DE212017000342U1

DE212017000342U1 - Laserabladierte Oberfläche mit Zeichen

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Publication number: DE212017000342U1
Application number: DE212017000342.1U
Authority: DE
Original assignee: Gentex Corp
Current assignee: Gentex Corp
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2017-08-10
Publication date: 2020-03-19
Anticipated expiration: 2027-08-11
Also published as: CN110998427A; WO2019032112A1

Abstract

Produkt, das umfasst:ein erstes Substrat, das für sichtbares Licht zumindest teilweise durchlässig ist, wobei das erste Substrat beinhaltet:eine erste Oberfläche;eine gegenüberliegende zweite Oberfläche; undeine erste elektrisch leitfähige Schicht, die auf der gegenüberliegenden zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei die erste elektrisch leitfähige Schicht einen ersten abladierten Bereich und einen zweiten abladierten Bereich aufweist, der vollständig innerhalb eines Abschnitts des ersten abladierten Bereichs angeordnet ist und diesen überlappt, wobei der zweite abladierte Bereich ein selektiv sichtbares Zeichen definiert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Laserablationsprozesse und damit hergestellte Produkte. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung einen Prozess zum selektiven Abladieren einer Oberfläche einer dimmbaren Spiegel- oder Fensterstruktur, um ein sichtbares Muster zu erzeugen, wenn sich der Spiegel oder das Fenster in einem bestimmten Zustand befindet.
KURZDARSTELLUNG
Eine Ausführungsform betrifft ein Produkt. Das Produkt beinhaltet ein erstes Substrat, das für sichtbares Licht zumindest teilweise durchlässig ist. Das Substrat beinhaltet eine erste Oberfläche, eine gegenüberliegende zweite Oberfläche und eine auf der gegenüberliegenden zweiten Oberfläche angeordnete erste elektrisch leitfähige Schicht. Die erste elektrisch leitfähige Schicht weist einen ersten abladierten Bereich und einen zweiten abladierten Bereich auf, der vollständig innerhalb eines Abschnitts des ersten abladierten Bereichs angeordnet ist und diesen überlappt. Der zweite abladierte Bereich definiert ein selektiv sichtbares Zeichen.
Eine weitere Ausführungsform betrifft eine elektrochrome Vorrichtung. Die elektrochrome Vorrichtung beinhaltet ein erstes Substrat, ein zweites Substrat und ein elektrochromes Medium. Das erste Substrat weist eine erste Oberfläche und eine gegenüberliegende zweite Oberfläche auf. Die gegenüberliegende zweite Oberfläche beinhaltet eine erste elektrisch leitfähige Schicht, die darauf angeordnet ist, mit einem ersten abladierten Bereich und einem zweiten abladierten Bereich, der vollständig innerhalb eines Abschnitts des ersten abladierten Bereichs angeordnet ist und diesen überlappt. Der erste abladierte Bereich wird dadurch gebildet, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht einem ersten Laserablationsprozess unterzogen wird. Der zweite abladierte Bereich wird dadurch gebildet, dass der Abschnitt des ersten abladierten Bereichs zusätzlich einem zweiten Laserablationsprozess unterzogen wird. Das zweite Substrat ist von dem ersten Substrat beabstandet, um dazwischen einen Innenraum zu definieren. Das zweite Substrat weist eine dritte Oberfläche und eine gegenüberliegende vierte Oberfläche auf. Die dritte Oberfläche beinhaltet eine zweite elektrisch leitfähige Schicht, die darauf angeordnet ist. Das elektrochrome Medium ist innerhalb des Innenraums zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet. Der zweite abladierte Bereich ist zumindest teilweise unsichtbar, während sich das elektrochrome Medium in einem transparenten Zustand befindet. Der zweite abladierte Bereich ist sichtbar, während sich das elektrochrome Medium in einem abgedunkelten Zustand befindet.
Ebenfalls offenbart ist ein Verfahren. Das Verfahren beinhaltet das Bereitstellen eines Substrats mit einer ersten Seite und einer gegenüberliegenden zweiten Seite, wobei die gegenüberliegende zweite Seite eine leitfähige Schicht und eine darauf angeordnete Beschichtungsschicht beinhaltet; das Unterziehen des Substrats einem ersten Laserablationsdurchgang, sodass die Beschichtungsschicht von zumindest einem Abschnitt der leitfähigen Schicht abgetragen wird; und Unterziehen des Abschnitts des Substrats einem oder mehreren zusätzlichen Laserablationsdurchgängen, um eine Eigenschaft von zumindest einem Teilabschnitt des Abschnitts der leitfähigen Schicht zu modifizieren. Der Teilabschnitt ist vollständig in einem Bereich des Abschnitts des Substrats enthalten, der dem ersten Laserablationsdurchgang unterzogen wird, sodass der eine oder die mehreren zusätzlichen Laserablationsdurchgänge nichts der Beschichtungsschicht von der leitfähigen Schicht abtragen
Die Erfindung ist in der Lage, andere Ausführungsformen zu realisieren und auf verschiedene Weise durchzuführen. Alternative beispielhafte Ausführungsformen betreffen andere Eigenschaften und Kombinationen von Eigenschaften, wie sie im Allgemeinen hierin angeführt sein können.
Figurenliste
Veranschaulichende Ausführungsformen werden im Folgenden in Verbindung mit den angehängten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen.

1 ist eine Querschnittsansicht eines zweiten Oberflächenlaserablationsprozesses, der an einem Werkstück durchgeführt wird, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
2 ist eine detaillierte Querschnittsansicht durch das Werkstück von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
3 ist eine Draufsicht des zweiten Oberflächenlaserablationsprozesses, der an dem Werkstück von 1 durchgeführt wird, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
4 ist eine Querschnittsansicht des zweiten Oberflächenlaserablationsprozesses, der zum zweiten Mal an dem Werkstück von 1 durchgeführt wird, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
5 ist eine Draufsicht des zweiten Oberflächenlaserablationsprozesses, der an dem Werkstück von 4 durchgeführt wird, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
6 ist eine Vorderansicht einer ersten elektrochromen Vorrichtung in einem ersten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
7 ist eine Vorderansicht der ersten elektrochromen Vorrichtung von 6 in einem zweiten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
8 ist eine Querschnittsansicht der ersten elektrochromen Vorrichtung von 6 in dem ersten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
9 ist eine Vorderansicht einer zweiten elektrochromen Vorrichtung in einem ersten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
10 ist eine Vorderansicht der zweiten elektrochromen Vorrichtung von 9 in einem zweiten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
11 ist eine Querschnittsansicht der zweiten elektrochromen Vorrichtung von 9 in dem ersten Zustand gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
12 ist ein Schaubild, das Dickendaten hinsichtlich eines Unterschieds in einer Dicke einer leitfähigen Schicht von Testsubstraten gegenüber Kontrollsubstraten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt.
13 ist ein Schaubild, das Widerstandsdaten hinsichtlich eines Unterschieds in einem Widerstand einer leitfähigen Schicht von Testsubstraten gegenüber Kontrollsubstraten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt.
Die 14 bis 16 sind diverse Schaubilder, die Farbdaten bezüglich einer Farbänderung einer leitfähigen Schicht von Testsubstraten gegenüber Kontrollsubstraten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ein Laserablationsprozess beinhaltet allgemein das selektive Abtragen von Material an einer Oberfläche eines Werkstücks durch Richten eines Laserstrahls auf das Werkstück. Der Laserstrahl ist so ausgebildet, dass er eine kontrollierte Energiemenge an einen Laserpunkt liefert, der dort definiert ist, wo der Strahl auf die gewünschte Oberfläche trifft. Diese kontrollierte Energiemenge wird so gewählt, dass sie das Oberflächenmaterial am Laserpunkt verflüssigt, verdampft oder anderweitig schnell expandiert, um zu bewirken, dass es sich vom Werkstück trennt, um es abtragen zu können. Laserablation kann genutzt werden, um z. B. zumindest einen Abschnitt einer oder mehrerer Beschichtungen von einem beschichteten Substrat abzutragen oder um die Werkstückoberfläche anderweitig umzugestalten.
1 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines Beispiels für einen ersten Laserablationsprozess, der an einem Werkstück 10 durchgeführt wird. Das Werkstück 10 ist ein beschichtetes Substrat, das ein Substrat 12 und eine Beschichtungsschicht 14 beinhaltet. Bei dem veranschaulichten Prozess handelt es sich um einen zweiten Oberflächenablationsprozess, bei dem sich die Beschichtungsschicht 14 an einer zweiten Seite 16 des Werkstücks 10 befindet, die einer ersten Seite oder Aufprallseite 18 des Werkstücks 10 gegenüberliegt. Ein Laserstrahl 100 wird von einer Laserquelle 102 bereitgestellt und breitet sich zum Werkstück 10 hin aus. In diesem Beispiel ist der Laserstrahl 100 mit einer Brennebene an oder nahe einer zweiten Oberfläche 20 des Substrats 12 und allgemein parallel zu der x-y-Referenzebene ausgebildet, um an der zweiten Oberfläche 20 einen Laserpunkt 104 mit einer charakteristischen Größe, wie etwa einem Durchmesser oder einer Breite w, zu definieren. In anderen Beispielen kann die Brennebene von der zweiten Oberfläche 20 um einen Abstand größer als 0 mm bis zu etwa 50 mm beabstandet sein. Das Substrat 12 ist für die bestimme Wellenlänge des Laserlichts des Laserstrahls 100 zumindest teilweise durchlässig, sodass der Laserstrahl 100 durch die Dicke des Substrats 12 zur zweiten Oberfläche 20 dringt, wo das Material der Beschichtungsschicht 14 zumindest einen Teil der Energie des Laserstrahls 100 absorbiert und dadurch vom Substrat 12 getrennt wird.
Im Beispiel der 1 ist das abgetragene Beschichtungsschichtmaterial 22 in Form von Feststoffpartikeln dargestellt. Das Werkstück 10 kann wie dargestellt ausgerichtet werden, sodass die Schwerkraft bewirkt, dass das abgetragene Material 22 vom Werkstück 10 abfällt. Optional ist eine Vakuumquelle 106 bereitgestellt, um das Leiten des abgetragenen Materials 22 weg vom Werkstück 10 zu unterstützen. Das abgetragene Material 22 kann, wenn es anfänglich vom Substrat 12 abgetrennt wird, als Dampf- oder in flüssiger Form vorliegen. Die veranschaulichte Anordnung kann nützlich sein, um zu verhindern, dass sich das abgetragene Material 22 wieder auf dem Werkstück 10 ablegt, was bei einigen ersten Oberflächenablationsprozessen problematisch sein kann. Das Material kann auch über einen Spallationsprozess abgetragen werden.
Um Material aus einem Bereich des Werkstücks 10 abzutragen, der größer als der Laserpunkt 104 ist, können der Laserstrahl 100 und/oder das Werkstück 10 relativ zueinander bewegt werden, um Material von einer Mehrzahl benachbarter und/oder sich überlagernder Laserpunkte abzutragen. So können sich beispielsweise nach dem Abtragen der gewünschten Materialmenge an einer ersten Laserpunktstelle das Werkstück 10 und/oder der Laserstrahl 100 bewegen, um eine zweite Laserpunktstelle zum weiteren Abtragen von Material zu bestimmen. Durch fortgesetzte Bewegung an mehreren benachbarten und/oder sich überlagernden Laserpunktstellen mit entsprechendem Materialabtrag an jeder Stelle wird ein abladierter Bereich 24 des Werkstücks 10 definiert, von dem Material abgetragen wurde, wie in einer Draufsicht auf den Prozess in 3 gezeigt wird, wo ein vorgesehener Ablationsbereich 26 angedeutet ist. Wie in den 1 und 3 gezeigt, bewegt sich der Laserstrahl 100 in einer momentanen Prozessrichtung A in Bezug auf das Werkstück 10. Die Laserstrahlen 100 und/oder das Werkstück 10 können/kann zur Erzielung dieser Relativbewegung bewegt werden. In einem Beispiel bewegt sich bzw. tastet der Laserstrahl 100 in positiver und negativer x-Richtung innerhalb des vorgesehenen Ablationsbereichs 26 hin und her und der Laserstrahl 100 und/oder das Werkstück 10 wird/werden in y-Richtung indiziert, jedes Mal, wenn der Laserstrahl 100 einen Rand 28 des vorgesehenen Ablationsbereichs 26 erreicht, bis die Beschichtungsschicht 14 innerhalb des gesamten vorgesehenen Ablationsbereichs 26 (z. B. ein nicht verschränkter Laserablationsprozess usw.) abgetragen wurde. In einem weiteren Beispiel bewegt sich bzw. tastet der Laserstrahl 100 in positiver und negativer x-Richtung innerhalb des vorgesehenen Ablationsbereichs 26 hin und her, wo aufeinanderfolgende Laserpunkte 104 (z. B. benachbarte Punkte, ein erster Laserpunkt und ein nachfolgender Laserpunkt usw.) in x-Richtung zueinander physischen Abstand einhalten (z. B. sich nicht überlappen usw.), und der Laserstrahl 100 und/oder das Werkstück 10 in y-Richtung indiziert werden, jedes Mal, wenn der Laserstrahl 100 einen Rand 28 des vorgesehenen Ablationsbereichs 26 erreicht. Die aufeinanderfolgenden Laserpunkte 104 (z. B. benachbarte Punkte, ein erster Laserpunkt und ein nachfolgender Laserpunkt usw.) in y-Richtung können ebenfalls physisch voneinander beabstandet sein (z. B. sich nicht überlappen usw.). Der Laserstrahl 100 kann eine Vielzahl von Durchgängen über den gesamten vorgesehenen Ablationsbereich 26 durchlaufen, wobei jeder der Durchgänge zumindest teilweise von dem vorherigen Durchgang versetzt ist, derart, dass der gesamte vorgesehene Ablationsbereich 26 nach der Vielzahl von Durchgängen abgetastet wird (z. B. alle gewünschte Abschnitte der Beschichtungsschicht 14 aus dem vorgesehenen Ablationsbereich 26 abgetragen sind, ein verschränkter Laserablationsprozess usw.).
Die Beschichtungsschicht 14 kann aus nahezu jedem Material (z. B. Metall, Kunststoff und/oder Keramik) gebildet und allgemein weniger transparent als das Substrat 12 sein. Bestimmte metallische Materialien, wie Chrom oder chromhaltige Materialien, können multifunktionell sein und Reflexivität, Opazität, Leitfähigkeit sowie einen potenziell dekorativen Aspekt bereitstellen. Die Beschichtungsschicht 14, wie sie für den Ablationsprozess vorgesehen ist, ist bei einigen Ausführungsformen selbst eine mehrschichtige Beschichtung. Beispielsweise kann die Beschichtungsschicht 14 eine reflektierende Schicht in direktem Kontakt mit dem Substrat und eine lichtabsorbierende Schicht über der reflektierenden Schicht beinhalten, um die Reflexion des Laserlichts im Ablationsprozess zu minimieren. Bei anderen Ausführungsformen, von denen einige nachstehend näher beschrieben werden, kann das Werkstück eine zusätzliche Schicht zwischen dem Substrat 12 und der Beschichtungsschicht 14 beinhalten. Die zusätzliche Schicht kann aus einem beliebigen geeigneten Material sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die zusätzliche Schicht zumindest teilweise transparent sein und eine Transparenz aufweisen, die im Wesentlichen gleich der Transparenz des Substrats 12 ist. Die zusätzliche Schicht kann elektrisch leitfähig sein und bei einigen Ausführungsformen aus einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO) gebildet sein. Die zusätzliche Schicht kann bei einigen Ausführungsformen eine dielektrische Schicht sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die zusätzliche Schicht mehrere Schichten als Teil einer mehrschichtigen Stapelstruktur beinhalten. Die mehrschichtige Stapelstruktur kann eine oder mehrere Schichten aus TCO-Materialien, dielektrischen Materialien, Isolationsmaterialien, Metallmaterialien und/oder Halbleitermaterialien beinhalten. Die Auswahl von Materialien zur Integration in die zusätzliche Schicht kann durch den Brechungsindex, die Dicke oder die Sequenzierung der Schichten beeinflusst werden, um im abladierten Bereich, im nicht abladierten Bereich oder in beiden einen gewünschten Reflexions-, Durchlässigkeitsgrad und/oder eine gewünschte Farbe zu erreichen. In der nachstehenden Beschreibung kann die zusätzliche Schicht als leitfähige Schicht bezeichnet werden, es versteht sich jedoch, dass anstelle der leitfähigen Schicht auch andere zusätzliche Schichtmaterialien, wie hierin beschrieben, verwendet werden können. Die Beschichtungsschicht 14 kann aus den TCO- oder dielektrischen Schichten selektiv abladiert werden. Die Beschichtungsschicht 14 kann eine oder mehrere reflektierende Schichten beinhalten, die ein oder mehrere metallische Materialien, Metalloxid, Metallnitrid oder sonstiges geeignetes Material umfassen, das sowohl Reflexivität als auch Opazität bereitstellt. Bei einer Ausführungsform beinhaltet das Werkstück 10 ein Glassubstrat, eine Schicht aus Indiumzinnoxid (ITO) auf dem Glassubstrat, mit einer Beschichtungsschicht, die sequenzielle und benachbarte Schichten aus Chrom (Cr), Ruthenium (Ru), Cr und Ru beinhaltet, um einen Materialstapel aus Glas/ITO/Cr/Ru/Cr/Ru zu bilden.
Einige Vorrichtungen, die zumindest einen Teil des laserabladierten Werkstücks verwenden können, wie etwa elektrochrome Vorrichtungen, können eine oder mehrere elektrisch leitfähige Schichten, wie etwa eine Elektrodenschicht, benötigen. In einer elektrochromen Vorrichtung können beispielsweise Elektroden auf gegenüberliegenden Seiten des elektrochromen Mediums vorgesehen sein, wo immer es erwünscht ist, das elektrochrome Medium in der Vorrichtung zu aktivieren. Die Vorrichtung kann somit auch entlang zumindest eines Abschnitts des Werkstücks 10 eine elektrisch leitfähige Schicht beinhalten, der dem abladierten Teil 24 des Werkstücks 10 entspricht. Die elektrisch leitfähige Schicht kann aus einem TCO oder einem anderen geeigneten leitfähigen Material wie z. B. ITO gebildet sein. Bei einer Ausführungsform liegt die leitfähige Schicht über dem gesamten Werkstück 10.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, beinhaltet das Werkstück 10 im veranschaulichten Prozess eine elektrisch leitfähige Schicht, die als leitfähige Schicht 40 gezeigt ist, die an der zweiten Seite 16 des Werkstücks zwischen dem Substrat 12 und der Beschichtungsschicht 14 positioniert ist. Die leitfähige Schicht 40 stellt die zweite Oberfläche 20, von der in diesem Beispiel die Beschichtungsschicht 14 abgetragen wird, bereit. Der veranschaulichte Prozess stellt ein Beispiel für einen ersten Laserablationsprozess dar, bei dem sich der Laserstrahl 100 durch die leitfähige Schicht 40, wie etwa eine metallische Schicht, eine TCO-Schicht und eine ITO-Schicht, hindurch ausbreitet, um die Beschichtungsschicht 14 von einer gegenüberliegenden Seite der leitfähigen Schicht 40 abzutragen. Bei anderen Ausführungsformen kann die leitfähige Schicht 40 nach dem Ablationsprozess über der zweiten Seite 16 des Werkstücks 10 angeordnet werden.
Wie in 2 gezeigt, kann die Beschichtungsschicht 14 eine einzelne Schicht oder eine mehrschichtige Struktur sein. Die Funktion jeder Schicht in der mehrschichten Struktur kann gewählt werden, um unterschiedliche physikalische, chemische oder optische Funktionen zu erfüllen. Bezugnehmend auf 2 kann die Beschichtungsschicht 14 beispielsweise in mehrere Teilschichten unterteilt sein. Bei einigen Ausführungsformen kann eine der leitfähigen Schicht 40 benachbarte Teilschicht 14A eine haftungsfördernde Schicht, wie etwa eine Cr oder Ti beinhaltende Schicht, sein. Eine zweite Teilschicht 14B kann eine reflektierende Schicht sein. Die reflektierende Schicht kann Silber-Gold-Legierung-Chrom, Ruthenium, Edelstahl, Silicium, Titan, Nickel, Molybdän, Chrom-Molybdän-Nickel-Legierungen, Nickelchrom, Legierungen auf Basis von Nickel, Inconel, Indium, Palladium, Osmium, Kobalt, Cadmium, Niobium, Messing, Bronze, Wolfram, Rhenium, Iridium, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Scandium, Yttrium, Zirkonium, Vanadium, Mangan, Eisen, Zink, Zinn, Blei, Bismuth, Antimon, Rhodium, Tantal, Kupfer, Gold, Platin, beliebige andere Platingruppenmetalle, Legierungen, deren Bestandteile primär die zuvor erwähnten Materialien sind, sowie Kombinationen davon beinhalten. Eine dritte Teilschicht 14C kann eine schattengebende Schicht sein. Die schattengebende Schicht kann Nickel-Silizid, Chrom, Nickel, Titan, Monel, Kobalt, Platin, Indium, Vanadium, Edelstahl, Aluminium-Titan-Legierungen, Niobium, Ruthenium, Molybdän-Tantal-Legierungen, Aluminium-Silicium-Legierungen, Nickel-Chrom-Molybdän-Legierungen, Molybdän-Rhenium-Legierungen, Molybdän, Wolfram, Tantal, Rhenium, Legierungen, deren Bestandteile primär die zuvor erwähnten Materialien sind, sowie Kombinationen davon beinhalten. Die schattengebende Schicht kann Materialien mit reellen und imaginären Brechungsindizes beinhalten, die relativ groß sind, wie etwa Oxide, Nitride oder dergleichen. Eine vierte Teilschicht 14D kann eine elektrische Stabilisierungsschicht sein. Die elektrische Stabilisierungsschicht kann die Platingruppenmetalle beinhalten, wie etwa Iridium, Osmium, Palladium, Platin, Rhodium, Ruthenium und deren Legierungen oder Mischungen. Zusätzlich kann die Beschichtungsschicht 14 noch weiter unterteilt sein, sodass jede Teilschicht weitere Teilschichten in sich umfassen kann, um den Anforderungen des Stapels gerecht zu werden.
Gemäß der in den 4 und 5 dargestellten beispielhaften Ausführungsform wird nach dem Abtragen der Beschichtungsschicht 14 von der leitfähigen Schicht 40 über den ersten Laserablationsprozess ein zweiter Laserablationsprozess am Werkstück 10 durchgeführt. Wie in den 4 und 5 dargestellt, wird der Laserpunkt 104 des Laserstrahls 100 während des zweiten Laserablationsprozesses auf einen gewünschten Abschnitt des ersten abladierten Bereichs 24 der leitfähigen Schicht 40, der als zweiter abladierter Bereich 32 gezeigt ist, angelegt. Wie in 5 dargestellt, überlappt der zweite abladierte Bereich 32 den gewünschten Abschnitt des ersten abladierten Bereichs 24 derart, dass der zweite abladierte Bereich 32 in seiner Gesamtheit innerhalb des ersten abladierten Bereichs 24 angeordnet ist, der bereits in seiner Gesamtheit abladiert wurde (z. B. der zweite abladierte Bereich 32 überspannt den ersten abladierten Bereich 24 und einen bislang nicht abladierten Bereich usw. nicht). Der zweite abladierte Bereich 32 ist also ein Teilabschnitt des ersten abladierten Bereichs 24, der vollständig innerhalb des ersten abladierten Bereichs 24 enthalten ist, wo das Werkstück 10 bereits dem ersten Laserablationsdurchgang unterzogen wurde, um die Beschichtungsschicht 14 von diesem abzutragen, wodurch der erste laserabladierte Bereich 24 gebildet wird, und dann wird das Werkstück 10 einem oder mehreren zusätzlichen Laserablationsdurchgängen unterzogen, die nichts der Beschichtungsschicht 14 abtragen, den gewünschten Abschnitt des ersten abladierten Bereichs 24 jedoch vollständig überlappen, wobei der zweite abladierte Bereich 32 innerhalb des ersten abladierten Bereichs 24 gebildet wird (das heißt, der zweite abladierte Bereich 32 in seiner Gesamtheit wird dem ersten Laserablationsdurchgang sowie dem einen oder den mehreren zusätzlichen Laserablationsprozessen unterzogen).
Ein solches Anlegen des Laserpunkts 104 auf den zweiten abladierten Bereich 32, nachdem der erste Ablationsprozess auf diesen angewandt wurde, kann die Oberfläche der leitfähigen Schicht 40 modifizieren, die dem zweiten Laserablationsprozess innerhalb des zweiten abladierten Bereichs 32 unterzogen wird. Die Modifikation der Oberfläche der leitfähigen Schicht 40 kann beispielsweise eine Verringerung der Dicke, eine Aufrauhung der Oberfläche, eine Erhöhung des Widerstands und/oder eine Veränderung der Farbe der leitfähigen Schicht 40 innerhalb des zweiten abladierten Bereichs 32 relativ zu der leitfähigen Schicht 40 innerhalb des ersten abladierten Bereichs 24 beinhalten. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet die Modifikation einen Prozess, bei dem die leitfähige Schicht um etwa null bis sieben Nanometer gedünnt wird. Bei einigen Ausführungsformen wird die leitfähige Schicht um mehr als sieben Nanometer gedünnt (z. B. 10, 15, 20 Nanometer usw.).
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann eine solche Modifikation der leitfähigen Schicht 40 innerhalb des zweiten abladierten Bereichs 32 eine optische charakteristische Änderung der leitfähigen Schicht 40 (z. B. Reflexion/Absorption versus Wellenlänge usw.) in dem zweiten abladierten Bereich 32 hervorrufen, die ein selektiv sichtbares Zeichen erzeugt, das als Zeichen 200 dargestellt ist. Das Zeichen 200 kann ein Symbol, ein Logo, ein Bild, ein Muster, ein Wort, eine Phrase, eine Warnung, eine Identifikationsnummer (z. B. eine Produktnummer, eine VIN-Nummer, eine Seriennummer, einen Strichcode usw.) und/oder dergleichen beinhalten. Beispielsweise kann das Zeichen 200 während des normalen Betriebs typischerweise unsichtbar sein, es kann aber in einem abgedunkelten Zustand sichtbar werden, wie dies hierin näher beschrieben wird. Je größer beispielsweise die Änderung der Dicke und/oder Rauigkeit der leitfähigen Schicht 40 im zweiten abladierten Bereich 32 gegenüber dem ersten abladierten Bereich 24 ist, so kann im abgedunkelten Zustand ein zunehmend sichtbares Zeichen 200 bereitgestellt werden. Die Modifikation des zweiten abladierten Bereichs 32 kann bei einem noch weiteren Beispiel dessen Farbe von einer ersten Farbe (z. B. einer Magenta-Farbe, einer Lila-Farbe, einer Kombination einer Rot-Farbe und einer Blau-Farbe usw.; die Farbe des ersten abladierten Bereichs 24; usw.) auf eine zweite, andere Farbe ändern.
Gemäß den in den 6 bis 11 dargestellten beispielhaften Ausführungsformen beinhaltet eine als elektrochrome Vorrichtung 300 dargestellte Vorrichtung entweder eine erste elektrochrome Vorrichtung, die als elektrochrome Fenstervorrichtung 302 dargestellt ist, oder eine zweite elektrochrome Vorrichtung, die als elektrochrome Spiegelvorrichtung 304 dargestellt ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die elektrochrome Fenstervorrichtung 302 als Flugzeugfenster ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen ist die elektrochrome Fenstervorrichtung 302 als ein anderer Fenstertyp (z. B. ein Kraftfahrzeugfenster, ein Gebäudefenster usw.) ausgebildet. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die elektrochrome Spiegelvorrichtung 304 als Kraftfahrzeugspiegel (z. B. Rückspiegel, Seitenspiegel usw.) ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen ist die elektrochrome Spiegelvorrichtung 304 als ein anderer Spiegeltyp (z. B. ein Badezimmerspiegel usw.) ausgebildet.
Wie in den 8 und 11 dargestellt, beinhaltet die elektrochrome Vorrichtung 300 ein erstes Substrat (das beispielsweise dem Werkstück 10 usw. ähnlich ist), das als erstes Substrat 310 dargestellt ist, ein zweites Substrat, das als zweites Substrat 320 dargestellt ist, ein Dichtungselement, das als Dichtung 330 dargestellt ist, und ein Medium, das als elektrochromes Medium 334 dargestellt ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist das erste Substrat 310 zumindest teilweise transparent (z. B. im Wesentlichen transparent usw.). Wie in den 8 und 11 dargestellt, weist das erste Substrat 310 eine erste Oberfläche, die als Außenfläche 312 dargestellt ist, und eine gegenüberliegende zweite Oberfläche auf, die als Innenfläche 314 dargestellt ist.
Bei manchen Ausführungsformen ist das erste Substrat 310 aus einem beliebigen einer Reihe von Materialien hergestellt, die transparent oder im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums im Wesentlichen transparent sind. Das erste Substrat 310 kann beispielsweise Borosilicatglas, Boroaluminosilicatglas, Kalknatronglas, natürliche und synthetische polymere Harze, Kunststoffe und/oder Verbundstoffe sein oder beinhalten, darunter Polyester (z. B. PET), Polyimide (PI), Polycarbonate, Polysulfone, Polyethylennaphthalat (PEN), Ethylenvinylacetat (EVA), Acrylatpolymere, Polyamide wie Trogamid® CX 7323 von Evonik Industries, cyclische Olefinpolymere (COP) und cyclische Olefincopolymere (COC) wie Topas®. Das erste Substrat 310 kann bei manchen Ausführungsformen aus einer Glasscheibe mit einer Dicke im Bereich von etwa 0,10 Millimetern (mm) bis etwa 12,7 mm, von etwa 0,50 mm bis etwa 1,50 mm oder von etwa 0,65 mm bis etwa 1,00 mm hergestellt sein. Selbstverständlich kann die Dicke des ersten Substrats 310 größtenteils von dem bestimmten Verwendungszweck der elektrochromen Vorrichtung 300 (z. B. einer Automobilanwendung, einer Flugzeuganwendung usw.) abhängen. Wenngleich bestimmte Substratmaterialien nur zur Veranschaulichung offenbart wurden, können zahlreiche andere Substratmaterialien verwendet werden, sofern sie im Wesentlichen transparent sind und entsprechende physikalische Eigenschaften, wie etwa Festigkeit, aufweisen, um unter Anwendungsbedingungen wirksam arbeiten zu können. Die elektrochrome Vorrichtung 300 kann während des normalen Betriebs in der Tat einer extremen Temperaturschwankung sowie einer erheblichen UV-Strahlung, die hauptsächlich von der Sonne ausgeht, ausgesetzt sein. Es versteht sich ferner, dass das erste Substrat 310 eine UV-absorbierende Schicht beinhalten kann und/oder ein UV-absorbierendes Material enthalten kann, um das Substrat oder die Substrate und/oder das elektrochrome Medium 334 besser vor UV-Schäden zu schützen.
Wie in den 8 und 11 gezeigt, beinhaltet die Innenfläche 314 des ersten Substrats 310 eine darauf angeordnete erste elektrisch leitfähige Schicht, die als transparente leitfähige Schicht 316 dargestellt ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wirkt die transparente leitfähige Schicht 316 als erste Elektrode für die elektrochrome Vorrichtung 300. Die transparente leitfähige Schicht 316 kann eine oder mehrere Schichten aus elektrisch leitfähigem Material beinhalten. Die eine oder mehreren Schichten der transparenten leitfähigen Schicht 316 können ein Material beinhalten, das: (i) im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums im Wesentlichen transparent ist; (ii) entsprechend gut an das erste Substrat 310 bindet; (iii) diese Verbindung in Verbindung mit der Dichtung 330 aufrechthält; (iv) gegenüber Korrosion von Materialien, die in der elektrochromen Vorrichtung 300 oder der Atmosphäre enthalten sind, im Allgemeinen beständig ist; und/oder (v) minimale diffuse oder spiegelnde Reflexe sowie ausreichende elektrische Leitfähigkeit zeigt. Das elektrisch leitfähige Material der transparenten leitfähigen Schicht 316 kann fluorindotiertes Zinnoxid (FTO), z. B. TEC-Glas, Indium/Zinnoxid (ITO), dotiertes Zinkoxid, Indiumzinkoxid, Metalloxid/Metall/Metalloxid (wobei Metalloxid durch ein Metallkarbid, Metallnitratmetall, Metallsulfit, Metallsulphid usw. substituiert sein kann) oder andere Materialien, die dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet bekannt sind, sein oder beinhalten. Alternativ können ein oder mehrere Metalle oder eine oder mehrere Legierungen in einem Muster abgeschieden werden, um eine Gitter- oder nanostrukturierte Elektrode auf dem ersten Substrat 310 zu erzeugen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist das zweite Substrat 320 der elektrochromen Fenstervorrichtung 302 zumindest teilweise transparent (z. B. im Wesentlichen transparent usw.). Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform ist das zweite Substrat 320 der elektrochromen Spiegelvorrichtung 304 nicht transparent. Wie in den 8 und 11 dargestellt, weist das zweite Substrat 320 eine dritte Oberfläche, die als Innenfläche 322 dargestellt ist, und eine gegenüberliegende vierte Oberfläche auf, die als Außenfläche 324 dargestellt ist. Das zweite Substrat 320 ist bei manchen Ausführungsformen aus ähnlichen Materialien wie das erste Substrat 310 hergestellt. Das zweite Substrat 320 ist bei anderen Ausführungsformen aus anderen Materialien als das erste Substrat 310 hergestellt. Das zweite Substrat 320 kann bei manchen Ausführungsformen aus einer Glas- oder Kunststoffscheibe mit einer Dicke im Bereich von etwa 0,10 mm bis etwa 12,7 mm, von etwa 0,50 mm bis etwa 1,50 mm oder von etwa 0,65 mm bis etwa 1,00 mm hergestellt sein. Werden das erste Substrat 310 und das zweite Substrat 320 aus Glasscheiben hergestellt, so kann das Glas gegebenenfalls vor oder nach dem Beschichten mit Schichten aus elektrisch leitfähigem Material getempert, wärmeverfestigt, chemisch verstärkt und/oder laminiert werden.
Wie in 8 gezeigt, beinhaltet die Innenfläche 322 des zweiten Substrats 320 der elektrochromen Fenstervorrichtung 302 eine darauf angeordnete zweite elektrisch leitfähige Schicht, die als transparente leitfähige Schicht 326 dargestellt ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wirkt die transparente leitfähige Schicht 326 als zweite Elektrode für die elektrochrome Fenstervorrichtung 302. Die transparente leitfähige Schicht 326 kann eine oder mehrere Schichten aus elektrisch leitfähigem Material beinhalten. Die eine oder mehreren Schichten der transparenten leitfähigen Schicht 326 können ein Material beinhalten, das: (i) im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums im Wesentlichen transparent ist; (ii) entsprechend gut an das zweite Substrat 320 bindet; (iii) diese Verbindung in Verbindung mit der Dichtung 330 aufrechthält; (iv) gegenüber Korrosion von Materialien, die in der elektrochromen Fenstervorrichtung 302 oder der Atmosphäre enthalten sind, im Allgemeinen beständig ist; und/oder (v) minimale diffuse oder spiegelnde Reflexe sowie ausreichende elektrische Leitfähigkeit zeigt. Das elektrisch leitfähige Material der transparenten leitfähigen Schicht 326 kann FTO, z. B. TEC-Glas, ITO, dotiertes Zinkoxid, Indiumzinkoxid, Metalloxid/Metall/Metalloxid (wobei Metalloxid durch ein Metallkarbid, Metallnitratmetall, Metallsulfit, Metallsulphid usw. substituiert sein kann) oder andere Materialien, die dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet bekannt sind, sein oder beinhalten. Alternativ können ein oder mehrere Metalle oder eine oder mehrere Legierungen in einem Muster abgeschieden werden, um eine Gitter- oder nanostrukturierte Elektrode auf dem zweiten Substrat 320 zu erzeugen.
Wie in 11 gezeigt, beinhaltet die Innenfläche 322 des zweiten Substrats 320 der elektrochromen Spiegelvorrichtung 304 eine darauf angeordnete dritte elektrisch leitfähige Schicht, die als reflektierende leitfähige Schicht 328 dargestellt ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wirkt die reflektierende leitfähige Schicht 328 als zweite Elektrode für die elektrochrome Spiegelvorrichtung 304. Die reflektierende leitfähige Schicht 328 kann eine oder mehrere Schichten aus elektrisch leitfähigem Material beinhalten. Die eine oder mehreren Schichten der reflektierenden leitfähigen Schicht 328 können ein Material sein, das: (i) für sichtbares Licht im Wesentlichen reflektierend ist; (ii) entsprechend gut an das zweite Substrat 320 bindet; (iii) diese Verbindung in Verbindung mit der Dichtung 330 aufrechthält; (iv) gegenüber Korrosion von Materialien, die in der elektrochromen Spiegelvorrichtung 304 oder der Atmosphäre enthalten sind, im Allgemeinen beständig ist; und/oder (v) ausreichend elektrische Leitfähigkeit zeigt. Das elektrisch leitfähige Material der reflektierenden leitfähigen Schicht 328 kann eine reflektierende Metallbeschichtung sein oder beinhalten.
Wie in den 8 und 11 dargestellt ist, ist das zweite Substrat 320 von dem ersten Substrat 310 derart beabstandet, dass dazwischen ein Innenraum definiert ist, der als Raum 332 gezeigt ist. Wie in 8 gezeigt, ist das elektrochrome Medium 334 innerhalb des Raums 332 zwischen der transparenten leitfähigen Schicht 316, die auf der Innenfläche 314 des ersten Substrats 310 angeordnet ist, und der transparenten leitfähigen Schicht 326 angeordnet, die auf der Innenfläche 322 des zweiten Substrats 320 der elektrochromen Fenstervorrichtung 302 angeordnet ist. Wie in 11 gezeigt, ist das elektrochrome Medium 334 innerhalb des Raums 332 zwischen der transparenten leitfähigen Schicht 316, die auf der Innenfläche 314 des ersten Substrats 310 angeordnet ist, und der reflektierenden leitfähigen Schicht 328 angeordnet, die auf der Innenfläche 322 des zweiten Substrats 320 der elektrochromen Spiegelvorrichtung 304 angeordnet ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Dichtung 330 so positioniert, dass sie den Raum 332 wirksam abdichtet, sodass das elektrochrome Medium 334 nicht aus diesem austritt. Die Dichtung 330 kann sich zwischen der gesamten Peripherie der Innenfläche 314 des ersten Substrats 310 und der Innenfläche 322 des zweiten Substrats 320 und um diese erstrecken. Die Dichtung 330 kann ein beliebiges Material sein oder beinhalten, das haftfähig mit den elektrisch leitfähigen Materialien verbunden werden kann, die auf das erste Substrat 310 (z. B. der transparenten leitfähigen Schicht 316 usw.) und das zweite Substrat 320 (z. B. die transparente leitfähige Schicht 326, die reflektierende leitfähige Schicht 328 usw.) beschichtet sind, um das elektrochrome Medium 334 innerhalb des Raums 332 abzudichten. Beispielsweise kann die Dichtung 330 (i) eine gute Haftung auf Glas, Metallen, Metalloxiden und/oder anderen Substratmaterialien aufweisen, (ii) eine geringe Durchlässigkeit für Sauerstoff, Feuchtigkeitsdampf und/oder andere schädliche Dämpfe und Gase aufweisen und darf (iii) nicht mit dem elektrochromen Medium 334, das die Dichtung 330 enthalten und schützen soll, interagieren oder dieses verderben. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Abschnitt der elektrisch leitfähigen Schichten (z. B. die transparente leitfähige Schicht 316, die transparente leitfähige Schicht 326, die reflektierende leitfähige Schicht 328 usw.) teilweise abgetragen werden, wo die Dichtung 330 positioniert ist. Bei derartigen Ausführungsformen kann die Dichtung 330 so ausgebildet sein, dass sie auf Glas, Kunststoff oder anderen nicht leitfähigen Substraten bindet und haftet.
Die Zusammensetzung des in dem Raum 332 angeordneten elektrochromen Mediums 334 kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zumindest ein anodisches elektroaktives Material, zumindest ein kathodisches elektroaktives Material und zumindest ein Lösungsmittel beinhalten. Das zumindest eine der anodischen elektroaktiven und kathodischen elektroaktiven Materialien kann elektrochrom sein. Typischerweise ist sowohl das anodische als auch das kathodische Material elektroaktiv und ist zumindest eines davon elektrochrom. Es versteht sich, dass der Begriff „elektroaktiv“ unabhängig von seiner üblichen Bedeutung hierin als Material definiert ist, das bei Aussetzen gegenüber einer bestimmten Differenz elektrischen Potentials eine Modifikation in seinem Oxidationszustand durchläuft. Zusätzlich wird verstanden, dass der Begriff „elektrochrom“ hierin unabhängig von seiner gewöhnlichen Bedeutung als ein Material definiert ist, das bei Aussetzen gegenüber einer bestimmten Differenz elektrischen Potenzials eine Änderung in seinem Extinktionskoeffizienten bei einer oder mehreren Wellenlängen aufweist.
Das elektrochrome Medium 334 kann ein einzelne Materialschicht beinhalten, die kleine nichthomogene Bereiche beinhalten kann und Lösungsphasenvorrichtungen beinhaltet, wobei ein Material in Lösung in einem ionisch leitenden Elektrolyten enthalten sein kann, der bei elektrochemischer Oxidation oder Reduktion in dem Elektrolyten in Lösung verbleibt. In der kontinuierlichen Lösungsphase einer Gelzusammensetzung können elektroaktive Materialien der Lösungsphase enthalten sein. Es können mehr als ein anodisches und kathodisches Material zu einer vorgewählten Farbe kombiniert werden. Die anodischen und kathodischen Materialien können auch durch eine Verbrückungseinheit kombiniert oder verknüpft sein. Zusätzlich kann eine einschichtige einphasige Zusammensetzung eine Zusammensetzung beinhalten, bei der die anodischen und kathodischen Materialien in eine Polymermatrix eingearbeitet sind. Das elektrochrome Medium 334 kann schichtweise aufgebaut sein und/oder ein Material beinhalten, das direkt an eine elektrisch leitende Elektrode (z. B. die transparente leitfähige Schicht 316, die transparente leitfähige Schicht 326, die reflektierende leitfähige Schicht 328 usw.) angebracht ist oder in enger Nähe dazu begrenzt ist, das bei elektrochemischer Oxidation oder Reduktion angebracht oder begrenzt bleibt. In dem elektrochromen Medium 334 können ein oder mehrere Materialien während des Betriebs der elektrochromen Vorrichtung 300 eine Phasenänderung durchlaufen. Beispielsweise bildet ein in Lösung im ionisch leitenden Elektrolyten enthaltenes Material bei elektrochemischer Oxidation oder Reduktion eine Schicht auf der elektrisch leitenden Elektrode.
Zusätzlich kann das elektrochrome Medium 334 andere Materialien beinhalten, wie etwa UV-Absorber, UV-Stabilisatoren, Thermostabilisatoren, Antioxidationsmittel, Verdickungsmittel, Viskositätsmodifikatoren, Farbtonbereitstellungsmittel, Redoxpuffer und Mischungen davon. Geeignete UV-Stabilisatoren können 2-Ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat; (2-Ethylhexyl)-2-cyano-3,3-diphenylacrylat; 2-(2'-Hydroxy-4'-methylphenyl)benzotriazol, verkauft von Ciba-Geigy Corp. unter der Handelsmarke Tinuvin P; 3-[3-(2H-Benzotriazole-2-yl)-5-(1 ,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]propionsäurepentylester, hergestellt von Tinuvin 213, verkauft von Ciba-Geigy Corp., durch herkömmliche Hydrolyse, gefolgt von herkömmlicher Veresterung (im Folgenden „Tinuvin PE“); 2,4-Dihydroxybenzophenon; 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon; und 2-Ethyl-2'-ethoxyalanilid beinhalten, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Bei einigen Ausführungsformen beinhaltet die elektrochrome Zusammensetzung ferner einen anodischen und/oder kathodischen farbstabilisierenden Redoxpuffer. Bei einigen Ausführungsformen kann das elektrochrome Medium 334 zusätzlich eine vernetzte Polymermatrix, ein freistehendes Gel und/oder ein im Wesentlichen nichttropfendes Gel beinhalten.
Anodische Materialien können ein beliebiges einer Reihe von Materialien beinhalten, darunter Ferrocen, substituierte Ferrocene, substituierte Ferrocenylsalze, Phenazin, substituierte Phenazine, Phenothiazin, substituierte Phenothiazine, darunter substituierte Triphenodithiazine, Thianthren und substituierte Thianthrene. Beispiele für anodische Materialien können Di-tert-butyl-diethylferrocen; 5,10-Dimethyl-5,10-dihydrophenazin (DMP); 3,7,10-Trimethylphenothianin; 2,3,7,8-Tetramethoxy-thianthren; 10-Methylphenothiazin, Tetramethylphenazin (TMP); und Bis(butyltriethylammonium)-paramethoxytriphenodithiazin (TPDT) beinhalten. Das anodische Material kann auch eine Polymerfolie, wie etwa ein Polyanilin, ein Polythiophen, ein polymerisches Metallocen oder ein festes Übergangsmetalloxid, darunter Oxide von Vanadium, Nickel und Iridium, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, sowie zahlreiche heterocyclische Verbindung beinhalten.
Bei einer weiteren Ausführungsform beinhaltet zumindest eines der anodischen elektroaktiven Materialien eine Phenazinverbindung. Solche Verbindungen können substituiert oder unsubstituiert sein. Veranschaulichende Phenazinverbindungen beinhalten 2,7-Dialkyl-5,10-dialkyl-5,10-dihydrophenazine, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Bei einigen solchen Ausführungsformen weist zumindest eine Alkylgruppe der 5,10-Dialkylgruppen im Phenazin zumindest 4 Kohlenstoffatome auf und weist keine β-Wasserstoffatome auf, und weist zumindest eine Alkylgruppe der 2,7-Dialkylgruppen im Phenazin zumindest 4 Kohlenstoffatome auf. Bei einer weiteren Ausführungsform ist zumindest eine Alkylgruppe der 5,10-Dialkylgruppen ein Neopentyl und ist zumindest eine Alkylgruppe der 2,7-Dialkylgruppen eine Isobutyl-, (2-Ethylbutyl)- oder (2-Propylpentyl)-Gruppe. Bei manchen Ausführungsform ist zumindest eine Alkylgruppe der 5,10-Dialkylgruppen ein Neopentyl und ist zumindest eine Alkylgruppe der 2,7-Dialkylgruppen ein 2-Ethyl-1-butanol. Bei einer weiteren Ausführungsform ist zumindest eine Alkylgruppe der 5,10-Dialkylgruppen ein Neopentyl und ist zumindest eine Alkylgruppe der 2,7-Dialkylgruppen ein Isobutyl.
Kathodische Materialien können z. B. Viologene, wie etwa Methylviologentetrafluorborat, Octylviologentetrafluorborat (Octylviologen) oder Benzylviologentetrafluorborat; und/oder Ferrociniumsalze, wie etwa (6-(Tritertbutylferrocinium)hexyl)triethylammoniumdi-tetrafluorborat (TTBFc.⁺), beinhalten. Während spezielle kathodische Materialien nur zur Veranschaulichung vorgesehen sind, können zahlreiche andere herkömmliche kathodische Materialien verwendet werden. Das kathodische Material kann eine Polymerfolie, wie etwa verschiedene Polythiophene oder polymere Viologene, eine anorganische Folie oder ein festes Übergangsmetalloxid, darunter Wolframoxid, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, beinhalten. Bei einer Ausführungsform beinhaltet zumindest eines des kathodischen elektroaktiven Materials ein Viologen. Bei einer weiteren Ausführungsform beinhaltet zumindest eines des kathodischen elektroaktiven Materials eine 1,1'-Dialkyl-4,4'-dipyridinium-Verbindung. Bei einer weiteren Ausführungsform beinhaltet zumindest eine an die Dipyridiniumverbindung angebundene Alkylgruppe zumindest 4 Kohlenstoffatome und weniger als zwei β-Wasserstoffatome. Bei einer weiteren Ausführungsform beinhaltet zumindest eine Alkylgruppe der Dipyridiniumverbindung eine (2-Ethylhexyl)-Gruppe. Bei einigen Ausführungsformen ist ein Viologen-Gegenion ein beliebiges Anion. Veranschaulichende Anionen beinhalten BF₄ ^-, PF₆ ^-, SbF6^-, p-Toluolsulfonat, Trifluormethansulfonat oder Bis-trifluormethansulfonimid, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Wie in den 8 und 11 gezeigt, beinhaltet die transparente leitfähige Schicht 316 des ersten Substrats 310 das Zeichen 200. Beispielsweise kann die transparente leitfähige Schicht 316 des ersten Substrats 310 (i) den ersten Laserablationsprozess (siehe 1 bis 3) derart durchlaufen, dass die transparente leitfähige Schicht 316 den ersten abladierten Bereich 24 aufweist, und (ii) den zweiten Laserablationsprozess (siehe 4 bis 5) derart durchlaufen, dass die transparente leitfähige Schicht 316 den zweiten abladierten Bereich 32 aufweist, der einen Teil des ersten abladierten Bereichs 24 überlappt, wodurch die Zeichen 200 innerhalb und/oder auf der transparenten leitfähigen Schicht 316 definiert werden.
Wie in den 6, 8, 9 und 11 dargestellt ist, ist die elektrochrome Vorrichtung 300 in einem ersten Zustand (z. B. transparenter Zustand, Klarzustand, nichtgefärbter Zustand, nichtabgedunkelter Zustand usw.), der als transparenter Zustand 306 dargestellt ist, so ausgebildet, dass ihr Zeichen 200 zumindest teilweise unsichtbar (z. B. ausreichend unsichtbar, nicht sichtbar, undeutlich, durchschaubar, nicht erkennbar usw.) ist. Wie in den 7 und 10 dargestellt, ist die elektrochrome Vorrichtung 300 in einem zweiten Zustand (z. B. einem gefärbten Zustand, abgedunkelten Zustand, gedimmtem Zustand usw.), der als abgedunkelter Zustand 308 dargestellt ist, so ausgebildet, dass ihr Zeichen 200 sichtbar ist (z. B. ausreichend sichtbar, deutlich, erkennbar usw.). Das in dem Raum 332 angeordnete elektrochrome Medium 334, die transparente leitfähige Schicht 316 des ersten Substrats 310 und (i) die transparente leitfähige Schicht 326 oder (ii) die reflektierende leitfähige Schicht 328 des zweiten Substrats 320 ermöglichen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform das selektive Anzeigen des Zeichens 200. Beispielsweise kann ein Benutzer der elektrochromen Vorrichtung 300 den abgedunkelten Zustand 308 der elektrochromen Vorrichtung 300 derart selektiv aktivieren, dass die elektrochrome Vorrichtung 300 von dem transparenten Zustand 306 in den abgedunkelten Zustand 308 übergeht (z. B. durch Drücken eines Dimmknopfes, eines Einfärbknopfes usw., der der elektrochromen Vorrichtung 300 zugeordnet ist). Das durch den ersten Laserablationsprozess und den zweiten Laserablationsprozess erzeugte Zeichen 200 der elektrochromen Fenstervorrichtung 302 und der elektrochromen Spiegelvorrichtung 304 kann somit unsichtbar sein, wenn sich das elektrochrome Medium 334 sich im transparenten Zustand 306 befindet, und sichtbar sein, wenn sich das elektrochrome Medium 334 im abgedunkelten Zustand 308 befindet.
Versuchsergebnisse
Verschiedene Experimente wurden durchgeführt, um verschiedene Probenträger (z. B. Substrate wie etwa das Werkstück 10, das erste Substrat 310, das zweite Substrat 320 usw.) unter Verwendung eines Laserablationsprozesses mit variierenden Laserablationseinstellungen und/oder -parametern zu modifizieren. Die Experimente, wie sie hierin näher beschrieben werden, zeigen, dass diverse Eigenschaften einer leitfähigen Schicht (z. B. der leitfähigen Schicht 40, der transparenten leitfähigen Schicht 316, der transparenten leitfähigen Schicht 326, der reflektierenden leitfähigen Schicht 328 usw.) unter Verwendung eines Laserablationsverfahrens verändert werden können, das den ersten Laserablationsprozess und den zweiten Laserablationsprozess, die oben beschrieben sind, beinhaltet. Mehr im Detail können die Dicke, die Farbe, der Widerstand und/oder noch andere Eigenschaften der leitfähigen Schicht mit einem derartigen Laserablationsverfahren selektiv modifiziert werden.
Wie in den nachfolgenden Tabellen 1 bis 4 dargestellt, wurden verschiedene Proben eines Substrats dem oben beschriebenen Laserablationsverfahren unterzogen. Im Spezifischen wurden verschiedene Testsubstrate dem ersten Laserablationsprozess und dem zweiten Laserablationsprozess unterzogen, während verschiedene Kontrollsubstrate nur dem ersten Laserablationsprozess unterzogen wurden. Ferner wurde die Anzahl der während des zweiten Laserablationsprozesses durchgeführten Durchgänge selektiv variiert.
In 12 ist ein Schaubild 500 mit Differenzdicken-Datenpunkten 502 als Funktion einer Anzahl von Laserablationsdurchgängen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Die Differenzdicken-Datenpunkte 502 entsprechen der Differenz in den Dickendaten in Tabelle 1 und zeigen die Differenz zwischen zugehörigen Kontrollsubstratdickendaten und Testsubstratdickendaten. Die Kontrollsubstratdickendaten geben die Dicke der leitfähigen Schicht auf den Kontrollsubstraten (in Nanometern) nach Durchführung des ersten Laserablationsprozesses (z. B. zum Abtragen einer Beschichtungsschicht usw.) an diesen an. Die Testsubstratdickendaten geben die Dicke der leitfähigen Schicht auf den Testsubstraten (in Nanometern) nach dem Durchführung des ersten und zweiten Laserablationsprozesses (z. B. zum Abtragen einer Beschichtungsschicht und dann zum Modifizieren der leitfähigen Schicht usw.) an diesen an. Wie in Tabelle 1 und 12 dargestellt ist, nimmt die Dicke der leitfähigen Schicht ab, umso mehr zusätzlichen Laserdurchgängen ein jeweiliges Substrat unterzogen wird. Beispielsweise war die Dicke der leitfähigen Schicht auf dem Testsubstrat relativ zu dem Kontrollsubstrat nach einem einzigen Laserdurchgang (z. B. dem ersten Laserablationsprozess usw.) identisch, während die Dicke der leitfähigen Schicht auf den Testsubstraten sich verringerte, als die leitfähige Schicht zusätzlichen Laserdurchgängen (z. B. dem zweiten Laserablationsprozess usw.) unterzogen wurde. Im Spezifischen, wie in Tabelle 1 und 12 gezeigt, wird die Dicke der leitfähigen Schicht der Testsubstrate durch jeden nachfolgenden Laserdurchgang in einer nichtlinearen Tendenz (z. B. ähnlich einer Funktion davon) in Bezug auf die leitfähige Schicht der Kontrollsubstrate von gleicher Dicke nach einem einmaligen Durchgang auf sieben Nanometer weniger nach zehn oder mehr Laserpulsen verringert. Bei einigen Ausführungsformen wird die Dicke der leitfähigen Schicht in einer anderen Tendenzform (z. B. basierend auf den ausgewählten Parametern des Laserablationsprozesses usw.) verringert. Bei einigen Ausführungsformen wird die Dicke der leitfähigen Schicht der Testsubstrate während des zweiten Laserablationsprozesses um mehr als sieben Nanometer verringert (z. B. 10, 15, 20 usw. Nanometer usw.).
In 13 ist ein Schaubild 600 mit Widerstandsdatenpunkten 602 als Funktion einer Anzahl von Laserablationsdurchgängen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Die Widerstandsdatenpunkte 602 entsprechen der Differenz in den Widerstandsdaten in Tabelle 2 und zeigen die Widerstandsänderung der leitfähigen Schicht auf den Testsubstraten (in Ohm/Quadrat) nach Durchführung des ersten Laserablationsprozesses und des zweiten Laserablationsprozesses an diesen relativ zu dem Widerstand der leitfähigen Schicht auf den Kontrollsubstraten, nachdem diese nur dem ersten Laserablationsprozess unterzogen wurden. Wie in Tabelle 1 und 13 dargestellt, steigt der Widerstand der leitfähigen Schicht nach jedem nachfolgenden Laserdurchgang in einer im Wesentlichen linearen Tendenz (z. B. ähnlich einer Funktion davon usw.) an. Bei einigen Ausführungsformen steigt der Widerstand der leitfähigen Schicht in einer anderen Tendenzform (z. B. in einer nichtlinearen Tendenz, basierend auf den ausgewählten Parametern des Laserablationsprozesses usw.) an.
Es wird nun auf 14 Bezug genommen, wobei ein Schaubild 700 a*-Datenpunkte 702 und b*-Datenpunkte 704 als Funktion einer Anzahl von Laserablationsdurchgängen beinhaltet. Die a*-Datenpunkte 702 und b*-Datenpunkte 704 entsprechen den Daten in Tabelle 3 und zeigen die Farbänderung in einem a*-Raum und b*-Raum, wie von einer unbeschichteten Oberfläche (z. B. der ersten Seite 18, der Außenfläche 312, der Außenfläche 324 usw.) der Testsubstrate nach Durchführung des ersten und zweiten Laserablationsprozesses an diesen aus betrachtet und gemessen, gegenüber von wie von der unbeschichteten Oberfläche der Kontrollsubstrate nach Durchführung nur des ersten Laserablationsprozesses an diesen aus betrachtet und gemessen. Es wird nun auf 15 Bezug genommen, wobei ein Schaubild 800 a*-Datenpunkte 802 und b*-Datenpunkte 804 als Funktion einer Anzahl von Laserablationsdurchgängen beinhaltet. Die a*-Datenpunkte 802 und b*-Datenpunkte 804 entsprechen den Daten in Tabelle 4 und zeigen die Farbänderung in einem a*-Raum und b*-Raum, wie von einer beschichteten Oberfläche (z. B. der zweiten Seite 16, der Innenfläche 314, der Innenfläche 322 usw.) der Testsubstrate nach Durchführung des ersten und zweiten Laserablationsprozesses an diesen aus betrachtet und gemessen, gegenüber von wie von der beschichteten Oberfläche der Kontrollsubstrate nach Durchführung nur des ersten Laserablationsprozesses an diesen aus betrachtet und gemessen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Farbe auf einen dreidimensionalen ganzzahligen Raum, der als Lab-Farbraum bezeichnet wird, kartiert werden. Lab-Farbraum in definiert durch einen a*-Raum, b*-Raum und L*-Raum. L*-Raum stellt die Helligkeit dar, a*-Raum stellt Rot/Grün-Gegenfarben dar und b*-Raum stellt Gelb/Blau-Gegenfarben dar. Beispielsweise stellt ein L*-Wert im L*-Raum eine Helligkeit zwischen dem dunkelsten Schwarz und dem weißesten Weiß dar, stellt ein negativer a*-Wert eine grüne Farbe dar und stellt ein positiver a*-Wert eine rote Farbe und stellt ein negativer b*-Wert eine blaue Farbe dar und stellt ein positiver b*-Wert eine gelbe Farbe dar. Wie in den 14 und 15 dargestellt ist, bewirkt das Unterziehen der Testsubstrate zusätzlichen Laserdurchgängen, dass die Farbe der Beschichtungsschicht im b*-Raum (z. B. mehr gelb usw.) zunimmt (z. B. positiver wird usw.) und im a*-Raum (z. B. mehr grün usw.) abnimmt (z. B. negativer wird usw.).
Durch Messung der Farbe der leitfähigen Schicht im Lab-Raum sowohl für die Testsubstrate als auch für die Kontrollsubstrate kann die Farbdifferenz wie in Gleichung (1) gezeigt quantifiziert werden: $Δ E * = \sqrt{{(Δ a *)}^{2} + {(Δ b *)}^{2} + {(Δ L *)}^{2}}$
wobei ΔE* die Farbdifferenz ist, Δa* die Differenz zwischen dem a*-Wert für das Testsubstrat und dem Kontrollsubstrat ist, Δb* die Differenz zwischen dem b*-Wert für das Testsubstrat und dem Kontrollsubstrat ist und ΔL* die Differenz zwischen dem L*-Wert für das Testsubstrat und dem Kontrollsubstrat ist.
Es wird nun auf 16 Bezug genommen, wobei ein Schaubild 900 eine erste Farbänderungskurve oder eine Farbänderungskurve 902 der unbeschichteten Seite und eine zweite Farbänderungskurve oder Farbänderungskurve 904 der beschichteten Seite beinhaltet. Wie in den Tabellen 3 und 4 und 16 dargestellt, ist die Farbänderung der Testsubstrate umso größer, wenn die Beschichtungsschicht der Testsubstrate zusätzlichen Laserdurchgängen während des zweiten Laserablationsprozesses unterzogen wird. Die Farbänderung kann im Spezifischen zwischen 0 und 3,5 oder höher liegen. Als ein Beispiel kann ein verblasstes Zeichen 200 oder eine „Just-Noticeable-Difference“ („JND“) gewünscht sein, sodass die Anzahl der Laserdurchgänge des zweiten Laserablationsprozesses so gewählt wird, dass die Farbänderung im Bereich zwischen 0 und 1,0 liegt (z. B. 0,13, 0,4, 0,6 usw.). Als ein weiteres Beispiel kann ein indikativer 200°-Hochfrequenzimpuls verwendet werden, der ausgeprägter und Pyrrolyl ist, sodass die Anzahl der Laserdurchläufe des zweiten Laserablationsprozesses so gewählt ist, dass die Farbänderung größer als 1,0 ist (z.B. 1,5, 2,3, 2,8, 3,1, 3,3 usw.).
Wie in den 12, 13 und 16 dargestellt, können daher die Dicke, der Widerstand und/oder die Farbe einer leitfähigen Schicht eines Substrats durch Steuern der Anzahl von Laserdurchgängen (und der Lasereigenschaften wie etwa Geschwindigkeit, Abstand, Intensität, Durchmesser usw.), denen das Substrat während des zweiten Laserablationsprozesses unterzogen wird, nach Wunsch selektiv verändert oder modifiziert werden.
Es versteht sich, dass sich die vorstehende Beschreibung auf eine oder mehrere bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung bezieht. Die Erfindung ist nicht auf die eine oder mehreren hierin offenbarten bestimmten Ausführungsformen beschränkt, sondern nur durch die folgenden Ansprüche definiert. Des Weiteren beziehen sich die in der vorstehenden Beschreibung enthaltenen Aussagen auf bestimmte Ausführungsformen und sollen nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung oder der Definition von in den Ansprüchen verwendeten Begriffen verstanden werden, außer dort, wo vorstehend ein Begriff oder ein Ausdruck ausdrücklich definiert ist. Dem Fachmann auf dem Gebiet werden sich diverse andere Ausführungsformen und diverse Veränderungen und Modifikationen an der einen oder den mehreren offenbarten Ausführungsformen erschließen. Alle derartigen anderen Ausführungsformen, Veränderungen und Modifikationen sollen vom Umfang der angefügten Ansprüche umfasst sein.
Wie in dieser Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, sind die Begriffe „zum Beispiel“, „wie (etwa)“ und die Verben „umfassen“, „aufweisen“, „beinhalten“ und deren sonstige Verbformen bei Verwendung in Verbindung mit einer Auflistung einer oder mehrerer Komponenten oder anderer Elemente jeweils als nicht abschließend auszulegen, was bedeutet, dass die Liste nicht als andere, zusätzliche Komponenten oder Elemente ausschließend auszulegen ist. Andere Begriffe sind mit ihrer weitesten vernünftigen Bedeutung auszulegen, sofern sie nicht in einem Kontext verwendet werden, der eine andere Interpretation erfordert.

Claims

Produkt, das umfasst: ein erstes Substrat, das für sichtbares Licht zumindest teilweise durchlässig ist, wobei das erste Substrat beinhaltet: eine erste Oberfläche; eine gegenüberliegende zweite Oberfläche; und eine erste elektrisch leitfähige Schicht, die auf der gegenüberliegenden zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei die erste elektrisch leitfähige Schicht einen ersten abladierten Bereich und einen zweiten abladierten Bereich aufweist, der vollständig innerhalb eines Abschnitts des ersten abladierten Bereichs angeordnet ist und diesen überlappt, wobei der zweite abladierte Bereich ein selektiv sichtbares Zeichen definiert.
Produkt nach Anspruch 1, wobei der erste abladierte Bereich durch ein Unterziehen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht einem ersten Laserablationsprozess gebildet ist, und wobei der zweite abladierte Bereich durch Unterziehen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht dem ersten Laserablationsprozess und einem zweiten Laserablationsprozess gebildet ist.
Produkt nach Anspruch 1, das ferner ein zweites Substrat umfasst, das von dem ersten Substrat beabstandet ist, wobei das zweite Substrat eine dritte Oberfläche und eine gegenüberliegende vierte Oberfläche aufweist, wobei die dritte Oberfläche eine zweite elektrisch leitfähige Schicht beinhaltet, die darauf angeordnet ist.
Produkt nach Anspruch 3, wobei die zweite elektrisch leitfähige Schicht eine reflektierende leitfähige Schicht ist.
Produkt nach Anspruch 3, wobei die zweite elektrisch leitfähige Schicht eine transparente leitfähige Schicht ist.
Produkt nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste abladierte Bereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht eine erste Dicke aufweist und der zweite abladierte Bereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht eine zweite Dicke aufweist, wobei die zweite Dicke geringer ist als die erste Dicke.
Produkt nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste abladierte Bereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht einen ersten Widerstand und der zweite abladierte Bereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht einen zweiten Widerstand aufweist, wobei der zweite Widerstand größer als der erste Widerstand ist.
Produkt nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste abladierte Bereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht eine erste Farbe aufweist und der zweite abladierte Bereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht eine zweite Farbe aufweist, wobei die zweite Farbe sich von der ersten Farbe unterscheidet.
Elektrochrome Vorrichtung, die umfasst: ein erstes Substrat mit einer ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche, wobei die gegenüberliegende zweite Oberfläche eine erste elektrisch leitfähige Schicht beinhaltet, die darauf angeordnet ist, die einen ersten abladierten Bereich und einen zweiten abladierten Bereich aufweist, der vollständig innerhalb eines Abschnitts des ersten abladierten Bereichs angeordnet ist und einen Abschnitt des ersten abladierten Bereichs überlappt, wobei der erste abladierte Bereich durch Unterziehen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht einem ersten Laserablationsprozess gebildet ist, und wobei der zweite abladierte Bereich durch zusätzliches Unterziehen des Abschnitts des ersten abladierten Bereichs einem zweiten Laserablationsprozess gebildet ist; ein zweites Substrat, das von dem ersten Substrat beabstandet ist, um einen Innenraum dazwischen zu definieren, wobei das zweite Substrat eine dritte Oberfläche und eine gegenüberliegende vierte Oberfläche aufweist, wobei die dritte Oberfläche eine zweite elektrisch leitfähige Schicht beinhaltet, die darauf angeordnet ist; und ein elektrochromes Medium, das innerhalb des Innenraums zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist, wobei der zweite abladierte Bereich zumindest teilweise unsichtbar ist, während sich das elektrochrome Medium in einem transparenten Zustand befindet, und wobei der zweite abladierte Bereich sichtbar ist, während sich das elektrochrome Medium in einem abgedunkelten Zustand befindet.
Elektrochrome Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die erste elektrisch leitfähige Schicht eine transparente leitfähige Schicht ist.
Elektrochrome Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die zweite elektrisch leitfähige Schicht eine transparente leitfähige Schicht oder eine reflektierende leitfähige Schicht ist.
Elektrochrome Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der zweite abladierte Bereich ein selektiv sichtbares Zeichen beinhaltet.
Elektrochrome Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der erste abladierte Bereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht eine erste Dicke aufweist und der zweite abladierte Bereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht eine zweite Dicke aufweist, wobei die zweite Dicke geringer als die erste Dicke ist.
Elektrochrome Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der erste abladierte Bereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht einen ersten Widerstand und der zweite abladierte Bereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht einen zweiten Widerstand aufweist, wobei der zweite Widerstand größer als der erste Widerstand ist.
Elektrochrome Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der erste abladierte Bereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht eine erste Farbe aufweist und der zweite abladierte Bereich der ersten elektrisch leitfähigen Schicht eine zweite Farbe aufweist, wobei die zweite Farbe sich von der ersten Farbe unterscheidet.