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KR102340556B1 - 사전-라미네이팅된 조립체 및 사후-라미네이팅된 조립체 내의 코팅의 레이저 어블레이션/스크라이빙을 위한 기술 및/또는 관련 방법 - Google Patents

사전-라미네이팅된 조립체 및 사후-라미네이팅된 조립체 내의 코팅의 레이저 어블레이션/스크라이빙을 위한 기술 및/또는 관련 방법 Download PDF

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KR102340556B1
KR102340556B1 KR1020207003375A KR20207003375A KR102340556B1 KR 102340556 B1 KR102340556 B1 KR 102340556B1 KR 1020207003375 A KR1020207003375 A KR 1020207003375A KR 20207003375 A KR20207003375 A KR 20207003375A KR 102340556 B1 KR102340556 B1 KR 102340556B1
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KR
South Korea
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laser
coating
layer
scribe
metal
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KR1020207003375A
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Inventor
비자옌 에스. 비라사미
Original Assignee
가디언 글라스, 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태는 코팅의 부식을 늦추거나 방지하기 위해, 사전-라미네이팅된 조립체 또는 사후-라미네이팅된 조립체, 사전-조립된 절연 유리 유닛 또는 사후-조립된 절연 유리 유닛, 및/또는 다른 제품에서 유리 또는 다른 기재(substrate) 상의 코팅(예를 들어, 저-방사율, 미러, 또는 다른 코팅)의 주연부 에지를 레이저 어블레이팅(ablating)/스크라이빙(scribing)하기 위한 기술에 관한 것이다. 예를 들어, 1064 nm 또는 다른 파장의 레이저가, 이미-라미네이팅된 또는 이미-조립된 절연 유리 유닛 또는 다른 제품에 제공되는 저-방사율 또는 다른 코팅 내의 금속 및/또는 금속성 층(들) 내에, 예를 들어 그의 주연부 둘레에 라인을 스크라이빙하는 데 사용될 수 있다. 스크라이브 라인은 코팅의 중심으로부터 주위 환경으로의 전자 이동성을 감소시키며, 따라서, 전기화학적 부식의 개시를 늦추고 때때로 심지어 방지한다. 이와 관련된 관련 제품, 방법 및 키트가 또한 본 명세서에서 고려된다.

Description

사전-라미네이팅된 조립체 및 사후-라미네이팅된 조립체 내의 코팅의 레이저 어블레이션/스크라이빙을 위한 기술 및/또는 관련 방법
본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태는 사전-라미네이팅된 조립체 및 사후-라미네이팅된 조립체, 사전-조립된 절연 유리 유닛 및 사후-조립된 절연 유리 유닛, 및/또는 다른 제품 내의 코팅의 레이저 어블레이션(ablation)/스크라이빙(scribing)을 위한 기술뿐만 아니라 관련 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태는 코팅의 부식을 늦추거나 방지하기 위해, 사전-라미네이팅된 조립체 또는 사후-라미네이팅된 조립체, 사전-조립된 절연 유리 유닛 또는 사후-조립된 절연 유리 유닛, 및/또는 다른 제품에서 유리 또는 다른 기재(substrate) 상의 코팅(예를 들어, 저-방사율, 미러, 또는 다른 코팅)의 주연부 에지를 레이저 어블레이팅/스크라이빙하기 위한 기술, 및/또는 관련 제품에 관한 것이다.
라미네이팅된 제품은, 예를 들어 저-방사율(로이(low-E)), 미러, 및 다른 응용을 포함하는 다양한 응용에서 사용되어 왔다. 도 1은 예시적인 라미네이팅된 제품(100)의 단면도이다. 도 1의 예시적인 라미네이팅된 제품(100)은, 때때로 중간층으로도 불리는 라미네이팅 재료(104)와 함께 라미네이팅된, 실질적으로 평행하며 이격된 제1 기재와 제2 기재(예를 들어, 유리 기재)(102a, 102b)를 포함한다. 전형적인 라미네이팅 재료에는 예를 들어 PVB, EVA, PET, PU 등이 포함된다. 응용에 따라, 라미네이팅 재료(104)는 광학적으로 "투명"(clear)할 수 있는데, 즉 가시광 투과율이 높을 수 있다. 하나 이상의 코팅이 제1 기재(102a) 및/또는 제2 기재(102b)의 하나 이상의 주 표면(major surface) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 라미네이팅된 제품의 제2 표면 또는 제3 표면 상에 로이, 미러, 반사방지(AR), 또는 다른 코팅을 포함하는 것은 드문 일이 아니다. 일부 경우에, 제2 표면 및 제3 표면의 각각에 코팅이 제공될 수 있다. 이해의 용이함을 위해, 도 1은 표면(3) 상에 예시적인 코팅(106)을 포함한다. 선택적인 추가의 에지 시일(edge seal, 108)이 물품(100)의 주연부 둘레에 제공될 수 있으며, 에지 시일(108)은 기계적, 환경적, 및/또는 다른 유형의 손상으로부터 물품(100), 라미네이팅 재료(104), 코팅(106) 등의 측면 에지를 보호하도록 의도될 수 있다.
라미네이팅된 제품에서의 한 가지 문제점은 미러 및 로이 코팅에 종종 사용되는 것들과 같은, 라미네이팅된 금속 층 포함 박막 및 라미네이팅된 금속성 층 포함 박막이, 예를 들어 온도, 습도 등의 구배에 노출될 때, 라이트(lite)의 에지로부터 중심으로 점진적으로 부식될 수 있다는 점이다. 부식은 이온화된 수분의 존재 및 침입 시에 일어난다. 라미네이션 공정에서의 에지 결함, 및 에지 제거(edge deletion)의 결여가 또한 부식을 유발할 수 있다. 에지 밀봉제가 부식 선단(front)의 전진 가능성을 감소시키기 위해 사용될 수 있지만, 이들 밀봉제가 또한 시간 경과에 따라 균열을 발생시킬 수 있기 때문에, 그러한 기술은 실용적이지 않을 수 있다.
에지 제거는 아래에 놓인 기재의 주연부 에지 둘레의 코팅의 일부를 제거하는 것을 일반적으로 포함하며, 에지 제거 테이블(table)이 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제4,716,686호; 제5,713,986호; 제5,934,982호; 제6,971,948호; 제6,988,938호; 제7,125,462호; 제7,140,953호; 및 제8,449,348호를 참조하며, 이들 각각은 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된다. 일반적으로, 그러한 테이블에서는, 테이블에 제공된 일련의 캐스터(caster)가 테이블의 표면을 가로지르는 유리의 원활한 이동을 가능하게 한다. 다양한 폭의 연삭 휠이, 부스러기의 비산을 감소시키는 데 도움을 주기 위한 그리고 안전 목적을 위한 차폐부(shield)와 관련하여 사용될 수 있다. 제거 헤드 아래에서 실질적으로 일관되게 유리를 통과시키는 것은 유리로부터 코팅을 효율적으로 "제거"하여, 예를 들어, 전술된 물품 및/또는 다른 물품과 관련하여 사용될 수 있게 한다. 유리 표면으로부터 더 많거나 더 적은 코팅을 제거하기 위해 더 넓거나 더 좁은 연삭 휠이 사용될 수 있다.
에지 제거 테이블은 다양한 응용에 사용될 수 있지만, 이들은 특히 부식 방지에 대해서는 불행하게도 한계가 있다. 예를 들어, 에지 제거 테이블은 종종 대형이며 공정 라인에서 추가적인 기계를 필요로 한다. 공정 단계들의 추가는 처리 시간 및 비용을 증가시킬 수 있다. 에지 제거 테이블은 그 특성상 이에 따라 처리해야하는 부스러기를 또한 생성할 수 있다. 따라서, 에지 제거가 때때로 에지 결함을 제거할 수 있지만, 이는 또한 추가적인 부스러기의 생성에 의해 에지 결함을 야기할 수 있다.
더욱이, 에지 제거 테이블이 종종 에지 제거에 적합하지만, 그의 명칭이 암시하는 바와 같이, 이는 종종 내부 영역에서 코팅을 제거하는 능력이 제한된다. 제거될 영역(들)이 점점 더 작아짐에 따라 이는 점점 더 문제가 될 수 있는데, 연삭 휠 등에 가능한 크기 감소에 대해 실제적인 한계가 있기 때문이다. 그리고, 에지 제거 테이블은 노출된 표면 상에서 기능하기 때문에, 이미-조립된 제품을 "고치기"(fix) 위해서는 아무것도 할 수 없으며 공정 라인에서 초기에 그리고 잠재적으로 불리한 시간에 사용되어야만 한다.
소정의 예시적인 실시 형태는 이들 및/또는 다른 문제를 다룬다. 예를 들어, 소정이 예시적인 실시 형태는 라미네이팅된 제품 내의 코팅에 대한 부식 또는 탈층 에지-선단의 전진을 중지시키거나 적어도 늦추기 위한 기술에 관한 것이다.
소정의 예시적인 실시 형태는, 연성 로이 코팅에 대한 작업으로부터, 응력 및 이온화된 수분 침입 둘 모두에 의해 유도되는 전기화학적 부식이 이러한 현상 후의 주된 열역학적 힘이라는 인식에 기초한다. 이러한 인식에 기초하여, 소정의 예시적인 실시 형태는 코팅을 에지로부터 전기 절연시키면서, 동시에 층들을 분로(shunting)하고 스택의 응력을 제거하고자 한다. 이와 관련하여, 소정의 예시적인 실시 형태는 클래딩된(cladded) 라미네이트 상의 금속 층 포함 코팅 또는 금속성 층 포함 코팅의 에지를 레이저-스크라이빙하는 것을 포함한다. 일 예로서, 라미네이트를 통한 코팅의 레이저-스크라이빙은 1064 nm에서 작동하는 다이오드 섬유 레이저를 사용하여 수행될 수 있다. 유리 에지에 대한 스크라이브의 폭 및 위치를 최적화하거나 적어도 조정함으로써, 필름 부식이 중지되거나 지연될 수 있다. 레이저 스크라이브 기술의 실행가능성은 유리 기재 및 다수의 라미네이팅 재료(매우 일반적으로 사용되는 PVB를 포함함)가 1064 nm 레이저 조사(irradiation)에 투과성이며, 따라서 직접 에칭될 수 없다(또는 적어도 예를 들어 1064 nm 레이저를 포함하는 소정의 레이저로 직접 용이하게 에칭될 수 없다)는 사실과 관련이 있다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, 라미네이팅된 제품의 제조 방법이 제공된다. 중간 제품은 라미네이팅 재료와 함께 라미네이팅된 실질적으로 평행한 제1 유리 기재와 제2 유리 기재를 포함하는데, 제1 유리 기재는 다층 박막 코팅이 그 상에 형성되어 있고, 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하며 부식에 취약하다. 라미네이팅된 제품을 제조할 때에, 레이저 공급원에 중간 제품을 노출시킴으로써 코팅 내에 라인이 레이저-스크라이빙되는데, 이 라인은 그의 서로 반대편에 있는 면들 사이에 전자 수송에 대한 장벽을 생성한다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, 라미네이팅된 제품의 제조 방법이 제공된다. 다층 박막 코팅이 제1 유리 기재 상에 형성되는데, 이 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하고 부식에 민감하다. 라미네이팅 재료를 사용하여 제1 유리 기재가 제2 유리 기재에 라미네이팅되는데, 코팅이 제1 기재와 제2 기재 사이에 배향되도록 그리고 제1 기재와 제2 기재가 서로 실질적으로 평행하도록 라미네이팅된다. 라미네이팅 후에, 그리고 라미네이팅된 제품을 제조할 때에, 코팅의 주연부 둘레에 경계 라인이 레이저-스크라이빙된다. 레이저-스크라이빙은 경계 라인에 근접한 코팅을 적어도 부분적으로 용해시키며, 경계 라인 내부의 코팅을 전기 절연시킴으로써 경계 라인 내부의 코팅의 전기화학적 내부식성을 증가시킨다. 레이저-스크라이빙에 의해 코팅으로부터 용해된 재료는 (a) 제1 기재, 라미네이팅 재료, 및/또는 코팅의 하층 내에 포함되고/되거나 (b) 어블레이팅되고/되거나 기화되어 비-전도성 방식으로 재형성된다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, 라미네이팅된 제품이 제공된다. 제1 유리 기재는 다층 박막 코팅을 지지한다. 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하며 부식에 취약하다. 라미네이팅 재료를 사용하여 제1 유리 기재에 제2 유리 기재가 라미네이팅되는데, 코팅이 제1 기재와 제2 기재 사이에 배향되도록 그리고 제1 기재와 제2 기재가 서로 실질적으로 평행하도록 라미네이팅된다. 제1 기재와 제2 기재가 함께 라미네이팅된 후에 형성된 레이저-스크라이빙된 경계가 코팅의 주연부 둘레에 형성된다. 경계에 근접한 코팅의 적어도 하나의 금속-포함 층이 레이저-스크라이빙에 의해 적어도 용해된다. 레이저-스크라이빙에 의해 코팅으로부터 용해된 재료는 (a) 제1 기재, 라미네이팅 재료, 및/또는 코팅의 하층 내에 포함되고/되거나 (b) 어블레이팅되고/되거나 기화되어 비-전도성 방식으로 재형성된다. 경계는 경계 내부의 영역에서 전기화학적 부식을 적어도 지연시키기에 충분한 수준으로 경계 내부의 영역을 경계 외부의 영역으로부터 전기 절연시키기에 충분한 폭 및 깊이를 갖는다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, 라미네이팅된 제품을 제조하기 위한 키트가 제공된다. 키트는, 레이저 공급원, 및 라미네이팅 재료와 함께 라미네이팅된 실질적으로 평행한 제1 유리 기재와 제2 유리 기재를 포함하는 중간 제품을 포함하는데, 제1 유리 기재는 다층 박막 코팅이 그 상에 형성되어 있고, 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하며 부식에 취약하다. 레이저 공급원은 라미네이팅된 제품을 제조할 때에 레이저 공급원에 중간 제품을 노출시킴으로써 코팅 내에 라인을 레이저-스크라이빙하도록 제어 가능하고, 이 라인은 그의 서로 반대편에 있는 면들 사이에 전자 수송에 대한 장벽을 생성한다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, 라미네이팅된 제품의 제조 방법은 중간 제품을 갖는 단계로서, 중간 제품은 라미네이팅 재료와 함께 라미네이팅된 실질적으로 평행한 제1 유리 기재와 제2 유리 기재를 포함하고, 제1 유리 기재는 다층 박막 코팅이 그 상에 형성되어 있고, 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하는, 상기 단계; 및 라미네이팅된 제품을 제조할 때에 제2 유리 기재 및 라미네이팅 재료가 실질적으로 투과성인 파장에서 작동하는 레이저 공급원으로부터의 레이저에 중간 제품을 노출시킴으로써 코팅 내에 에너지를 커플링(coupling)하는 단계로서, 에너지는 코팅 내에 커플링되고 레이저 공급원은 선택적으로 코팅의 적어도 일부가, 원하는 패턴으로, (a) 제1 기재, 라미네이팅 재료, 및/또는 코팅의 하층 중에 용해되게 하고/하거나 (b) 전도하지 않는 방식으로 기화되어 재형성되게 하도록 제어되고, 원하는 패턴은 적어도 제1 영역 및 제2 영역을 한정하며 제1 영역과 제2 영역을 서로 전기 절연시키기에 충분한 폭 및 깊이로 형성되고, 전기 절연은 제1 영역에서 전기화학적 부식을 적어도 실질적으로 지연시키기에 충분한 수준인, 상기 단계를 포함한다.
유사한 관점에서, 소정의 예시적인 실시 형태는 동일하거나 유사한 방식으로 제조된 IG 유닛에 관한 것이다. 예를 들어, 소정의 예시적인 실시 형태에서, IG 유닛의 제조 방법이 제공된다. 중간 제품은 주연부 에지 스페이서와 함께 연결된, 실질적으로 평행한 이격된 제1 유리 기재와 제2 유리 기재를 포함한다. 제1 기재와 제2 기재 사이에 간극이 한정된다. 제1 유리 기재는 다층 박막 코팅이 그 상에 형성되어 있다. 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하며 부식에 취약하다. IG 유닛을 제조할 때에 레이저 공급원에 중간 제품을 노출시킴으로써 코팅 내에 라인이 레이저-스크라이빙되는데, 이 라인은 그의 서로 반대편에 있는 면들 사이에 전자 수송에 대한 장벽을 생성한다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, IG 유닛의 제조 방법이 제공된다. 제1 유리 기재 상에 다층 박막 코팅이 형성되는데, 이 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하며 부식에 취약하다. 제1 유리 기재는 주연부 에지 스페이서와 관련하여 제2 유리 기재에 연결되는데, 코팅이 제1 기재와 제2 기재 사이에 배향되도록 그리고 제1 기재와 제2 기재가 서로 실질적으로 평행하고 서로 이격되도록 연결된다. 연결 후에, 경계 라인은 IG 유닛을 제조할 때에 코팅의 주연부 둘레에 레이저-스크라이빙된다. 레이저-스크라이빙은 경계 라인에 근접한 코팅을 적어도 부분적으로 용해시키며, 경계 라인 내부의 코팅을 전기 절연시킴으로써 경계 라인 내부의 코팅의 전기화학적 내부식성을 증가시킨다. 레이저-스크라이빙에 의해 적어도 하나의 금속-포함 층이 적어도 용해되어, 관련된 어블레이팅된 재료가 (a) 비-전도성 방식으로 재형성되고/되거나, (b) 제1 기재 및/또는 다층 박막 코팅의 적어도 하나의 다른 층 중에 용해 및/또는 확산된다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, IG 유닛이 제공된다. 제1 유리 기재는 다층 박막 코팅을 지지하는데, 이 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하며 부식에 취약하다. 제2 유리 기재는 제1 유리 기재에 실질적으로 평행하며 그로부터 이격되는데, 이 코팅은 제1 기재와 제2 기재 사이에 배향된다. 에지 시일이 포함된다. 제1 기재와 제2 기재가 함께 연결된 후에, 코팅의 주연부 둘레의 레이저-스크라이빙된 경계가 형성된다. 경계에 근접한 코팅의 적어도 하나의 금속-포함 층이 레이저-스크라이빙에 의해 적어도 용해된다. 레이저-스크라이빙에 의해 코팅으로부터 용해된 재료는 (a) 제1 기재 및/또는 코팅의 하층 내에 포함되고/되거나 (b) 어블레이팅되고/되거나 기화되어 비-전도성 방식으로 재형성된다. 경계는 경계 내부의 영역에서 전기화학적 부식을 적어도 지연시키기에 충분한 수준으로 경계 내부의 영역을 경계 외부의 영역으로부터 전기 절연시키기에 충분한 폭 및 깊이를 갖는다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, IG 유닛을 제조하기 위한 키트가 제공된다. 키트는 레이저 공급원 및 중간 제품을 포함한다. 중간 제품은 주연부 에지 스페이서와 함께 연결된 실질적으로 평행한 이격된 제1 유리 기재와 제2 유리 기재를 포함하며, 간극이 제1 기재와 제2 기재 사이에 한정되고, 제1 유리 기재는 다층 박막 코팅이 그 상에 형성되어 있고, 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하며 부식에 취약하다. 레이저 공급원은 IG 유닛을 제조할 때에 레이저 공급원에 중간 제품을 노출시킴으로써 코팅 내에 라인을 레이저-스크라이빙하도록 제어 가능하고, 이 라인은 그의 서로 반대편에 있는 면들 사이에 전자 수송에 대한 장벽을 생성한다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, IG 유닛의 제조 방법이 제공되며, 이 방법은, 중간 제품을 갖는 단계로서, 중간 제품은 주연부 에지 스페이서와 함께 연결된 실질적으로 평행한 이격된 제1 유리 기재와 제2 유리 기재를 포함하며, 간극이 제1 기재와 제2 기재 사이에 한정되고, 제1 유리 기재는 다층 박막 코팅이 그 상에 형성되어 있고, 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하는, 상기 단계; 및 IG 유닛을 제조할 때에 제2 유리 기재가 실질적으로 투과성인 파장에서 작동하는 레이저 공급원으로부터의 레이저에 중간 제품을 노출시킴으로써 코팅 내에 에너지를 커플링하는 단계로서, 에너지는 코팅 내에 커플링되고 레이저 공급원은 선택적으로 코팅의 적어도 일부가, 원하는 패턴으로, (a) 제1 기재 및/또는 코팅의 하층 중에 용해되게 하고/하거나 (b) 전도하지 않는 방식으로 기화되어 재형성되게 하도록 제어되고, 원하는 패턴은 적어도 제1 영역 및 제2 영역을 한정하며 제1 영역과 제2 영역을 서로 전기 절연시키기에 충분한 폭 및 깊이로 형성되고, 전기 절연은 제1 영역에서 전기화학적 부식을 적어도 실질적으로 지연시키기에 충분한 수준인, 상기 단계를 포함한다.
유사한 관점에서, 소정의 예시적인 실시 형태는 다층 박막 코팅을 지지하는 기재를 포함하는 코팅된 물품 및/또는 이의 제조 방법에 관한 것이다. 박막 코팅은 적어도 제1 영역 및 제2 영역을 생성하도록 레이저-스크라이빙되고, 제1 영역 및 제2 영역은 레이저-스크라이빙에 의해 서로 전기 절연된다. 레이저-스크라이빙은 코팅된 물품의 코팅이 코팅된 물품 또는 그 물품이 내장될 수 있는 임의의 것에 비해 폐쇄된 또는 개방된 기하학적 구조인 경우에 수행될 수 있다.
본 명세서에 기술된 특징, 태양, 이점, 및 예시적인 실시 형태는 조합되어 또 다른 실시 형태를 실현할 수 있다.
이들 및 다른 특징 및 이점은 도면과 함께 실례가 되는 예시적인 실시 형태의 하기의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 그리고 더 완벽하게 이해될 수 있다.
도 1은 예시적인 라미네이팅된 제품의 단면도이다.
도 2는 하나의 예시적인 부식 메커니즘을 개략적으로 예시한다.
도 3은 때때로 부식 문제에 직면하는 예시적인 저-방사율 코팅의 개략 단면도이다.
도 4는 소정의 예시적인 실시 형태와 관련하여 사용될 수 있는 레이저 스크라이빙 셋업(setup)의 개략도이다.
도 5는 소정의 예시적인 실시 형태와 관련하여 사용될 수 있는 1064 nm 나노초 펄스 레이저에 의해 얻어진 스크라이브 라인을 도시한다.
도 6은 라미네이팅된 물품이 소정의 예시적인 실시 형태에 따라 어떻게 레이저-스크라이빙될 수 있는지를 도시하는 제1 예시적인 셋업이다.
도 7은 라미네이팅된 물품이 소정의 예시적인 실시 형태에 따라 어떻게 레이저-스크라이빙될 수 있는지를 도시하는 제2 예시적인 셋업이다.
도 8은 라미네이팅된 물품을 소정의 예시적인 실시 형태에 따라 레이저-스크라이빙하기 위한 예시적인 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 소정의 예시적인 실시 형태에 따라 레이저 어블레이팅된 코팅을 가질 수 있는 예시적인 절연 유리 유닛(IG 유닛 또는 IGU)의 단면도이다.
도 10은 소정의 예시적인 실시 형태에 따라 IG 유닛을 레이저-스크라이빙하기 위한 예시적인 공정을 나타내는 흐름도이다.
소정의 예시적인 실시 형태는 코팅의 부식을 늦추거나 방지하기 위해, 사전-라미네이팅된 조립체 또는 사후-라미네이팅된 조립체, 절연 유리 유닛(IG 유닛 또는 IGU), 또는 다른 제품에서 유리 또는 다른 기재 상의 금속 층 포함 또는 금속성 층 포함 코팅(예를 들어, 저-방사율, 미러, 또는 다른 코팅)의 주연부 에지를 레이저 어블레이팅/스크라이빙하기 위한 기술, 및/또는 관련 제품에 관한 것이다. 소정의 예시적인 실시 형태는, 예를 들어, 그러한 제품이 (예를 들어, 건물, 차량 등에) 설치된 후에도, 이미 침식되기 시작한 코팅을 갖는 제품과 관련하여 사용될 수 있다.
부식은 화학적 과정에 의한 재료의 열화로서 생각될 수 있다. 하나의 서브세트는 금속의 전기화학적 부식인데, 여기서 산화 과정 M → M+ + e-는 적합한 전자 수용체의 존재에 의해 촉진된다. 전자 수용체 부위에서, 분극 저항으로 불리는 직렬 저항(in-series resistance)이 발현된다. 이러한 저항기의 크기가 부식 속도에 영향을 준다. 대부분의 부식 과정의 한 가지 특징은 산화 단계와 환원 단계가 금속 상의 별도의 위치에서 일어난다는 것이다. 이는 금속이 전도성이어서, 전자가 금속을 통해 애노드 영역으로부터 캐소드 영역으로 유동할 수 있기 때문이다. 물의 존재는 금속으로 그리고 금속으로부터 이온을 수송하는 데 도움을 주지만, 흡착된 수분의 박막은 부식을 가능하게 하기에 충분할 수 있다.
따라서, 부식 시스템은 일반적인 패턴을 따르는 애노드 단계와 캐소드 단계를 포함하는 단락된 전기화학 전지로서 간주될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 애노드 과정은 다음과 유사할 수 있다:
M(s) → Mx+ (aq) + xe-
캐소드 과정은
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
H+ + e- → ½H2 (g)
M1x+ + xe- → M1(s)
중 임의의 것일 수 있으며, 여기서, M1은 다른 금속이다.
다수의 현재 이용가능한 로이 코팅은 ZnO를 포함하는 층 상에 직접 그리고 그와 접촉하여, 그리고 Ni를 포함하는 층(예를 들어, NiCr, NiTi, 또는 이들의 산화물을 포함하는 층) 아래에 직접 그리고 그와 접촉하여, Ag를 포함하는 층을 포함한다. 그러한 시스템에서는, 단순한 열역학적 모델링 관점에서, Ag의 전기화학적 전위보다 낮은 전기화학적 전위를 갖는 층이 "우선적으로" 부식될 것이다. 예를 들어, Ni를 포함하는 층은 Ag를 포함하는 층에 비해 매우 신속하게 부식되기 시작할 것이며, 그러한 시스템에서, 이들 사이의 전체 계면이 손상될 수 있다. 반면에, ZnO를 포함하는 층 및 Ag를 포함하는 층을 고려할 때에는, 이 상황이 역전되어, Ag를 포함하는 층이 더 빠르게 부식될 것이다(광이 있는 경우 및 없는 경우 둘 모두). NiO를 포함하는 층이 또한 Ag를 포함하는 층을 "능가"할 것이다. 물론, 이러한 모델은 예를 들어 염과 같은 전해질의 존재 하에 H+ 이온을 제공하는 H2O의 역할과 전기 회로의 완성을 가정한 것이다.
몇몇 표준 전극 전위가 표준 수소 전극에 대해 볼트 단위로 하기 표에 주어져 있다:
Figure 112020011898643-pct00001
다른 일반적으로 입수가능한 로이 코팅은 NiCr을 포함하는 층들 사이에 그리고 그들과 직접 접촉하여 개재되는 Ag를 포함하는 층을 포함한다. (이러한 유형의 구체적인 예시적인 코팅이 하기에 더 상세히 논의될 것이다.) 전기화학적 전위에 기초하여, 그러한 코팅에서, Ag를 둘러싸는 NiCr-포함 장벽 층에 존재하는 금속성 Ni의 부식은 "접착성 이형"(adhesive release), 및 전기화학적 부식의 뚜렷한 특징 중 하나인, 후속적인 은의 응집을 초래할 것이다. 두 금속과 전기 접촉하는 물을 함유하는 전해질은 Ni의 "우선적인" 부식을 악화시킬 것이며, 결국 Ag의 부식을 야기할 것이다.
도 2는 이러한 부식 메커니즘을 개략적으로 예시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, Ag를 포함하는 층(202)은 NiCr을 포함하는 제1 층과 제2 층(204a, 204b) 사이에 개재된다. (물 중의) 전해질(206)이 이들 층과 접촉한다. 전자는 Ag를 포함하는 층(202) 내로 이동할 것이지만, NiCr을 포함하는 하나 또는 둘 모두의 층(204a/204b)으로부터 전해질(206) 내로의 Ni2+의 우선적인 침출이 있을 것이다. 전체 메커니즘은 Ag의 응집 또는 "응고"(clotting)와 함께, (부식된) Ni의 "우선적인" 용해 및 재침착을 야기한다.
또 다른 통상적으로 이용가능한 로이 코팅은 산화아연을 포함하는 층(예를 들어, 알루미늄, 주석, 및/또는 기타 등등을 포함할 수 있는 산화아연을 포함하는 층), 산화아연을 포함하는 층 상의 (선택적으로 직접 그 상의 그리고 그와 직접 물리적으로 접촉하는) Ag를 포함하는 층, 및 Ag를 포함하는 층 상에 (선택적으로 직접 그 상에 그리고 그와 직접 물리적으로 접촉하여) 형성된 Ni, Cr, 및/또는 Ti, 또는 이들의 산화물(예를 들어, NiCr, NiCrOx, NiTi, NiTiOx 등)을 포함하는 층을 포함한다. ZnOx/Ag/NiCrOx를 포함하는 층 스택에서, 존재하는 비교적 작고 산화된 Ni는 보통 계면 이형(interfacial release)이 없는 상이한 Ag 부식 메커니즘을 제안하였는데, 이는 시험 및 분석으로부터 입증되는 바와 같이 시각적으로 거부감이 상당히 덜하게 된다.
전해질(예를 들어, 염 + H2O) 내에 배치될 때, 분할(split) Ag 층 스택(예를 들어, 동일한 금속성 구조 재료가 사용되지만 전기적으로 활성인 유전체에 의해 공간적으로 분할됨)은 계면 응력이 되는 이축 응력; 금속 그레인 조성; 노출되는 결함, 스크래치, 스레드(thread) 등; 유전체, 라미네이팅 PBV 또는 다른 재료에서의 전해질 구배 및/또는 기타 등등의 결과로서 전위차를 나타낼 수 있다.
소위 이중 은 로이 제품에서, 2개의 은 층 중 하나는 다른 것에 비해 우선적으로 부식되기 시작할 수 있으며, 이는 분극 층으로서 작용하는 전기 활성 유전체에서 전해질 구배에 의해 매개된다. 이는 화학적 전위 불균형의 결과로서 전압차를 설정하는 배터리와 유사하다. Ag 층 중 하나는 스택의 나머지 부분에 대해 애노드로 되고, 다른 Ag는 우선적으로 부식될 것이다. 그러나, 여기서 이러한 작용은, 유전체 완전성이 손상되고 수증기가 층 내로 들어갈 수 있는 경우에 일어난다. 따라서, 수증기 투과율(WVTR)이 중요한 파라미터가 될 수 있다. 전기화학적 모델은 이온화된 수분 침입이 없는 경우 부식 선단이 이동하지 않을 것으로 예측한다.
관련된 관점에서, 전기화학적 부식 모델은 미래의 설계에 유용할 수 있는 일부 다른 예측, 즉 Ag 대 NiCr 비의 두께 비가 부식 경향에 또한 영향을 미친다는 예측을 한다. 놀랍게도, 모델링은 또한 유리의 이온 전도성/분극이 부식을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있음을 예측한다. 따라서, 더 얇은 하층 또는 이온성 하층이 부식을 감소시키는 데 도움을 줄 것이다.
모델을 평가하는 데 도움을 주기 위해, 예시적인 로이 층 스택 배열의 단면도인 도 3을 고려한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 기재(300)는 제1 규소-포함 층(302a)(예를 들어, 규소 및 이의 산화물 및/또는 질화물을 포함하는 층); Ni, Cr, 및/또는 Ti를 포함하는 제1 층(304a)(산화될 수 있거나 산화되지 않을 수 있음); 은을 포함하는 층(306); Ni, Cr, 및/또는 Ti를 포함하는 제2 층(304b)(산화될 수 있거나 산화되지 않을 수 있음); 및 제2 규소-포함 층(302b)(예를 들어, 규소 및 이의 산화물 및/또는 질화물을 포함하는 층)을 지지한다. 하기 3개의 예시적인 층 두께는 상이한 시각적 외관 및/또는 저-방사율 및 다른 성능을 갖는 층에 해당한다:
실시예 1
Figure 112020011898643-pct00002
실시예 2
Figure 112020011898643-pct00003
실시예 3
Figure 112020011898643-pct00004
상기의 3가지 실시예를 고려하면, 실시예 3은 두꺼운 언더코트(undercoat)(예를 들어, Si3N4를 포함하는 층(302a))를 가지며, 이는 부식 경향이 가장 큰 것으로 보인다. 실시예 1은 가장 얇은 언더코트(예를 들어, Si3N4를 포함하는 층(302a))를 가지며, 이는 부식 경향이 가장 작은 것으로 보인다. 그러나, 이러한 현상에 직면하게 되는 이유에 대한 추가적인 또는 대안적인 가설이 있다. 먼저, 실시예 3에서의 언더코트(예를 들어, Si3N4를 포함하는 층(302a))는 다른 코팅에서의 상응하는 층보다 더 거칠 수 있어서, 이는 잠재적으로 그의 더 큰 두께에 의해 기인하고, 잠재적으로 더 불량한 계면 접착으로 이어져 결국 더 쉽게 부식으로 이어질 수 있다. 둘째, 실시예 3의 언더코트(예를 들어, Si3N4를 포함하는 층(302a))는 인장 강도가 더 클 수 있다. TEM 이미징 및/또는 다른 시험이 전자를 평가하는 데 도움을 줄 수 있으며, 동일한 총 두께를 달성하는 응력-개질 층 침착이 후자를 평가하는 데 도움을 줄 수 있다. 그러나, 상기에 제안된 바와 같이, 이들 가설은 상대적인 부식 용이성을 설명하기 위해 개별적으로 또는 집합적으로 작용하는 것이 가능하다. 아무튼, 역할을 하는 정확한 부식-촉진 메커니즘에 관계없이, 본 명세서에 기재된 예시적인 기술은 부식 발생을 늦추고 잠재적으로 없애도록 작동한다.
이와 관련하여, 부식이 일어나기 위해서는 캐소드 단계와 애노드 단계 둘 모두가 일어나야 하기 때문에, 어느 하나의 방지는 부식을 중지시킬 것이다. 물체를 습기 장벽 또는 다른 보호 코팅으로 코팅함으로써 두 과정 모두 중지시키는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 그렇게 하더라도, 특히 구조체 내에 구멍이 있는 경우, 장벽이 파괴되거나 침투하지 않은 곳이 있을 가능성이 있다. 더 정교한 접근법은 금속에 약간의 음전하를 가하여, M → M2+ + 2e- 반응이 일어나는 것을 더 어렵게 만드는 것이다. 필름의 주연부 및 중심으로부터 습도 및 산소의 구배가 존재하도록 필름이 캡슐화되는 경우, 훨씬 더 정연한 접근법은 극도로 큰 분극 저항을 설정하는 데 도움을 주는 등전위 스크라이브 라인을 유도하는 것을 포함한다. 이들 접근법은 본 발명의 상이한 예시적인 실시 형태에서 임의의 적합한 조합으로 사용될 수 있다.
이러한 후자의 관점에서, 다양한 유리 두께를 통해 그리고 1064 nm의 다이오드 섬유 레이저와 관련하여 레이저-스크라이빙 실험을 수행하였다. X-Y 스캐너는 레이저를 기재 위로 안내하는 데 도움을 주어, 국소-고립된 스폿, 또는 중첩 스폿(overlapping spot)이 사용되는 연속 라인을 생성한다. 초점면 및 빔 직경(예를 들어, 코팅 깊이에서의 빔의 크기)을, 미리 결정된 간극 스페이서와 커플링된 레이저 헤드 내의 광학체를 사용하여 조정하였다. 이들 실험에서, 기재는 1064 nm에서 투과성이거나 적어도 실질적으로 투과성인(예를 들어, 85% 이상 투과성, 더욱 바람직하게는 90% 이상 투과성, 그리고 더욱 더 바람직하게는 95% 이상 투과성인) 것으로 가정되었고, 레이저의 커플링은 코팅을 목표로 하였다.
도 4는 소정의 예시적인 실시 형태와 관련하여 사용될 수 있는 레이저 스크라이빙 셋업의 개략도이다. 이 셋업은 플랫폼(404) 위에 안착된 레이저(402), 및 컬럼(406)을 포함한다. 플랫폼은 X-Y 이동 스테이지(408a)를 통해 X-Y 방향으로, 그리고 Z 이동 스테이지(408b)를 통해 Z 방향으로 이동가능하다. X-Y 이동 스테이지(408a) 및 Z 이동 스테이지(408b) 둘 모두는 컴퓨터 제어가능하여, 예를 들어 슬롯 형성된 샘플 스테이지(410) 및 그 상의 기재(412)에 대해 레이저(402)로부터 방출된 광을 포커싱할 수 있다. 레이저(402)로부터의 출력은 고정 길이 튜브를 따라 제1 광학체(416a)를 향해 지향되며, 이는 제2 튜브(414b)를 따라 출력을 방향전환시킨다. 포커싱 및/또는 다른 광학체(416b)는 레이저(402)로부터의 출력을 노즐(414c)을 통해 슬롯 형성된 샘플 스테이지(410) 및 그 상의 기재(412)를 향해 포커싱한다. 기재(412) 및/또는 이의 구성요소(예를 들어, 그 내부의 또는 그 표면의 코팅, 라미네이팅 재료, 및/또는 기타 등등)를 냉각하는 데 도움을 주기 위해 냉각제 제트(418)가 제공된다.
레이저는 스캔 속도, 펄스 주파수/듀티 사이클(duty cycle), 및/또는 다이오드 출력 전력을 조정함으로써 제어될 수 있다. 초점 깊이가 또한 고려될 수 있다. 이들 및/또는 다른 파라미터는 상기에 언급된 구조체(예를 들어, 광학체, 스테이지 등)를 사용하여 조정될 수 있다. 스캔 속도는 250 내지 2000 mm/s, 더욱 바람직하게는 500 내지 1000 mm/s의 범위일 수 있다. 별개의 "저" 및 "고" 스캔 속도가, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 예를 들어 각각 500 mm/s 및 100 mm/s로 작동할 수 있다. 펄스 주파수는 10 내지 240 ㎑, 더욱 바람직하게는 20 내지 160 ㎑, 그리고 더욱 더 바람직하게는 40 내지 80 ㎑의 범위일 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태와 관련하여 사용가능한 별개의 "저", "중", 및 "고" 펄스 주파수는 각각 40 ㎑, 60 ㎑, 및 80 ㎑이다. 3 내지 4 mm의 상부 유리 기재 두께(예를 들어, 레이저 공급원에 가장 가까운 유리 기재)의 경우, 50 내지 250 uJ, 더욱 바람직하게는 75 내지 200 uJ, 그리고 더욱 더 바람직하게는 75 내지 150 uJ의 다이오드 레이저 출력이 사용될 수 있다. 또한, 20 내지 500 um, 더욱 바람직하게는 20 내지 250 um, 그리고 더욱 더 바람직하게는 50 내지 150 um의 빔 직경 또는 주 거리가 사용될 수 있다. 빔 반경은, 예를 들어, 이들 및/또는 다른 특성을 갖도록 레이저 출력에 대해 광학체를 통해 조정될 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 대략 100 uJ(예를 들어, 100 내지 115 uJ)에서 레이저 출력 펄스를 전달하는 약 100 um의 빔 직경이 4 mm의 유리에 특히 유리할 수 있다. 특정 코팅에 대한 스크라이빙 공정을 최적화하거나 개선하기 위해, 레이저 출력 및 펄스 주파수는 대략적인 중심점으로서 이들 값을 제공하도록 조정될 수 있다. 1 내지 24 인치의 스크라이브 길이, 및 때때로 심지어 더 짧은 또는 더 긴 스크라이브 길이가 가능한데, 12 인치의 스크라이브 길이가 소정의 예시적인 실시 형태와 함께 작용하는 것으로 밝혀진 일 예이다. 일 예로서, 1064 nm 레이저에 대해 80 W 출력의 5 내지 15%에서 작동시키는 것이 소정의 예시적인 실시 형태에 충분한 것으로 밝혀졌다.
초점 깊이는 상이한 예시적인 실시 형태에서 코팅의 상부, 코팅의 하부, 또는 코팅의 금속성 층(들)을 목표로 하도록 변화될 수 있다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, 펄스 에너지 및 이동이 스크라이빙 스폿 중첩을 생성하는 데 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 도 5는 소정의 예시적인 실시 형태와 관련하여 사용될 수 있는 1064 nm 나노초 펄스 레이저에 의해 얻어진 스크라이브 라인을 도시한다. 도 5에서는, 약 100 um의 레이저 빔 직경으로 20 내지 80 ㎑의 주파수의 100 uJ 펄스를 사용하였다. 좌에서 우로 이동하는 선은 스폿 중첩 증가의 효과를 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 추가의 중첩에 의해 전도성이 감소된다. 다수 회 통과 스크라이빙(예를 들어, 2개 이상의 라인이 서로의 위에 있도록 스크라이빙)이 소정의 예시적인 실시 형태에서 사용될 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 스크라이브 라인 폭은 바람직하게는 100 내지 300 um 이상일 것이지만, 500 내지 800 um의 스크라이브 라인 폭이 더욱 바람직할 것이다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 서로 대체로 평행한 1개, 2개, 3개, 또는 그 이상의 스크라이브 라인이 연속적인 전자 수송 장벽 구역을 생성하는 데 유리하게 사용될 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 하나 이상의 라인, 도트, 또는 다른 레이저 유형이 스크라이브를 형성하는 데 사용될 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 라인 레이저가, 예를 들어 직접 라인을 목표로 하는 그의 능력에 기초하여 특히 유리할 수 있다. 상이한 예시적인 실시 형태들에서, 중첩은 라인, 도트, 및/또는 다른 레이저 유형과 함께 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다.
도 6은 라미네이팅된 물품이 소정의 예시적인 실시 형태에 따라 어떻게 레이저-스크라이빙될 수 있는지를 도시하는 제1 예시적인 셋업이고, 도 7은 라미네이팅된 물품이 소정의 예시적인 실시 형태에 따라 어떻게 레이저-스크라이빙될 수 있는지를 도시하는 제2 예시적인 셋업이다. 도 6 및 도 7은 도 1과 관련하여 도시되고 설명된 것과 유사한 라미네이팅된 제품을 포함한다. 즉, 도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 기재와 제2 기재(602a, 602b)는 라미네이팅 재료/중간층(604)(PVB, EVA, PET, PU 등일 수 있음)을 사용하여 함께 라미네이팅된다. 제1 기재(602a)는 코팅(606)(예를 들어, 도 3의 실시예로부터의 코팅, 본 명세서에 기재된 바와 같은 다른 코팅, 또는 금속 층 또는 금속성 층을 가지며 부식에 취약한 일부 다른 코팅)을 지지한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 공급원으로부터의 에너지(610)는 코팅(606) 상에 포커싱되고 금속 층(들) 및/또는 금속성 층(들) 내에 커플링된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 레이저 공급원으로부터의 에너지(710a)는 추가적인 광학체(712)의 도움으로 코팅(606) 상에 방향전환되고 포커싱된다. 도 7의 실시예에서, 방향전환되고 포커싱된 에너지(710b)는 금속 층(들) 및/또는 금속성 층(들)에 커플링된다. 도 6과 비교하여 도 7의 추가적인 광학체(712)의 존재에 더하여, 도 6 및 도 7은 레이저 공급원(도시되지 않음)에 대한 그들의 배향의 관점에서 서로 상이하다. 즉, 도 6에서는 라미네이팅 층(604)보다 코팅(606)이 레이저 공급원에 더 가까운 반면, 도 7에서는 라미네이팅 층(604)보다 코팅(606)이 레이저 공급원에서 더 멀리 있다. 소정의 예시적인 실시 형태는 레이저 공급원에 대한 코팅 및 라미네이팅 재료의 위치에 상관없이 추가적인 광학계를 사용할 수 있음에 유의한다.
소정의 예시적인 실시 형태는, 예를 들어 흡수율 차이, 스택에 포함된 기재 및 층의 열기계적 특성, 및/또는 기타 등등으로 인해, 깊이의 관점에서 선택적이며 "자가-조절"되는 어블레이션 접근법을 구현할 수 있다. 자가-조절 접근법의 일 예는, 아래에 놓인 층 및 위에 놓인 층(이는 도 3의 실시예에서, 질화규소를 포함하는 층임)에 의해 흡수되지 않고 기재(들)에 의해 흡수되지 않는 파장에서 작동하는 (예를 들어) 다이오드 레이저를 사용하여, 도 3의 예시적인 코팅으로부터 Ag 포함 층 및 NiCr 포함 층 둘 모두뿐만 아니라 중간층을 제거하는 것을 포함할 것이다.
그러나, 한 가지 과제는 목표 제품이 폐쇄된 기하학적 구조를 갖는다는 사실에 관한 것이며; 즉, 어블레이팅된 재료가 어디로 갈 것인지에 대한 의문이 존재한다. 이러한 문제는 몇몇 방식 중 하나 이상으로 다루어질 수 있다. 예를 들어, 어블레이팅된 재료는 증발될 수 있지만, 이어서 전도하지 않는 방식으로 재형성(예를 들어, 재침착)될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 코팅으로부터의 어블레이팅된 재료가 기재 그 자체, 기재 상의 하나 이상의 박막 층(예를 들어, 도 3의 실시예에서 질화규소를 포함하는 층(302a)) 등에 용해되게 둘 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 유사한 방식으로, 어블레이팅된 재료는 용융되거나 적어도 연화된 라미네이팅 재료(예를 들어, PVB) 내로, 예를 들어, 그 안으로의 확산 또는 용해에 의해 전달될 수 있다.
그러나, 기재의 잠재적인 손상 또는 심지어 어블레이션은 기재와 코팅 내의 금속 층(들) 또는 금속성 층(들)(예를 들어, 규소-포함 하층, 하부 유전체 층, 및/또는 기타 등등) 사이의 절연 또는 장벽 층에 손상을 유발할 수 있기 때문에 일부 경우에 문제가 될 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 소정의 예시적인 실시 형태는, 바람직하게는 코팅 아래에 놓인 기재에 대한 손상을 야기하지 않고, 또한 바람직하게는 코팅 내의 금속 층(들) 또는 금속성 층(들)과 하부의 기재 사이의 장벽 층의 제거를 야기하지 않고, 어블레이팅된 재료가 갈 곳이 있도록 열을 발생시키고/시키거나 달리 라미네이팅 재료가 적어도 부분적으로 연화되게 하기에 충분한 출력 수준 및 듀티 사이클로 작동될 수 있다. 이와 관련하여, 도 7의 배향이 작업하기에 비교적 더 용이할 수 있는데, 이는 에너지가 코팅 내로 커플링되게 하고 그 안의 금속 층(들) 또는 금속성 층(들)을 우선적으로 목표로 하도록 라미네이팅 재료의 하부 표면을 어블레이팅하는 것이 예를 들어 장벽 층의 노출 및 레이저 방사선에 대한 배면 접촉(back contact)을 감소시키거나 없애는 관점에서 "더 안전"할 수 있기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 전체 코팅을 통해 절단하는 것이 바람직할 수 있다.
레이저 스크라이브의 윤곽이 너무 날카롭거나 너무 삐죽삐죽한 경우(즉, 레이저 스크라이브 프로파일의 국소 반경 만곡부가 너무 날카로운 경우), PVB 또는 라미네이팅 재료의 절단이 충분히 넓지 않을 수 있다. 이는 결국 분극 저항 및 직렬 저항에 영향을 미칠 것이다. 날카로운 굴곡부를 갖지 않는 직선이 바람직할 수 있다. 따라서, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 코너는 중첩하는 직선(예를 들어, 코너에서 플러스(plus)형 또는 크로스(cross)형 배열을 생성함)의 사용, 점진적인 곡선(예를 들어, 적절한 홈이 형성되는 것을 보장하기 위해 다수 회 "반복"(go over)될 수 있음)의 사용 등에 의해 취급될 수 있다.
스크라이브 라인과 기재의 에지 사이의 거리는 전기화학적 부식이 느려질 수 있고/있거나 중지될 수 있는지의 여부 및 그 정도에 대해 영향을 미칠 수 있는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 기재의 에지와 스크라이브 라인 사이의 거리가 짧으면, 전기화학적 부식이 느려질 수 있으나 중지되지는 않는다. 부식을 늦출 뿐만 아니라 부식이 중지될 가능성을 증가시킬 때에는 3 mm 이상, 더욱 바람직하게는 5 mm 이상, 그리고 더욱 더 바람직하게는 10 mm 이상의 거리가 유리하다.
도 8은 라미네이팅된 물품을 소정의 예시적인 실시 형태에 따라 레이저-스크라이빙하기 위한 예시적인 공정을 나타내는 흐름도이다. 단계(S802)에서 기재 상에 코팅을 형성하는데, 이 코팅은 (예를 들어) 적어도 하나의 금속 층 또는 금속성 층을 포함하는 다층 박막 코팅이다. 단계(S804)에서, 라미네이팅 재료를 사용하여, 코팅을 갖는 기재를 다른 기재에 라미네이팅한다. 단계(S806)에서, 라미네이팅된 물품을 레이저 공급원에 노출시켜 코팅을 어블레이팅한다. 단계(S808)에서, 라미네이팅된 물품을 추가로 보호하기 위해, 선택적인 외부 시일을 제공한다.
이러한 방식으로, 에지 제거를 시뮬레이션하고 또한 코팅의 에지와 코팅의 중심 사이의 전자 수송을 위한 장벽으로서의 역할을 하는 구역을 생성하는 방법으로서 유리 및 라미네이팅 재료 또는 중간층(예를 들어, PVB 등)을 통해 코팅을 레이저-스크라이빙/어블레이팅하는 것이 가능하다. 스크라이브의 폭, 레이저의 출력, 듀티 사이클, 레이저의 파장 등과 같은 파라미터를 선택함으로써, 유리, PVB, 및/또는 박막 코팅의 하나 이상의 다른 층 내로의 코팅의 어블레이션 및 확산을 제어하는 것이 가능하다. 그렇게 함에 있어서, 전기화학적 부식이 느려지거나 중지될 수 있다. 즉, 코팅이 외부 환경으로부터 전기 절연되어 코팅의 궁극적인 전기화학적 침식에 기여하는 표류 누설 전류를 감소시킬 수 있으며 때때로 완전히 없앨 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태들은 피코 A 미만의 전기 절연(예를 들어, 10 피코 A 미만, 더욱 바람직하게는 1 피코 A 미만의 전기 절연)을 제공하기에 충분하다. 즉, 부식 속도는 그에 따라 직렬 저항(Rs) 및 분극 저항(Rp)을 증가시키고 분로 저항을 감소시킴으로써, 몇 자릿수만큼 감소될 수 있다. 본 명세서에 기재된 예시적인 기술은 영역들 사이의 DC 저항이 통상적인 전위계 측정 장치의 30 기가옴 한계 초과이고 따라서 일부 의미에서 무한한 것으로 간주될 수 있도록 영역들을 전기적으로 디커플링하는 데 사용될 수 있음에 유의한다.
상기에 제안된 바와 같이, 고품질 에지 밀봉제가 추가적인 보호를 제공하기 위해 사용될 수 있지만, 레이저-스크라이빙은, 예를 들어 수분이 유입될 수 있고 누설 전류가 유출될 수 있는 환경으로의 계면 전류 전달 요소를 감소시키고 때때로 완전히 없앰으로써, 적어도 일부 측면에서 풍화 요소에 대한 훨씬 더 우수한 둔감성(insensitivity)을 제공할 수 있다. 이러한 개선은 심지어 라미네이트의 존재 하에서도 가능한데, 이는 그렇지 않으면 라미네이트 내의 수분으로 인해 누설 전류를 몇 자릿수만큼 증가시키는 경향이 있으며(예를 들어, EVA와 대조적으로 PVB는 그러한 수분을 투과시킴), 전기화학적 부식에 관련된 광범위한 수명-제한적 열화 효과의 원인이 된다. 소정의 예시적인 실시 형태는, 예를 들어, 애노드 금속화가 약해지고 캐소드 금속화가 보통 우세하는 전위차와 관련된 전기화학적 부식과 관련된, 코팅 스택의 내부-응집 파괴(intra-cohesive failure)의 가능성을 유리하게 감소시킨다.
레이저-스크라이빙은 유리하게는 환경으로의 전기화학적 부식 경로의 내부 저항을 몇 자릿수만큼 증가시킨다. 일부 경우에 누설 전류의 여섯 자릿수 초과의 감소를 실현하는 것이 가능한 것으로 판단된다. 더욱이, 스크라이브 라인이 더 깊고 더 넓을수록, 저항이 더 높을 가능성이 있다. 전기 절연은 또한 레짐(regime)을 지면으로부터 디커플링하고 표준 전기 전위를 변화시킨다. 소정의 예시적인 실시 형태의 레이저-스크라이빙은 유리하게는 또한 분극 저항에 유리한 영향을 준다. 이러한 값이 높을수록, 부식 속도가 더 느려질 것이다. 또한, 소정의 예시적인 실시 형태의 레이저-스크라이빙은 유리하게는 그들의 페르미 준위가 동일한 전위에 있도록 2개의 금속화 층을 분로시키는 것을 또한 포함할 수 있다.
소정의 예시적인 실시 형태가 1064 nm 레이저와 관련하여 기재되었다. 1064 nm 레이저가 유리한 것으로 밝혀졌는데, 그 이유는 투명한 유리 및 PVB(및 다른 라미네이팅 재료)가 그러한 파장에 대해 본질적으로 투과성이기 때문이다. 대조적으로, 일부 더 낮은 그리고 일부 더 높은 파장의 레이저 공급원은 유리를 너무 큰 정도로 가열할 수 있으며, 이는 유리에 균열 및/또는 다른 손상을 야기할 수 있다. 그러나, 투명한 유리가 모든 응용에서 항상 사용되는 것은 아님에 유의한다. 예를 들어 원하는 미적 영향을 얻기 위해, 예를 들어, 녹색 및 다른 착색된 유리가 미국 및 전세계에서 다수의 상이한 제품에 사용된다. 그러한 경우에, 1064 nm 파장의 광은 코팅에 의해 흡수될 수 있거나 또는 달리 그에 비효과적으로 커플링될 수 있으며, 따라서 상이한 파장의 레이저 공급원을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 녹색 유리의 경우, 540 nm 또는 420 nm 파장의 레이저가 바람직할 수 있다.
소정의 예시적인 실시 형태에서 스크라이브 라인이 제품의 주연부에 제공될 수 있다. 그 결과, 장착 구조체, 장식 세부, 및/또는 기타 등등이 스크라이빙의 잠재적으로 생성된 가시적 아티팩트(artifact)를 가리는 데 사용될 수 있다. 다수의 스크라이브 라인이 사용되는 예시적인 실시 형태에서, 더 두꺼운 스크라이브 라인은 물품의 주연부에 더 가깝게 사용될 수 있는 반면, 더 얇은 스크라이브 라인은 물품의 중심에 더 가깝게 사용될 수 있다. 그렇게 하는 것은 더 미적으로 불쾌한 또는 적어도 눈에 띄는 영역이 커버되는 것을 보장하는 데 도움이 될 수 있다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 예시적인 기술은 유리 외부의 커넥터에 라우팅될 수 있는 금속 층 포함 코팅 및 금속성 층 포함 코팅 내에 패턴을 생성하는 데 사용될 수 있다.
소정의 예시적인 실시 형태의 기술이 핸드헬드 또는 휴대용 레이저 공급원과 관련하여 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 핸드헬드 또는 휴대용 레이저 공급원은 전기화학적 내부식성 특성을 부여하기 위해, 인라인 또는 제조 영역 조정에 적합하지 않은 이미-설치된, 분포된, 또는 다른 제품을 스크라이빙하는 데 사용될 수 있다. 핸드헬드 또는 휴대용 레이저 공급원은 두 방향으로의 제어된 이동을 용이하게 하기 위해 스테이지 또는 다른 블로킹(blocking)에 장착될 수 있다. 처리될 표면(들) 상의 또는 그에 근접한 초점을 용이하게 하기 위해 제품으로부터 적절한 거리에 공급원이 위치될 수 있도록 거리 측정(range-finding) 광학체가 제공될 수 있다.
이러한 맥락에서 그리고 또한 다른 시나리오에서, 소정의 예시적인 실시 형태는 또한 일부 이미 부식된 영역과 관련하여 작용할 수 있다. 상기 설명으로부터 이해되는 바와 같이, (예를 들어, 투명한 유리 기재, PVB 라미네이팅 재료 등을 포함하는) 일반적인 환경에서, 1064 nm의 파장에서 작동할 때, 레이저의 출력은 먼저 금속 층(들) 및/또는 금속성 층(들)에 의해 흡수될 것이다. 이어서, 이러한 에너지는 PVB 또는 다른 라미네이팅 재료 및 유리에 대한 포논(phonon) 커플링을 통해 전달된다. 따라서, 이미-부식된 영역에서 레이저-스크라이빙이 수행되는 경우, 레이저의 흡수는 (금속이 이미 부식되어 있기 때문에) PVB 또는 다른 라미네이팅 재료(즉, 전기화학적 부식 경로 내의 저항기) 내에 절연 채널을 생성할 만큼 충분히 높지 않을 수 있다. 따라서, 추가적인 출력이 필요할 수 있다. 그러나, 예를 들어, 기재에 대한 및/또는 PVB 또는 다른 라미네이팅 재료의 인접 영역에 대한 원치 않는 손상의 가능성을 감소시키기 위해 충분한 능동 또는 수동 냉각이 구현되는 것을 보장하기 위해 주의할 수 있다.
추가적으로, 부식된 영역에서 레이저-스크라이빙은 등전위 영역을 제공하지 않을 수 있다. 다시 말해, 레이저-스크라이빙된 부식된 영역에 전압차가 여전히 존재할 수 있지만, 이는 부식 선단을 추가로 추진시킬 만큼 충분하지 않을 수 있다. 일부 상황에서, 매우 느린 속도일지라도, 부식 선단이 추가로 추진될 수 있다.
따라서, 적어도 일부 경우에 이미-부식된 영역에서 스크라이빙하는 것이 가능한 것으로 이해될 것이다. 그러나, 그렇게 하는 것의 효능은 다양할 수 있다.
소정의 예시적인 실시 형태가 이미 조립된 라미네이팅된 물품에 관한 것으로 기재되었지만, 본 명세서에 개시된 스크라이빙 기술은 사전-라미네이팅된 조립체와 관련하여 그리고 또한 라미네이팅된 제품 이외의 제품에 포함될 수 있는 코팅된 물품과 관련하여 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 스크라이빙 기술은 코팅된 물품, 절연 유리 유닛(IG 유닛)(실질적으로 평행한 이격된 제1 기재와 제2 기재가 그들 사이의 (공기 및/또는 비활성 기체, 예를 들어, Ar, Kr, Xe, 및/또는 기타 등등으로 충전될 수 있는) 간극을 한정하는 에지 시일과 관련하여 분리됨), 진공 절연 유리(VIG 유닛)(실질적으로 평행한 이격된 제1 기재와 제2 기재가 에지 시일 및 복수의 스페이서와 관련하여 분리되며 간극은 대기압 미만의 압력으로 배기됨) 등과 관련하여 사용될 수 있다.
이와 관련하여, 도 9는 소정의 예시적인 실시 형태에 따라 레이저 어블레이팅된 코팅을 가질 수 있는 예시적인 IG 유닛(900)의 단면도이고, 도 10은 소정의 예시적인 실시 형태에 따라 IG 유닛을 레이저-스크라이빙하기 위한 예시적인 공정을 나타내는 흐름도이다. 도 9 및 도 10은 IG 유닛에 대한 기술에 관한 것인 반면에 도 1, 도 6 및 도 7 그리고 도 9는 라미네이팅된 제품에 대한 기술에 관한 것임을 제외하고는, 도 9는 도 1, 도 6 및 도 7과 유사하고, 도 10은 도 8과 유사하다. 아무튼, 더 구체적으로는 도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 기재와 제2 기재(902a, 902b)가 IG 유닛(900)에 제공된다. (예를 들어, 로이 또는 다른 코팅과 관련하여) 하나 이상의 금속-포함 층을 포함할 수 있는 다층 박막 코팅(906)이 제1 기재(902a) 상에 형성된다(도 10의 단계 S1002). 제1 기재와 제2 기재(902a, 902b)는 주연부 에지 스페이서(910)를 사용하여 그리고 간극(904)을 적어도 부분적으로 형성하여 함께 연결된다(도 10의 단계 S1004). IG 유닛(900)은 코팅(906)이 어블레이팅되도록 레이저 공급원에 노출된다(도 10의 단계 S1006). 레이저 공급원은 예를 들어 제1 기재(902a)의 표면을 손상시킬 가능성을 감소시키도록 제2 기재(902b) 위에 배향될 수 있다. IG 유닛(900)을 추가로 보호하기 위해, 선택적인 외측 시일(908)이 제공된다(도 10의 단계 S1008).
소정의 예시적인 실시 형태는 본질적으로 코팅 및/또는 제품을 "견고하게"(ruggedize)하여, 라인을 완전히 스크라이빙하지 않으면서 부식에 덜 취약하게 만드는 데 도움이 될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 스크라이빙이 발생하지 않지만 대신에 레이저 출력이 코팅 내로 커플링되는 방식으로 레이저 출력이 제어되는 경우, 금속-포함 층(들)은 시트 저항이 감소하도록 변경될 수 있다. 시트 저항의 이러한 유형의 감소는 완전히 전기 절연된 영역을 생성하지 않을 수 있지만, 금속-포함 층(들) 및/또는 코팅에서의 시트 저항 감소는 부식 선단의 전진 등을 지연시킬 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "~ 상에", "~에 의해 지지되는" 등은 명시적으로 언급되지 않는 한 2개의 요소가 서로 바로 인접함을 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 다시 말해, 제1 층과 제2 층 사이에 하나 이상의 층이 존재하더라도, 제1 층이 제2 층 "상에" 있거나 그"에 의해 지지된다"고 할 수 있다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, 라미네이팅된 제품의 제조 방법이 제공된다. 중간 제품은 라미네이팅 재료와 함께 라미네이팅된 실질적으로 평행한 제1 유리 기재와 제2 유리 기재를 포함한다. 제1 유리 기재는 다층 박막 코팅이 그 상에 형성되어 있다. 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하며 부식에 취약하다. 라미네이팅된 제품을 제조할 때에 레이저 공급원에 중간 제품을 노출시킴으로써 코팅 내에 라인이 레이저-스크라이빙되는데, 이 라인은 그의 서로 반대편에 있는 면들 사이에 전자 수송에 대한 장벽을 생성한다.
이전 단락의 특징에 더하여, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 라미네이팅 재료는 PVB일 수 있고/있거나, 유리 기재는 투명한 유리 기재일 수 있고/있거나, 레이저 공급원은 1064 nm 레이저 공급원일 수 있다.
2개의 이전 단락들 중 어느 하나의 특징에 더하여, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 레이저 공급원은 제2 기재 및/또는 라미네이팅 재료가 각각 90% 이상 투과성인 파장에서 작동될 수 있다.
3개의 이전 단락들 중 임의의 단락의 특징에 더하여, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 코팅은 예컨대 Ag를 포함하는 층을 포함하는 저-방사율 코팅일 수 있다. 예를 들어, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 코팅은 (a) Ni, Cr, 및/또는 Ti를 포함하는 적어도 하나의 층을 포함하도록 형성될 수 있으며, Ni, Cr, 및/또는 Ti를 포함하는 적어도 하나의 층은 Ag를 포함하는 층 상에 그리고 그와 물리적으로 접촉하여 형성되고/되거나; (b) Ag를 포함하는 층은 Ni, Cr, 및/또는 Ti를 포함하는 제1 층과 제2 층 사이에 그리고 그들과 직접 물리적으로 접촉하여 개재되도록 형성될 수 있고/있거나, (c) Ag를 포함하는 층은 산화아연을 포함하는 층 상에 그리고 그와 직접 물리적으로 접촉하여 형성되도록 형성될 수 있다.
4개의 이전 단락들 중 임의의 단락의 특징에 더하여, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 레이저-스크라이빙은 라인에 근접한 코팅을 완전히 용해시키도록, 예를 들어, 용해된 코팅으로부터의 재료가 라미네이팅 재료 중에 적어도 부분적으로 용해되도록 수행될 수 있다.
5개의 이전 단락들 중 임의의 단락의 특징에 더하여, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 코팅은 제1 유리 기재 상에 직접 하부 유전체 층을 포함할 수 있고, 레이저-스크라이빙은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하지만 하부 유전체 층을 제외한 코팅의 일부분을 용해시키도록 수행될 수 있다. 예를 들어, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 코팅의 용해된 부분은 라미네이팅 재료 및/또는 하부 유전체 층 중에 적어도 부분적으로 용해될 수 있다.
6개의 이전 단락들 중 임의의 단락의 특징에 더하여, 소정의 예시적인 실시 형태들에서, 레이저-스크라이빙에 의해 발생되는 열은, 코팅이 형성되는 기재의 표면의 손상을 피하고 라미네이팅 재료에 대한 원치 않는 손상을 피하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 발생된 열을 제어하는 데 도움을 주기 위해, 레이저-스크라이빙은 중단될 수 있으며, 중간 제품이 냉각되고/되거나 중단 동안 냉각되게 둘 수 있고/있거나; 발생된 열을 제어하는 데 도움을 주기 위해, 레이저 공급원의 듀티 사이클 및/또는 작동 출력이 제어될 수 있다.
7개의 이전 단락들 중 임의의 단락의 특징에 더하여, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 라인은 폭이 100 내지 800 um일 수 있다.
8개의 이전 단락들 중 임의의 단락의 특징에 더하여, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 라인은 중간 물품의 주연부 둘레에 형성될 수 있으며, 예를 들어, 장벽은 중간 물품의 주연부 둘레에 한정된다.
9개의 이전 단락들 중 임의의 단락의 특징에 더하여, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 레이저-스크라이빙은 레이저 공급원의 다중 중첩 스캔(multiple overlapping scan)과 관련하여 실시될 수 있다.
10개의 이전 단락들 중 임의의 단락의 특징부에 더하여, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 레이저-스크라이빙은 10 피코-A 미만의 전기 절연 장벽을 생성하도록 수행될 수 있다.
11개의 이전 단락들 중 임의의 단락의 특징에 더하여, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 레이저-스크라이빙 동안 제2 기재가 제1 기재보다 레이저 공급원에 더 가깝게 배향될 수 있다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, 라미네이팅된 제품의 제조 방법이 제공되는데, 이 방법은, 제1 유리 기재 상에 다층 박막 코팅을 형성하는 단계로서, 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하며 부식에 취약한, 상기 단계; 라미네이팅 재료를 사용하여 제1 유리 기재를 제2 유리 기재에 라미네이팅하는 단계로서, 코팅이 제1 기재와 제2 기재 사이에 배향되도록 그리고 제1 기재와 제2 기재가 서로 실질적으로 평행하도록 라미네이팅하는, 상기 단계; 및 라미네이팅 후에, 라미네이팅된 제품을 제조할 때에 코팅의 주연부 둘레에 경계 라인을 레이저-스크라이빙하는 단계로서, 레이저-스크라이빙은 경계 라인에 근접한 코팅을 적어도 부분적으로 용해시키며, 경계 라인 내부의 코팅을 전기 절연시킴으로써 경계 라인 내부의 코팅의 전기화학적 내부식성을 증가시키는, 상기 단계를 포함한다. 레이저-스크라이빙에 의해 적어도 하나의 금속-포함 층이 적어도 용해되어, 관련된 어블레이팅된 재료가 (a) 비-전도성 방식으로 재형성되고/되거나, (b) 제1 기재, 라미네이팅 재료, 및/또는 다층 박막 코팅의 적어도 하나의 다른 층 중에 용해 및/또는 확산된다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, 라미네이팅된 제품이 제공되는데, 이 제품은 다층 박막 코팅을 지지하는 제1 유리 기재로서, 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하며 부식에 취약한, 상기 제1 유리 기재; 라미네이팅 재료를 사용하여 제1 유리 기재에 라미네이팅된 제2 유리 기재로서, 코팅이 제1 기재와 제2 기재 사이에 배향되도록 그리고 제1 기재와 상기 제2 기재가 서로 실질적으로 평행하도록 라미네이팅된, 상기 제2 유리 기재; 및 제1 기재와 제2 기재가 함께 라미네이팅된 후에 형성된, 코팅의 주연부 둘레의 레이저-스크라이빙된 경계를 포함한다. 경계에 근접한 코팅의 적어도 하나의 금속-포함 층이 레이저-스크라이빙에 의해 적어도 용해된다. 레이저-스크라이빙에 의해 코팅으로부터 용해된 재료는 (a) 제1 기재, 라미네이팅 재료, 및/또는 코팅의 하층 내에 포함되고/되거나 (b) 어블레이팅되고/되거나 기화되어 비-전도성 방식으로 재형성된다. 경계는 경계 내부의 영역에서 전기화학적 부식을 적어도 지연시키기에 충분한 수준으로 경계 내부의 영역을 경계 외부의 영역으로부터 전기 절연시키기에 충분한 폭 및 깊이를 갖는다.
이전 단락의 특징에 더하여, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 유리 기재는 투명한 유리 기재일 수 있고/있거나, 라미네이팅 재료는 PVB일 수 있고/있거나, 코팅은 예컨대 Ag를 포함하는 적어도 하나의 층을 포함하는 로이 코팅일 수 있다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, 라미네이팅된 제품을 제조하기 위한 키트가 제공된다. 키트는 레이저 공급원 및 중간 제품을 포함한다. 중간 제품은 라미네이팅 재료와 함께 라미네이팅된 실질적으로 평행한 제1 유리 기재와 제2 유리 기재를 포함하며, 제1 유리 기재는 다층 박막 코팅이 그 상에 형성되어 있고, 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하며 부식에 취약하다. 레이저 공급원은 라미네이팅된 제품을 제조할 때에 레이저 공급원에 중간 제품을 노출시킴으로써 코팅 내에 라인을 레이저-스크라이빙하도록 제어 가능하고, 이 라인은 그의 서로 반대편에 있는 면들 사이에 전자 수송에 대한 장벽을 생성한다.
이전 단락의 특징에 더하여, 소정의 예시적인 실시 형태에서, 레이저 공급원은 휴대형일 수 있다.
소정의 예시적인 실시 형태에서, 라미네이팅된 제품의 제조 방법이 제공되며, 이 방법은 중간 제품을 갖는 단계로서, 중간 제품은 라미네이팅 재료와 함께 라미네이팅된 실질적으로 평행한 제1 유리 기재와 제2 유리 기재를 포함하고, 제1 유리 기재는 다층 박막 코팅이 그 상에 형성되어 있고, 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하는, 상기 단계; 및 라미네이팅된 제품을 제조할 때에 제2 유리 기재 및 라미네이팅 재료가 실질적으로 투과성인 파장에서 작동하는 레이저 공급원으로부터의 레이저에 중간 제품을 노출시킴으로써 코팅 내에 에너지를 커플링하는 단계로서, 에너지는 코팅 내에 커플링되고 레이저 공급원은 선택적으로 코팅의 적어도 일부가, 원하는 패턴으로, (a) 제1 기재, 라미네이팅 재료, 및/또는 코팅의 하층 중에 용해되게 하고/하거나 (b) 전도하지 않는 방식으로 기화되어 재형성되게 하도록 제어되고, 원하는 패턴은 적어도 제1 영역 및 제2 영역을 한정하며 제1 영역과 제2 영역을 서로 전기 절연시키기에 충분한 폭 및 깊이로 형성되고, 전기 절연은 제1 영역에서 전기화학적 부식을 적어도 실질적으로 지연시키기에 충분한 수준인, 상기 단계를 포함한다.
본 발명은 현재 가장 실용적이고 바람직한 실시 형태로 고려되는 것과 관련하여 설명되어 있지만, 본 발명은 개시된 실시 형태로 제한되지 않고, 대조적으로, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주 내에 포함되는 다양한 변형 및 등가의 구성을 포함하고자 함이 이해되어야 한다.

Claims (26)

  1. 라미네이팅된 제품의 제조 방법으로서,
    중간 제품을 갖는 단계로서, 상기 중간 제품은 폴리머계 라미네이팅 재료와 함께 라미네이팅된 제1 유리 기재(substrate)와 제2 유리 기재를 포함하고, 상기 제1 유리 기재는 제1 유리 기재와 제2 유리 기재 사이에 제공되는 다층 박막 저방사율 코팅이 그 위에 형성되어 있고, 상기 다층 박막 저방사율 코팅은 직접적으로 제1 유리 기재 상에 하부 유전체층과 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하는, 상기 단계; 및
    레이저 공급원을 통해 상기 라미네이팅된 제품의 금속-포함 층의 라인을 레이저-스크라이빙(laser-scribing)하는 단계로서, 상기 라인은 레이저-스크라이빙된 라인의 대향 측부 상에 제공되는 금속-포함 층의 제1 부분 및 제2 부분 사이에 전자 수송에 대한 적어도 부분적인 장벽을 생성하고, 상기 레이저-스크라이빙은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하지만 하부 유전체 층을 제외하는 코팅의 일부를 용해하도록 수행되는, 상기 단계를 포함하고,
    상기 레이저-스크라이빙은, 레이저-스크라이빙으로부터 금속-포함 층의 적어도 일부 어블레이팅된 재료가 가열된 폴리머계 라미네이팅 재료 내로 흡수되고, 레이저-스크라이빙으로부터 금속-포함 층의 적어도 일부 다른 어블레이팅된 재료가 비전도성 방식으로 재형성되도록, 폴리머계 라미네이팅 재료를 적어도 부분적으로 가열하기에 충분한 듀티 사이클 및 출력 수준에서 레이저 공급원을 작동시키는 것을 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 라미네이팅 재료는 PVB이고, 상기 제1 및 제2 유리 기재는 투명한 유리 기재이고, 상기 레이저 공급원은 1064 nm 레이저 공급원인, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 레이저 공급원은 1064 nm 레이저 공급원인, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 유리 기재 및 상기 라미네이팅 재료가 각각 적어도 90% 투과성인 파장에서 상기 레이저 공급원을 작동시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 코팅은 Ag를 포함하는 층을 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 금속-포함 층은 Ni, Cr, 및/또는 Ti를 포함하고, 상기 Ag를 포함하는 층 상에 그리고 그와 물리적으로 접촉하여 형성되는, 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 Ag를 포함하는 층은 Ni, Cr, 및/또는 Ti를 포함하는 제1 층과 제2 층 사이에 그리고 그들과 직접 물리적으로 접촉하여 개재되는, 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 Ag를 포함하는 층은 산화아연을 포함하는 층 상에 그리고 그와 직접 물리적으로 접촉하여 형성되는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 라인에 근접한 상기 코팅을 완전히 용해시키도록 상기 레이저-스크라이빙을 수행하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 금속-포함 층의 어블레이팅된 재료는 하부 유전체 층 내에 적어도 부분적으로 용해되는, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 코팅이 형성되는 기재 표면의 어블레이팅을 피하도록 레이저-스크라이빙에 의해 발생되는 열을 제어하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 발생된 열을 제어하는 데 도움을 주기 위해, 상기 레이저-스크라이빙을 중단하는 단계와, 상기 중간 제품을 냉각하거나 및/또는 상기 중단 동안 상기 중간 제품의 냉각을 허용하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 발생된 열을 제어하는 데 도움을 주기 위해 상기 레이저 공급원의 듀티 사이클 및/또는 작동 출력을 제어하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 라인은 폭이 100 내지 800 um 이상인, 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 라인은 상기 중간 제품의 주연부 둘레에 형성되고, 상기 장벽은 상기 중간 물품의 주연부 둘레에 한정되는, 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 레이저-스크라이빙은 상기 레이저 공급원의 다중 중첩 스캔(multiple overlapping scan)과 관련하여 실시되는, 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 레이저-스크라이빙은 10 피코-A 미만의 전기 절연 장벽을 생성하도록 수행되는, 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 레이저-스크라이빙 동안 상기 제2 기재가 상기 제1 기재보다 레이저 공급원에 더 가깝게 배향되는, 방법.
  19. 라미네이팅된 제품의 제조 방법으로서, 상기 방법은
    제1 유리 기재 상에 다층 박막 저방사율 코팅을 형성하는 단계로서, 상기 코팅은 적어도 하나의 금속-포함 층을 포함하며 부식에 취약한, 상기 단계;
    폴리머계 라미네이팅 재료를 사용하여 제1 유리 기재를 제2 유리 기재에 라미네이팅하는 단계로서, 상기 코팅이 상기 제1 기재와 상기 제2 기재 사이에 배향되도록 라미네이팅하는, 상기 단계; 및
    상기 라미네이팅 후에, 상기 라미네이팅된 제품을 제조할 때에 상기 코팅의 주연부의 적어도 일부 둘레에 코팅의 적어도 금속-포함 층의 경계 라인을 레이저-스크라이빙하는 단계로서, 상기 레이저-스크라이빙은 상기 경계 라인에 근접한 상기 코팅의 금속-포함 층을 적어도 부분적으로 어블레이팅시키지만, 코팅의 하부 유전체 층을 어블레이팅시키지 않고, 상기 경계 라인 내부의 상기 코팅의 전기화학적 내부식성을 증가시키는, 상기 단계
    를 포함하며;
    상기 레이저-스크라이빙은, 레이저-스크라이빙으로부터 금속-포함 층의 일부 어블레이팅된 재료가 가열된 폴리머계 라미네이팅 재료 내로 흡수되도록, 기재들 사이에서 폴리머계 라미네이팅 재료를 적어도 부분적으로 가열하기에 충분한 듀티 사이클 및 출력 수준에서 레이저 공급원을 작동시키는 것을 포함하는, 방법.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
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