい。
【００３７】
この後者の点について、レーザースクライビング実験が、１０６４ｎｍのダイオードファイバレーザーに関連し、様々なガラス厚さを介して実施された。Ｘ−Ｙスキャナは、レーザーを基材上で導くのに役立ち（heled）、局所的に分離されたスポット又は重なり合うスポットが使用された連続線を生成した。焦点面及びビーム径（例えば、コーティング深さにおけるビームのサイズ）は、所定の間隙スペーサと結合されたレーザヘッド内の光学素子を使用して調整された。これらの経験において、基材は、１０６４ｎｍで透明又は少なくとも実質的に透明（例えば、少なくとも８５％の透過性、より好ましくは少なくとも９０％の透過性、更により好ましくは９５％以上の透過性）であると想定され、レーザーの結合は、コーティングの対象となった。
【００３８】
図４は、特定の例示的実施形態に関連して使用され得るレーザースクライビング機構の概略図である。この機構は、プラットフォーム４０４及び柱４０６の上に位置するレーザー４０２を含む。プラットフォームは、Ｘ−Ｙ移動ステージ４０８ａを介してＸ−Ｙ方向に、またＺ移動ステージ４０８ｂを介してＺ方向に移動可能である。Ｘ−Ｙ移動ステージ４０８ａ及びＺ移動ステージ４０８ｂの両方は、例えば、スロット付きサンプルステージ４１０及びその上の基材４１２に対してレーザー４０２から発せられた光を焦点合わせするために、コンピュータ制御可能であってもよい。レーザー４０２からの出力は、固定長管沿いに第１の光学素子４１６ａに向かって方向付けられ、第１の光学素子４１６ａは、その出力を第２の管４１４ｂ沿いに方向付け直す。焦点合わせ及び／又は他の光学素子４１６ｂは、レーザー４０２からの出力を、ノズル４１４ｃを介してスロット付きサンプルステージ４１０及びその上の基材４１２に向かって焦点合わせする。クーラントジェット４１８は、基材４１２及び／又はその構成要素（例えば、その中若しくはその上のコーティング、積層材料、及び／又は同様のもの）を冷却するのに助けるために提供される。
【００３９】
レーザーは、走査速度、パルス周波数／衝撃係数、及び／又はダイオード出力パワーを調整することによって制御され得る。また、焦点深度を考慮してもよい。これら及び／又は他のパラメータは、上記の構造（例えば、光学素子、ステージなど）を使用して調整されてもよい。走査速度は、２５０〜２０００ｍｍ／ｓ、より好ましくは５００〜１０００ｍｍ／ｓの範囲であり得る。特定の例示的実施形態では、別個の「低い」及び「高い」走査速度が、例えば、それぞれ５００ｍｍ／ｓ及び１００ｍｍ／ｓで作用してもよい。パルス周波数は、１０〜２４０ｋＨｚ、より好ましくは２０〜１６０ｋＨｚ、更により好ましくは４０〜８０ｋＨｚの範囲であってよい。特定の例示的実施形態に関連して使用可能な別個の「低い」、「中程度の」、及び「高い」パルス周波数は、それぞれ、４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、及び８０ｋＨｚである。３〜４ｍｍのトップガラス基材の厚さ（例えば、レーザー源に最も近いガラス基材）の場合、５０〜２５０ｕＪ、より好ましくは７５〜２００ｕＪ、更により好ましくは７５〜１５０μＪのダイオードレーザーパワーが使用されてもよい。更に、２０〜５００μｍ、より好ましくは２０〜２５０μｍ、更により好ましくは５０〜１５０μｍのビーム径又は主要距離が使用されてもよい。ビーム半径は、例えば、これら及び／又は他の特性を有するように、レーザー出力上の光学素子を介して調整されてもよい。特定の例示的実施形態では、１００ｕＪ又はほぼ１００ｕＪ（例えば、１００〜１１５ｕＪ）でレーザーパワーパルスを送達する約１００μｍのビーム径は、特に４ｍｍガラスに有利であり得る。特定のコーティングのスクライビングプロセスを最適化又は改善するために、レーザーパワー及びパルス周波数を調整して、これらの値を近似中心点として提供してもよい。スクライビング長さは１〜２４インチであり、場合によってはより短く又はより長くても可能であり、スクライビング長さ１２インチは、特定の例示的実施形態で機能することが見出された１つの例である。一例として、１０６４ｎｍレーザー対応の８０Ｗ電源の５〜１５％で動作することは、特定の例示的実施形態に十分であることが見出されている。
【００４０】
焦点深度は、コーティングの頂部、コーティングの底部、又はコーティングの金属性層（複数可）を異なる例示的実施形態で対象とするように変化させることができる。
【００４１】
特定の例示的実施形態では、パルスエネルギー及び移動を使用して、スクライビングスポットの重なりを生成することができる。この点について、図５は、特定の例示的実施形態に関連して使用され得る１０６４ｎｍのナノ秒パルスレーザーを用いて得られたスクライビング線を示す。図５では、約１００μｍのレーザービーム径を用いて２０〜８０ｋＨｚの周波数で１００ｕＪパルスが使用された。左から右へ移動する線は、スポットの重なりを増加させる効果を示す。見て分かるように、導電率は、更なる重なりによって低減される。特定の例示的実施形態では、多重パススクライビング（例えば、互いに重なる２本以上の線によるスクライビング）が使用されてもよい。特定の例示的実施形態では、スクライビング線幅は、好ましくは少なくとも１００〜３００μｍであるが、５００〜８００μｍスクライビング線幅がより好ましい。特定の例示的実施形態では、互いに概ね平行な１本、２本、３本、又はそれ以上のスクライビング線が、連続する電子伝達バリアゾーンを生成するために有利に使用され得る。特定の例示的実施形態では、１つ以上の線、ドット、又は他のレーザータイプを使用してスクライビングが形成されてもよい。線レーザーは、例えば、線を直接標的とする能力に基づき、特定の例示的な実施形態では特に有利であり得る。異なる例示的実施形態では、線、ドット、及び／又は他のレーザータイプと共に重なりを使用してもよいことが理解されよう。
【００４２】
図６は、特定の例示的実施形態による、積層物品がレーザースクライビングされ得る仕組みを示す第１の例示的な機構であり、図７は、特定の例示的実施形態による、積層物品がレーザースクライビングされ得る仕組みを示す第２の例示的な機構である。図６及び図７は、図１に示され、図１に関連して記載されたものと同様の積層製品を含む。すなわち、図６及び図７では、第１及び第２の基材６０２ａ及び６０２ｂは、積層材料／中間層６０４（ＰＶＢ、ＥＶＡ、ＰＥＴ、ＰＵなどであってもよい）を用いて共に積層される。第１の基材６０２ａは、コーティング６０６（例えば、図３の例からのコーティング、本明細書に記載の別のコーティング、又は金属層若しくは金属性層を有し、腐食の影響を受けやすい他のコーティング）を支持する。
【００４３】
図６に示すように、レーザー源からのエネルギー６１０は、コーティング６０６に焦点合わせされ、その中の金属層及び／又は金属性層内に結合される。図７に示すように、レーザー源からのエネルギー７１０ａは、追加の光学素子７１２の補助によりコーティング６０６に方向付け直され、焦点合わせされる。方向付け直され、焦点合わせされたエネルギー７１０ｂは、図７の例では、金属層及び／又は金属性層に結合される。図６と比較した図７の追加の光学素子７１２の存在に加えて、図６及び図７は、レーザー源（図示せず）に対するそれらの配向に関して互いに異なる。すなわち、コーティング６０６は、図６の積層層６０４よりもレーザー源に近いが、コーティング６０６は、図７の積層層６０４よりもレーザー源から離れている。特定の例示的実施形態は、レーザー源に対するコーティング及び積層材料の位置にかかわらず、追加の光学素子を使用してもよいことに留意されたい。
【００４４】
特定の例示的実施形態は、例えば、吸収の違い、基材の熱機械的特性、及びスタックに含まれる層などのために、深さに関して選択的及び「自己調節式」であるアブレーションアプローチを実施してもよい。自己調節アプローチの一例は、（例えば）下になる層及び上になる層（図３の例では、窒化ケイ素を含む層である）によって吸収されない、かつ基材（複数可）によって吸収されない波長で動作するダイオードレーザーを使用して、図３の例示的なコーティングからのＡｇ含有層及びＮｉＣｒ含有層の両方、並びに層間を除去することを伴う。
【００４５】
しかしながら、１つの課題は、標的製品が閉鎖形状を有するという事実に関する。すなわち、アブレーションされた材料の行き先に関する問題がある。この懸念は、いくつかの方法のうちの１つ以上で対処することができる。例えば、アブレーションされた材料は、蒸発されるが、その後、電気を伝えないように再形成（例えば、再付着）されてもよい。あるいは、又は加えて、コーティングからアブレーションされた材料を、基材自体又は基材上の１つ以上の薄膜層（例えば、図３の例では窒化ケイ素３０２ａを含む層など）などに溶解させてもよい。加えて、又はあるいは、同様の方法で、例えば、アブレーションされた材料を、溶けた又は少なくとも軟化した積層材料（例えばＰＶＢ）に拡散又は溶解することによって、そこに移動させてもよい。
【００４６】
しかしながら、場合によっては、基材の潜在的損傷又は更にはアブレーションは、基材とコーティング内の金属層又は金属性層（複数可）との間の絶縁層又はバリア層（例えば、シリコン含有下部層、底部誘電体層、及び／又は同様のもの）への損傷を誘発し得るため、問題となり得ることが理解されよう。このように、特定の例示的実施形態は、熱を発生させるのに十分なパワーレベル及び衝撃係数で動作してもよく、かつ／ないしは別の方法で、好ましくは、コーティングの下になる基材に損傷を与えることなく、また好ましくは、コーティング内の金属層又は金属性層（複数可）と下になる基材との間のバリア層の除去を引き起こすことなく、アブレーションされた材料の行く場所を有するように、積層材料を少なくとも部分的に軟化させてもよい。この点について、積層材料の底面をアブレーションしてエネルギーをコーティングに結合させ、その中の金属層又は金属性層（複数可）を優先的に標的にすることは、例えば、レーザー放射に対するバリア層及びバック接点の露出を低減又は排除するという点で「より安全」であり得ることから、図７の配向では比較的容易に作業することができる。特定の例示的実施形態では、それにもかかわらず、コーティング全体を切断することが望ましい場合がある。
【００４７】
レーザースクライビングの輪郭が鋭すぎる又はぎざぎざしすぎる（すなわち、レーザースクライビングプロファイルの局所的半径曲率が鋭すぎる）場合、ＰＶＢ又は積層材料における切断部の幅が十分にならない可能性がある。これは、次いで、分極抵抗及び直列抵抗に影響を及ぼすことになる。鋭い屈曲部を有さない直線が好ましい場合がある。ゆえに、特定の例示的実施形態では、角部は、重なり合う直線を使用する（例えば、角部でプラス又はクロス状の配置になる）を使用する、緩やかな曲線を使用する（例えば、適切な溝が形成されることを確実にするために複数回「繰り返され」得る）、などのやり方で処理されてもよい。
【００４８】
スクライビング線と基材の縁部との間の距離は、電気化学的腐食を遅らせること及び／又は停止することができるかどうか、並びにその程度に対する影響を有し得ることが見出されている。例えば、基材の縁部とスクリム線との間の距離が小さい場合、電気化学的腐食を遅らせることはできるが、停止することはできない。少なくとも３ｍｍ、より好ましくは少なくとも５ｍｍ、更により好ましくは少なくとも１０ｍｍの距離は、腐食を遅らせるだけでなく、腐食が停止される可能性を高めることに関しても有利である。
【００４９】
図８は、特定の例示的実施形態による、積層物品をレーザースクライビングするための例示的なプロセスを示すフローチャートである。工程Ｓ８０２では、コーティングが基材上に形成され、このコーティングは（例えば）少なくとも１つの金属層又は金属性層を含む多層薄膜コーティングである。工程Ｓ８０４では、コーティングを有する基材が、積層材料を使用して別の基材に積層される。工程Ｓ８０６では、コーティングがアブレーションされるように、積層物品がレーザー源に曝露される。工程Ｓ８０８では、積層物品を更に保護するために、任意の外側封止部が提供される。
【００５０】
このようにして、縁部の削除をシミュレートする方法として、ガラス及び積層材料又は中間層（ＰＶＢなど）を介してコーティングをレーザースクライビング／アブレーションし、更に、コーティングの縁部とコーティングの中心との間の電子伝達のバリアとしての役割を果たすゾーンを生成することが可能である。スクライビングの幅、レーザーのパワー、衝撃係数、レーザーの波長などのパラメータを選択することによって、ガラス、ＰＶＢ、及び／又は薄膜コーティングの１つ以上の他の層へのコーティングのアブレーション及び拡散を制御することが可能である。そうすることで、電気化学的腐食を遅らせるか又は停止することができる。すなわち、コーティングを外部環境から電気的に絶縁して、コーティングの最終的な電気化学的浸食に寄与する迷走漏洩電流を低減し、時には完全に排除することができる。特定の例示的実施形態は、サブピコＡ電気絶縁（例えば、１０ピコＡ未満、より好ましくは１ピコＡ未満の電気絶縁）を提供するのに十分である。すなわち、それに応じて直列抵抗（Ｒｓ）及び分極抵抗（Ｒｐ）を増加させ、シャント抵抗を減少させることによって、腐食速度を桁違いに減少させることができる。本明細書に記載される例示的な技術は、それらの間のＤＣ抵抗が従来の電位計測定装置の３０ギガオーム限界を上回り、したがって、ある意味で無限とみなされ得るように、領域を電気的に分離するために使用されてもよいことに留意されたい。
【００５１】
上で示唆したように、高品質の縁部シーラントを使用して追加の保護を提供することができるが、レーザースクライビングは、例えば、水分が入ることでき、漏洩電流が出ることができる、環境への界面電流搬送要素を低減し、時には完全に排除することによって、少なくともいくつかの点で風化要素に対して更により良好な非感受性を提供することができる。この改善は、そうでなければ、積層体中の水分によって漏洩電流を桁違いに増加させる傾向があり、電気化学的腐食に関連する、寿命を制限する広範な劣化効果に関与する、積層体の存在下であっても可能である。特定の例示的実施形態は、例えば、陽極金属化が消失し、陰極金属化が通常優性となる電位差に関連する電気化学的腐食に関連する、コーティングスタックの凝集内破壊の可能性を有利に低減する。
【００５２】
レーザースクライビングは、環境への電気化学的腐食経路の内部抵抗を桁違いに、有利に上昇させる。場合によっては、漏洩電流の６桁を超える減少を実現することが可能であると推定される。更に、スクライビング線が深く、幅広いほど、抵抗が大きくなる可能性が高くなる。電気的絶縁はまた、レジームを接地から分離し、標準的な電位を変化させる。特定の例示的実施形態のレーザースクライビングは、有利には、分極抵抗にも有利な影響を及ぼす。この値が高いほど腐食速度が遅くなる。なお更に、特定の例示的実施形態のレーザースクライビングは、有利には、フェルミレベルが同じ電位になるように、２つの金属化層をシャントすることも伴い得る。
【００５３】
特定の例示的実施形態については、１０６４ｎｍレーザーに関連して説明してきた。１０６４ｎｍレーザーは、透明ガラス及びＰＶＢ（及び他の積層材料）がそのような波長に対して本質的に透明であるため、有利であることが見出されている。対照的に、いくつかのより低い波長のレーザー源及びいくつかのより高い波長のレーザー源は、ガラスを過度に加熱する場合があり、ガラスの亀裂及び／又は他の損傷を引き起こし得る。しかしながら、透明ガラスは、全ての用途において常に使用されるわけではないことに留意されたい。例えば、青色及び他の着色ガラスは、所望の審美的影響を得るなどのために、米国内及び世界中の多数の異なる製品に使用されている。そのような例では、１０６４ｎｍの波長光は、コーティングによって吸収されるか、ないしは別の方法で非効果的に結合される場合があり、ゆえに、異なる波長レーザー源を選択することが望ましい場合がある。青色ガラスの場合、例えば、５４０ｎｍ又は４２０ｎｍの波長レーザーが望ましい場合がある。
【００５４】
スクライビング線は、特定の例示的実施形態において製品の周辺部に提供されてもよい。結果として、取り付け構造、装飾的詳細、及び／又は同様のものを使用して、潜在的に生じるスクライビングの可視アーチファクトを不明瞭にすることができる。複数のスクイブ線が使用される例示的実施形態では、より厚いスクライビング線を物品の周辺部に近づけて使用してもよく、より薄いスクライビング線を物品の中心に近づけて使用してもよい。そうすることが、より審美的に不快な又は少なくとも目立つ領域が覆われることを確実にするのに役立ち得る。
【００５５】
特定の例示的実施形態では、本明細書に記載される例示的な技術を使用して、ガラスの外側のコネクタに経路指定され得る、金属層及び金属性層含有コーティング内にパターンを生成することができる。
【００５６】
特定の例示的実施形態の技術は、手持ち式又は携帯用レーザー源に関連して使用され得ることが理解されよう。手持ち式又は携帯用レーザー源は、電気化学的腐食耐性を付与するために、既設の製品、配布済み製品、又はインライン若しくは製造所調整に適していない他の製品をスクライビングするために使用され得る。手持ち式又は携帯用レーザー源は、２方向の制御された移動を容易にするために、ステージ又は他のブロッキングに取り付けられてもよい。処理される表面（複数可）に又はそこに近接した焦点合わせを容易にするために、レーザー源が製品から適切な距離に位置付けられ得るように、距離測定光学素子が提供されてもよい。
【００５７】
このように他のシナリオでも、特定の例示的実施形態はまた、一部の既に腐食した領域と関連して機能し得る。上の説明から理解されるように、一般的な状況（例えば、透明ガラス基材、ＰＶＢ積層材料などを含む）において、１０６４ｎｍの波長で動作するとき、レーザーのパワーは、最初に金属層及び／又は金属性層によって吸収されることになる。次いで、このエネルギーは、ＰＶＢ又は他の積層材料及びガラスへのフォノン結合を介して伝達される。ゆえに、レーザースクライビングが既に腐食した領域で実行される場合、レーザーの吸収は、ＰＶＢ又は他の積層材料内の絶縁チャネル（すなわち、電気化学的腐食経路内の抵抗体）を生成するのに十分な高さでない場合がある（金属が既に腐食しているため）。ゆえに、追加のパワーが必要とされ得る。しかしながら、例えば、ＰＶＢ又は他の積層材料の基材及び／又は隣接領域への望ましくない損傷の可能性を低減するために、十分な能動的又は受動的冷却が実施されることを確実にするための注意が必要な場合がある。
【００５８】
加えて、腐食領域内のレーザースクライビングは、等電位の領域を提供しない場合がある。換言すれば、電圧差は、依然としてレーザースクライビングされた腐食領域内に存在し得るが、これは、腐食前線を更に進めるのに十分ではない場合がある。いくつかの状況においては、腐食は、非常に低速ではあるが更に進まされる可能性がある。
【００５９】
ゆえに、少なくともいくつかの事例において、既に腐食した領域にスクイブすることが可能であることが理解されよう。しかしながら、そうすることの有効性は異なり得る。
【００６０】
特定の例示的実施形態について、既に組み立てられた積層物品に関するものとして説明してきたが、本明細書に開示されるスクライビング技術は、積層前の組立体に関連して、更に、積層製品以外の製品に組み込まれ得るコーティングされた物品と関連して使用されてもよいことが理解されよう。例えば、本明細書に開示されるスクライビング技術は、コーティングされた物品、第１及び第２の実質的に平行な、離間した基材が、それらの間に間隙（空気及び／又はＡｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどの稀ガスで充填され得る）を画定する縁部封止部と関連して分離される断熱ガラスユニット（ＩＧユニット）、第１及び第２の実質的に平行な、離間した基材が、縁部封止部と、大気よりも小さい圧力まで減圧される間隙を有する複数のスペーサと、に関連して分離される真空断熱ガラス（ＶＩＧユニット）などと関連して使用されてもよい。
【００６１】
この点について、図９は、特定の例示的実施形態による、アブレーションされたコーティングレーザーを有し得る例示的なＩＧユニット９００の断面図であり、図１０は、特定の例示的実施形態による、ＩＧユニットをレーザースクライビングするための例示的なプロセスを示すフローチャートである。図９〜図１０はＩＧユニットに対する技術に関し、図１、図６〜図７、及び図９は積層製品に対する技術に関するという点を除き、図９は図１及び図６〜図７と類似し、図１０は図８と類似している。いずれの場合も、より具体的には図９〜図１０を参照すると、第１及び第２の基材９０２ａ及び９０２ｂは、ＩＧユニット９００用に提供されている。（例えば、ｌｏｗ−Ｅ又は他のコーティングに関連して）１つ以上の金属含有層を含み得る多層薄膜コーティング９０６は、第１の基材９０２ａ上に形成される（図１０の工程Ｓ１００２）。第１及び第２の基材９０２ａ及び９０２ｂは、周辺縁部スペーサ９１０を使用して共に接続され（図１０の工程Ｓ１００４）、間隙９０４を少なくとも部分的に形成する。ＩＧユニット９００は、コーティング９０６がアブレーションされるようにレーザー源に曝露される（図１０の工程Ｓ１００６）。レーザー源は、例えば、第１の基材９０２ａの表面を損傷する可能性を低減するように、第２の基材９０２ｂの上に配向されてもよい。任意の外側封止部９０８は、ＩＧユニット９００を更に保護するために提供される（図１０の工程Ｓ１００８）。
【００６２】
特定の例示的実施形態は、コーティング及び／又は製品を「高耐久化する」のに本質的に役立ち得、線を完全にスクライビングすることなく腐食の影響を受けにくくすることに留意されたい。例えば、スクライビングは行われないが、代わりにレーザーパワーがコーティングに結合されるような方法でレーザーパワーが制御される場合、金属含有層（複数可）は、シート抵抗が低下するように変更され得る。シート抵抗のこの種類の低減は、完全に電気的に絶縁された領域を生成し得ないが、金属含有層（複数可）及び／又はコーティングの全体としてのシート抵抗低減は、腐食の進行を遅延させることなどが可能である。
【００６３】
本明細書で使用するとき、用語「〜上」及び「〜によって支持されている」などは、明示的に記載されない限り、２つの要素が互いに直接隣接していることを意味するものと解釈されるべきではない。換言すれば、第１の層は、第２の層との間に１つ以上の層が存在する場合であっても、第２の層「上」又は「によって支持されている」とされ得る。
【００６４】
特定の例示的実施形態では、ＩＧユニットを作製する方法が提供される。中間製品は、周辺縁部スペーサと共に接続された、第１及び第２の実質的に平行な離間したガラス基材を含む。間隙は、第１基材と第２基材との間に画定される。第１のガラス基材は、上部に形成された多層薄膜コーティングを有する。コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含み、かつ腐食を受けやすい。ＩＧユニットを作製する際に中間製品をレーザー源に曝露することによって、コーティング内で線がレーザースクライビングされ、この線は、対向する側面間の電子輸送に対するバリアを形成する。
【００６５】
前段の特徴に加えて、特定の例示的実施形態では、レーザー源は１０６４ｎｍのレーザー源であってよい。
【００６６】
２つの前段のいずれかの特徴に加えて、特定の例示的実施形態では、レーザー源は、第２の基材を少なくとも９０％透過する波長で操作されてもよい。
【００６７】
３つの前段のいずれかの特徴に加えて、特定の例示的実施形態では、コーティングは、Ａｇを含む層を含む低放射率コーティングであってもよい。例えば、コーティングを形成して、（ａ）Ｎｉ、Ｃｒ、及び／若しくはＴｉを含む少なくとも１つの層が、Ａｇを含む層上に形成され、かつ物理的に接触するように、Ｎｉ、Ｃｒ、及び／若しくはＴｉを含む少なくとも１つの層を含める；（ｂ）Ａｇを含む層が、Ｎｉ、Ｃｒ、及び／又はＴｉを含む第１及び第２の層の間に挟まれ、かつ直接物理的に接触するようにする；並びに／又は、（ｃ）Ａｇを含む層が酸化亜鉛を含む層上、かつ直接物理的に接触して形成されるようにする。
【００６８】
４つの前段のいずれかの特徴に加えて、特定の例示的実施形態では、レーザースクライビングは、（ａ）線に近接するコーティングを完全に溶解するため、（ｂ）線に近接するコーティングの一部のみを溶解するため、又は、（ｃ）線に近接するコーティングの少なくとも一部を溶解するために実施してよく、コーティングの溶解された部分の物質は、電気を伝えないように再付着されている。
【００６９】
５つの前段のいずれかの特徴に加えて、特定の例示的実施形態では、コーティングは、第１のガラス基材の直接上に底部誘電体層を備えてもよく、レーザースクライビングを実施して、少なくとも１つの金属含有層を含むが下部誘電体層を除くコーティングの部分を溶解してもよい。例えば、特定の例示的実施形態では、コーティングの溶解された部分は、少なくとも部分的に底部誘電体層内に溶解されもよい。
【００７０】
６つの前段のいずれかの特徴に加えて、特定の例示的実施形態では、レーザースクライビングによって発生する熱を制御して、コーティングが形成される基材の表面の損傷を回避してもよい。例えば、特定の例示的実施形態では、発生した熱の制御を助けるために、レーザースクライビングを中断して、その中断中に中間製品を冷却し、及び／又は冷ましてもよい。加えて、又は代替的に、例えば、特定の例示的実施形態では、発生した熱の制御を助けるために、レーザー源の負荷サイクル及び／又は運転出力を制御してよい。
【００７１】
７つの前段のいずれかの特徴に加えて、特定の例示的実施形態では、線は、少なくとも１００〜８００μｍの幅を有してもよい。
【００７２】
８つの前段のいずれかの特徴に加えて、特定の例示的実施形態では、線は、中間物品の外縁部の周囲に形成されてもよく、例えば、バリアが中間物品の外縁部の周囲に画定される。
【００７３】
９つの前段のいずれかの特徴に加えて、特定の例示的実施形態では、レーザースクライビングは、レーザー源の複数回の重複スキャンに関連して実行されてもよい。
【００７４】
１０の前段のいずれかの特徴に加えて、特定の例示的実施形態では、レーザースクライビングを実施して、サブ１０ピコ−Ａ電気的絶縁バリアを形成してもよい。
【００７５】
１１の前段のいずれかの特徴に加えて、特定の例示的実施形態では、第２の基材は、レーザースクライビング中に第１の基材よりもレーザー源の近くに向けられてよい。
【００７６】
特定の例示的実施形態では、ＩＧユニットを作製する方法が提供される。第１のガラス基材上に、多層薄膜コーティングが形成され、コーティングは少なくとも１つの金属含有層を含み、かつ腐食を受けやすい。第１のガラス基材は、コーティングが第１の基材と第２の基材との間に向けられ、かつ、第１及び第２の基材が互いに実質的に平行でありつつ互いから離間されるように、周辺縁部スペーサと共に第２のガラス基材に接続される。接続後、ＩＧユニットを作製する際に、コーティングの外縁部の周りに境界線がレーザースクライビングされる。レーザースクライビングは、境界線に近接するコーティングを少なくとも部分的に溶解し、境界線の内部のコーティングを電気的に絶縁することによって、境界線の内部のコーティングの電気化学的腐食耐性を増大させる。少なくとも、少なくとも１つの金属含有層は、レーザースクライビングによって溶解され、それにより、関連して取り除かれた物質は、（ａ）非導電的に再形成される、並びに／又は、（ｂ）第１の基材及び／若しくは多層薄膜コーティングの少なくとも１つの他の層内に溶解及び／若しくは拡散される。
【００７７】
特定の例示的実施形態では、ＩＧユニットが提供される。第１のガラス基材は、多層薄膜コーティングを支持し、コーティングは少なくとも１つの金属含有層を含み、かつ腐食を受けやすい。第２のガラス基材は、第１のガラス基材と実質的に平行であり、かつ第１のガラス基材から離間しており、コーティングは、第１の基材と第２の基材との間に向けられている。縁部封止部が含まれる。第１及び第２の基材が互いに接続された後に、コーティングの外縁部の周りのレーザースクライビングされた境界が形成される。少なくとも、境界に近接するコーティングの少なくとも１つの金属含有層は、レーザースクライビングによって溶解される。レーザースクライビングによってコーティングから溶解された物質は、（ａ）第１の基材及び／若しくはコーティングの下層内に組み込まれる、並びに／又は、（ｂ）非導電的に再形成するために取り除かれる及び／若しくは気化される。境界は、境界内部の領域内の電気化学的腐食を少なくとも遅らせるのに十分なレベルまで、境界の外側の領域から境界内部の領域を電気的に絶縁するのに十分な幅及び深さを有する。
【００７８】
前段の特徴に加えて、特定の例示的実施形態では、ガラス基材は透明なガラス基材であってもよく、及び／又は、コーティングは、例えば、少なくとも１つのＡｇを含む層を含むｌｏｗ−Ｅコーティングであってもよい。
【００７９】
特定の例示的実施形態では、ＩＧユニットを作製するためのキットが提供される。キットは、レーザー源と、中間製品と、を含む。中間製品は、周辺縁部スペーサと共に接続された第１及び第２の実質的に平行な離間したガラス基材を含み、間隙は、第１の基材と第２の基材との間に画定され、第１のガラス基材は、上部に形成された多層薄膜コーティングを有し、コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含み、かつ腐食を受けやすい。レーザー源は、ＩＧユニットを作製する際に中間製品をレーザー源に曝露することによって、コーティング内で線がレーザースクライビングされることを制御可能であり、この線は、対向する側面間の電子輸送に対するバリアを形成する。
【００８０】
前段の特徴に加えて、特定の例示的実施形態では、レーザー源は携帯用であってもよい。
【００８１】
特定の例示的実施形態では、ＩＧユニットを作製する方法が提供され、この方法は、中間製品を有することであって、中間製品は、周辺縁部スペーサと共に接続された第１及び第２の実質的に平行な離間したガラス基材を含み、間隙は、第１の基材と第２の基材との間に画定され、第１のガラス基材は、上部に形成された多層薄膜コーティングを有し、コーティングは、少なくとも１つの金属含有層を含む、ことと、ＩＧユニットを作製する際に、第２のガラス基材を実質的に透過する波長で動作するレーザー源由来のレーザーに中間製品を曝露することによって、コーティングにエネルギーを結合することであって、エネルギーはコーティング内に結合されており、レーザー源が制御されて、コーティングの少なくとも一部を所望のパターンで選択的に、（ａ）第１の基材及び／若しくはコーティングの下層内に溶解させ、並びに／又は、（ｂ）電気を伝えないように蒸発及び再形成させ、所望のパターンは、少なくとも第１及び第２の領域を画定し、かつ第１及び第２の領域を互いに電気的に絶縁するのに十分な幅及び深さまで形成され、電気的絶縁は、第１の領域における電気化学的腐食を少なくとも実質的に遅延させるのに十分なレベルである、ことと、を含む。
【００８２】
本発明は、現在実用的で好ましい実施形態と考えられるものと関連して説明されたが、本発明は、開示される実施形態に限定されるものではなく、寧ろ、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内に含まれる様々な修正及び同等の構成を網羅することを意図するものであることを理解されたい。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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