JP2016531062A - コーティングを備えた基材の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、コーティングを備えた基材を製造するための方法に関するものであり、このコーティングは当該コーティングの少なくとも一つの特性が空間的に部分変更されているパターンを含み、当該方法は基材上に被着した連続的なコーティングをレーザー放射により熱処理する工程を含む。この熱処理の工程は、少なくとも一本のレーザー線の形態をとってコーティングに集束させたレーザー光線を、連続コーティングを維持しつつ且つコーティングを溶融させずに基材に照射し、そして基材とコーティングに集束させたレーザー線とを、レーザー線の長手方向（Ｙ）を横切る方向（Ｘ）に相対的に移動させ、この相対的な移動の間レーザー線の出力（Ｐlas）を、相対的な移動の速度（ｖ）と相対的移動の方向（Ｘ）におけるパターンの寸法とに応じて時間的に変化させるものである。

Description

本発明は、面の少なくとも一つの少なくとも一部分上にコーティングを備えた基材であって、このコーティングはコーティングの少なくとも一つの特性が空間的に部分変更しているパターンを含んでいる基材を得るための方法に関する。本発明はまた、コーティングの少なくとも一つの特性が空間的に部分変更しているパターンを作ることを目的として、少なくとも一つのコーティングを備えた基材を処理するための装置にも関し、また、面の少なくとも一つの少なくとも一部分上にコーティングを備え、このコーティングがコーティングの少なくとも一つの特性が空間的に部分変更しているパターンを含んでいる基材にも関する。

特別な特性、特に光学特性、例えば所与の波長範囲の放射線の反射又は吸収や、電気伝導特性、又は基材のクリーニングのしやすさもしくはセルフクリーニングの能力に関連する特性を与えるコーティングを備えた基材、特にガラス又は有機ポリマー材料から作製された基材を提供することは、標準的なことである。これらのコーティングは、単層であっても多層であってもよく、概して無機化合物を基礎材料とし、特に金属、酸化物、窒化物又は炭化物を基礎材料としている。これらのコーティングは、薄層であっても薄層の積重体であってもよい。本発明の目的上、「薄層」という用語は、厚さがマイクロメートルより小さく、一般には数ナノメートルから数百ナノメートルの範囲にある層を意味し、それゆえの「薄（い）」との用語である。

基材に特別な特性を与えるコーティングの例として、以下のものを挙げることができる。
・可視波長範囲における基材の反射特性を変更するコーティング、例えば、ミラーを作製するのに使用する反射性の金属コーティング、特に銀金属を基礎材料とするもの、あるいは、空気と基材との界面での放射線の反射を低減させること目的とする反射防止コーティング。反射防止コーティングは特に、空気の屈折率と基材の屈折率との間の屈折率を有する層、例えばゾル−ゲルタイプの薄層又は多孔質層により作製することができ、あるいは、空気と基材との界面で干渉フィルターとして作用する、低屈折率と高屈折率とを交互に有する薄層の積重体により作製することができ、あるいは、空気の屈折率と基材の屈折率との間の屈折率の連続的な又は段階的な勾配を有する薄層の積重体により作製することができる。
・基材に赤外線の反射特性を与えるコーティング、例えば、少なくとも一つの金属性の薄層を含む、特に銀を基礎材料とするものを含む、透明コーティングなど。これらの金属性の薄層透明コーティングは、日射制御グレージング、特に、入射太陽エネルギーの量を低減することを目的とした日射防護グレージング、又は、建物又は車両から外に散逸するエネルギーの量を低減することを目的とした低放射率グレージング、を作製するのに使用される。
・基材に電気伝導特性を与えるコーティング、例えば、少なくとも一つの金属性の薄層、特に銀を基礎材料としたもの、又は透明な電気伝導性酸化物（ＴＣＯ）を基礎材料とした薄層、例えば、インジウムとスズの混合酸化物（ＩＴＯ）を基礎材料としたもの、インジウムと亜鉛の混合酸化物（ＩＺＯ）を基礎材料としたもの、ガリウムもしくはアルミニウムをドープした酸化亜鉛を基礎材料としたもの、ニオブをドープした酸化チタンを基礎材料としたもの、カドミウム又はスズ酸亜鉛を基礎材料としたもの、フッ素及び／又はアンチモンをドープした酸化スズを基礎材料としたもの、を含むコーティングなど。電気伝導特性を有するこれらのコーティングは、特に、コーティングを通して電流を流しジュール効果により熱を発生させる加熱グレージングにおいて、あるいは、積層電子デバイスにおける電極として、特に有機発光ダイオードデバイス（ＯＬＥＤ）、光起電力デバイス又はエレクトロクロミックデバイスの前面に位置する透明電極として、使用される。
・基材にセルフクリーニング特性を与えるコーティング、例えば、酸化チタンを基礎材料とした薄層であって、紫外線の作用下で有機化合物の分解を促進し、そして水流の作用下で無機質の汚れを除去するものなど。

特定の用途のためには、基材上に被着したコーティングの特性を、それらが光学特性、電気伝導特性その他であろうとなかろうと、局所的に変更して、例えば周期的に変更して、コーティングの特性を空間的に部分変更したパターンを得るようにすることが望ましい。特に、コーティングされた基材の視覚的外観を、美的又は機能的な目的のため変更するように、コーティングの光学特性の部分変更を求められることがある。例えば、コーティングが反射光に色の勾配を含む、又は反射の色を変更する任意の他のパターンを含むグレージングを、内装又は外装用の装飾ガラスとして使用することができる。同様に、反射及び／又は吸収領域と透明領域とが交互になっているグレージングを、装飾ガラスとして、又は間仕切り、特に「開放空間」タイプの開放された事務所用の間仕切りとして使用して、グレージングの非透明領域のレベルで私的空間を画定しつつ、同時に透明領域で良好な光の透過を保持するのを可能にすることができる。

コーティングの光学特性を部分的に変更することによって、特定の放射線に対するコーティングされた基材の光学的応答を調節し、その結果基材の性能品質を調整するのを可能にすることもできる。例えば、コーティングが赤外線を反射する透かしパターンを含んでいる日射制御グレージングは、太陽熱の増加の制御を可能にする。

光学特性の変更のほかに、基材上にパターン又は特定の伝導性マッピングを作るために、コーティングの電気伝導特性の変更が求められることがある。例えば、表面に導電性のグリッドを含むグレージングを、電子積層デバイス用の電極として、特に、グリッドの格子間の空間が透明である場合には透明電極として、又は加熱グレージングとして使用してもよく、あるいはファラデーケージタイプの透明な等電位面として働かせてもよい。

実際には、コーティングの特性を部分的に変更したパターンをコーティングの被着の際に完全なものにすることは、特に工業的プロセスの観点から、煩雑である。具体的に言うと、現在では、薄層を基材の大きな面に、特に「マグネトロン」法としても知られる磁場支援陰極スパッタリングにより、被着させることは比較的容易ではあるものの、被着条件に作用させることによりこれらの薄層の特性を空間的に部分変更することは依然として困難である。マグネトロン法により基材上に層を被着する際にマスクを使用することは、特に基材の清浄度を維持する上で、問題を生じさせ、このことにより工業規模での実施が制限される。

さらに、コーティングを基材上に被着した後にコーティングにパターンを形成するいろいろな技術が存在する。第１の公知の技術はレーザーパターニングであり、この技術ではコーティングの少なくとも一部分のアブレーション又は気化を、ポイントレーザービームでの走査により行う。しかしながらこの技術は、局所的で低速の技術であって、大サイズの基材に対して実施するのは困難であり、生産速度は比較的小さくならざるをえない。別の公知の技術はスクリーン印刷であり、これは印刷用スクリーンを通したエナメルの被着により、又はデジタル印刷により基材の一部分を不透明にするのを可能にする。しかしながら、スクリーン印刷技術は解像度に限界があり、そしてエナメル処理した製品の安定性を保証するために少なくとも６００℃の温度で基材を熱処理する必要があって、これが弊害をもたらす。さらに別の公知の技術では、樹脂のマスク、例えば感光性のものを、処理しようとするコーティング上にリソグラフィー又はスクリーン印刷により形成してから、コーティングのうちの樹脂のマスクで保護されていない部分のアブレーション又は酸化を行う。この技術には、低速で費用のかかるプロセスであって、いくつかの工程が必要であるという欠点がある。

コーティングを備えており、このコーティングの少なくとも一つの特性が空間的に部分変更されているパターンを含んでいる基材を得るための方法を提案することによって、本発明が解決しようと特に意図するのが、これらの欠点であり、この方法は、経済的であり、単純であり、高速でもあって、且つ大きな生産速度を得るのを可能にするものである。この方法は、コーティングの特性の部分変更のための高レベルの解像度を保証し、そして大サイズの基材にさえも適用可能なものであり、またこの方法は、製造ライン上でコーティングの特性の空間的構造を、同一基材について又は基材どうしの間で急速に変更することを可能にするように、特に順応性のあるものでもある。

この目的を達成するため、本発明が対象とするのは、少なくとも一つの面の少なくとも一部分にコーティングを備えた基材であり、このコーティングはコーティングの少なくとも一つの特性が空間的に部分変更されているパターンを含んでいる、コーティングを備えた基材を得るための方法であって、基材上に被着した連続的なコーティングをレーザー光線を使用して熱処理する工程を含み、熱処理前のコーティングは当該レーザー光線を少なくとも部分的に吸収すること、この熱処理工程は、少なくとも一本のレーザー線の形態をとってコーティングに集束させたレーザー光線を、コーティングを連続に保ちつつ且つコーティングを溶融させずに基材に照射し、そして基材とコーティングに集束させたレーザー線とを、レーザー線の長手方向を横切る方向に相対的に移動させながら、この相対的な移動中にレーザー線の出力を当該相対的な移動の速度と相対的な移動の方向におけるパターンの寸法とに応じて時間的に変化させるものであることを特徴とする、コーティングを備えた基材を得るための方法である。

本発明の文脈において、「レーザー線」は、長手方向の寸法がそれを横切る方向の寸法よりも大きい線の形態をとって集束させたレーザービームであり、一つ又は複数のレーザー光源により発生させたものであって、レーザー線の長手方向における全ての点が当該レーザー光源により同時に照射されるものである。このように、レーザー線は、レーザー光源により線の全体の照射を同時に行うことにより得られる。

本発明の目的上、一つ方向は、別の方向とゼロでない角度をなす場合に、この別の方向を横切ることになる。さらに、本発明の目的上、基材の面の一部分に存在するコーティングは、それが実質的にこの部分の全てを被覆する場合に連続的である。本発明によれば、コーティングのこの連続の性質は、熱処理工程の間保持される。

基材上に被着したコーティングにレーザービームを照射すると、コーティングは少なくとも部分的にレーザー光線を吸収し、コーティングの結晶性の及び／又は化学的性質の変更をもたらすのに充分なエネルギーが供給される。具体的には、供給されたエネルギーが、固相に留まりつつコーティング中に既に存在する核を取り巻く結晶成長の物理化学的メカニズムを介して、コーティングの結晶化を促進する。供給されたエネルギーはまた、コーティングが酸化性又は非酸化性の反応性雰囲気に接触したならば、例えば酸化性雰囲気の存在下でのコーティングの酸化により、あるいは窒素含有雰囲気の存在下でのコーティングの窒化により、コーティングの化学組成の変化を促進する。コーティングの結晶性及び／又は化学的性質をこうして変更すると、一般に、コーティングの少なくとも一つの特性の変化、特にコーティングの電気伝導率、放射率、放射線の透過率（特に可視及び／又は赤外範囲の）、放射線の反射率（特に可視及び／又は赤外範囲の）、放射線の吸収率（特に可視及び／又は赤外範囲の）、透過及び／又は反射における曇り度、反射及び／又は透過における色座標、親水性、あるいは光触媒活性のうちの少なくとも一つの変化が生じる。

発明者らは、コーティングに及ぼすレーザー照射のこれらの効果を利用して、コーティングの少なくとも一つの特性を部分的に変更したパターンを形成した。実際には、このパターンは、本発明に従って、焦点面内に好適な強度を有する少なくとも一本のレーザー線をコーティングに集束させることにより、そして基材及びレーザー線を相対的に移動させながらこのレーザー線の出力を時間とともに変化させることにより得られる。レーザー線の出力が時間とともに変化するにつれて、相対的な移動の間にコーティングの特性が空間的に部分変更される。

本発明による方法は、基材とレーザー線との相対的移動の速度と、所望のパターンの空間的構造とに応じてレーザー線の出力の時間的な変更を調節することによって、コーティングの少なくとも一つの特性を部分変更した任意のタイプのパターンをコーティング中に作り出すのを可能にする。有利なことに、この方法は、大きい寸法を含め、あらゆる寸法の基材に適用可能であり、レーザー線の長さは所望のパターンのサイズに対応するよう簡単に適合させることができる。この方法は、コーティング中に数十マイクロメートル程度という小さいサイズのパターンを作るのを可能にするが、これは、その他の全体的な処理方法では、例えばスクリーン印刷によっては、達成することが困難である。レーザー線の出力の時間的変更は、特に急速であってもよく、これにより高レベルの解像度と大きな生産速度の両方を達成することが可能になる。本発明のおかげで、大サイズの基材についてさえも、コーティングの少なくとも一つの特性を部分的に変更したパターンを速やかに得ることが可能となるが、レーザーパターニングに用いられるポイントレーザービームを用いて走査することによる場合にはそうはならない。加えて、レーザー線の出力を速やかに変更させる可能性のおかげで、本発明による方法は、同一基材についてであろうとあるいはライン上の基材どうしの間であろうと、コーティングの特性の空間的構成を製造ライン上で素早く変更することを可能にする。

本発明による方法は、溶融材料から出発して冷却することによる結晶化のメカニズムを必要としないが、その理由は、このメカニズムでは溶融させる目的でコーティングを極めて高い温度にする必要があるからである、ということに留意されたい。有利なことに、本発明による熱処理工程は、基材全体を有意に加熱することなくコーティングだけを加熱し、これによりこの方法を高分子有機材料で作製した基材に適用可能にする。さらにその結果として、ガラス基材の場合には、ガラスを切断又は保管する前に基材をゆっくりと制御冷却することはもはや必要ない。

基材は、好ましくは、ガラス、ガラスセラミック又は高分子有機材料のシートである。これは、好ましくは透明で、無色であるか又は着色されている。ガラスは、好ましくはシリカソーダ石灰タイプのものであるが、ホウケイ酸塩又はアルミノホウケイ酸塩タイプのガラス製であってもよい。好ましい高分子有機材料は、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、又はフルオロポリマー、例えばエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）などである。基材は、平坦であっても湾曲していてもよく、あるいはさらに可撓性であってもよい。

基材は、少なくとも一つの寸法が１ｍ以上、又はさらには２ｍ以上、そしてさらには３ｍ以上であるのが有利である。好ましくは、基材の主面の表面積は１ｍ²以上であり、より好ましくは１．４ｍ²以上である。有利な実施形態では、処理する基材は平行六面体であって、その長さは１．３ｍ、そして幅は１．１ｍである。ガラス基材の場合には、基材の厚さは一般に０．５ｍｍと１９ｍｍの間、好ましくは０．７ｍｍと９ｍｍの間、特に２ｍｍと８ｍｍの間、さらには４ｍｍと６ｍｍの間の範囲である。高分子有機材料で作製した基材は、著しく小さい厚さ、例えば２５μｍと１００μｍの間の厚さを有することができる。

ガラス基材の場合には、フロートタイプのものが好ましく、すなわちそれは溶融ガラスを溶融スズの浴（「フロート」浴）上に流し込むものである方法により得られたものでよい。この場合には、本発明による熱処理を適用するコーティングは、基材の「スズ」面上又は「雰囲気」面上のいずれに被着させてもよい。「雰囲気」面及び「スズ」面という用語はそれぞれ、フロート浴に行き渡った雰囲気に接触していた基材面及び溶融スズに接触していた基材面を意味する。スズ面は、ガラスの構造中に拡散した少量の表面スズを含有する。ガラス基材は、二つのロール間での圧延により得てもよく、この技術は、特にガラスの表面にパターンを印刷するのを可能にする。

本発明による熱処理を適用するコーティングは、単層でも多層でもよく、特に薄層の積重体により形成してもよい。コーティングが層の積重体である場合には、コーティングの少なくとも一つの構成層がレーザー光線を少なくとも部分的に吸収する。好ましくは、コーティングの少なくとも一つの構成層のレーザー光線の波長における吸収率は２０％以上、特に３０％以上である。層の吸収率は、１００％の値から層の透過率と反射率を減算したものに等しいとして定義される。本発明の文脈では、熱処理の際に、コーティングのうちの一層のみを処理してもよく、又はコーティングのうちの複数の層を処理してもよい。このように、本発明による方法は、コーティングの一つ以上の構成層の特性を空間的に部分変更するのを可能にする。

本発明による熱処理工程は、処理されるコーティングを支持する面の反対側の基材面の温度が処理中に１５０℃を超えないようにするものである。好ましくは、熱処理中の基材の温度は１００℃以下、特に５０℃以下、さらに３０℃以下である。それは特に、処理されるコーティングを被着させた面の反対側の基材面の温度である。この温度は、例えば高温測定により、測定することができる。

この特徴は、レーザー光線を使用して行う熱処理が４００Ｗ／（ｍ²・ｓ）超という非常に高い熱交換係数を有するという事実によるものである。好ましくは、レーザー線の単位面積当たりの平均出力は１０³Ｗ／ｃｍ²以上、特に、それをパルスレーザー光源を使用して発生させる場合には１０³Ｗ／ｃｍ²以上であり、そしてそれを連続モード（連続波、すなわちＣＷ）又は準連続モード（準連続波、すなわちＱＣＷ）で動作するレーザー光源を使用して発生させる場合には１０⁴Ｗ／ｃｍ²以上である。この高いエネルギー密度により、処理されるコーティングが所望の温度に非常に速やかに、一般には１秒以下、特に１ミリ秒又は１０分１ミリ秒程度の時間で、到達することが可能となり、そしてその結果、処理の継続時間を比例して制限し、発生した熱がその後基材中に拡散する時間をなくすことが可能になる。

コーティングの構成層は好ましくは、金属、半金属、酸化物、窒化物、炭化物もしくは硫化物のうちの少なくとも一種、又はそれらの任意の混合物を基礎材料とする薄層であり、特にチタン、スズ、ジルコニウム、バナジウム、亜鉛、タングステン、タンタル、ニオブ、モリブデン、イットリウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ケイ素、ホウ素、銅、インジウム、金、銀、アルミニウムから選択されたもの、前記リストから選択された金属の合金、酸化チタン、インジウムと亜鉛又はスズとの混合酸化物、アルミニウム又はガリウムをドープした酸化亜鉛、チタン、アルミニウム又はジルコニウムの窒化物、ニオブをドープした酸化チタン、カドミウム及び／又はスズのスズ酸塩、フッ素及び／又はアンチモンをドープした酸化スズ、を基礎材料とする薄層である。好ましくは、コーティングの構成層は、金属、半金属、酸化物、窒化物、炭化物もしくは硫化物、又はそれらの任意の混合物からなる薄層である。

上のリストに挙げた層の大部分については、レーザー照射によって、層の結晶状態の変化を生じさせることにより層の少なくとも一つの特性を部分変更することが可能になる。

より正確には、レーザー照射により、層の結晶化度、すなわち結晶物質の質量又は体積割合、及び結晶粒の大きさ（又はＸ線回折法により測定されるコヒーレント回折ドメインの大きさ）を、局所的に増大させること、あるいはさらに場合によっては、特別な結晶学的形態を生じさせることが可能になる。

結晶化度の高い、そしてその結果非晶質の銀の残量が少ない銀層は、大部分が非晶質である銀層よりも放射率及び抵抗率が低い。従って、基材とレーザー線とを相対移動させそしてレーザー線の出力を好適に時間的に変更して、少なくとも一つの銀層で被覆された基材に適用された本発明による熱処理は、銀層の電気伝導率及び／又は放射率が空間的に部分変更されたパターンを作り出すのを可能にする。

同様に、透明な電気伝導性酸化物（ＴＣＯ）を基礎材料とする層は、結晶化度が高くなるとそれに比例して電気伝導率が高くなる。従って、ＴＣＯを基礎材料とする少なくとも一つの層で被覆された基材に、基材とレーザー線とを相対移動させ、そしてレーザー線の出力を好適に時間的に変更して適用された本発明による熱処理は、ＴＣＯ層の電気伝導率が空間的に部分変更されたパターンを作り出すのを可能にする。

日射制御グレージング又は低放射率グレージングの場合には、コーティングは一般に、酸化物又は窒化物を基礎材料とする二つの薄い誘電体層の間に被着された銀を基礎材料とする薄層を少なくとも一つ含む。銀の濡れと核生成の促進を目的とした非常に薄い層、例えば酸化亜鉛ＺｎＯで作製した層を、銀層の下に配置してもよく、そして第二の非常に薄い犠牲層、例えばチタンで作製した層を、銀層の上に配置してもよく、この層は、後続の層の被着を酸化性雰囲気下で行う場合、又は熱処理により積重体において酸素のマイグレーションが生じる場合に、銀層を保護するのを目的としている。積重体はまた、複数の銀層を含んでいてもよく、一般にこれらの層のそれぞれが本発明による熱処理の実施により影響を受ける。積重体が酸化亜鉛の層を含む場合には、一般に銀層の処理に付随して酸化亜鉛の結晶化度が増大する。

酸化チタンの場合には、有機化合物の分解の観点から、アナターゼの形態で結晶化した酸化チタンが、非晶質の酸化チタン、又はルチル又はブルッカイトの形態で結晶化した酸化チタンよりもはるかに効率的であることが知られている。酸化チタンを基礎材料としたコーティングは、任意選択的にドープされた酸化チタンで作製された層であるのが好ましい。酸化チタンがそのセルフクリーニング機能を十分に発揮することができるように、この層の全面が外部に接触するのが好ましい。結晶化をさらに向上させる目的で、コーティングは、酸化チタンを基礎材料とした層の下に、酸化チタン、特にアナターゼ形態の酸化チタンの結晶成長を促進させる効果を有する副層を含んでいてもよい。

レーザー照射は、上のリストに挙げた層の大部分について、層が反応性雰囲気に接触している場合に、その層の少なくとも一つの特性を層の化学組成を変化させることにより部分的に変更するのを可能にすることもできる。

こうして、処理される層が金属Ｍ、酸素が化学量論量未満の金属Ｍの酸化物、金属Ｍの窒化物、金属Ｍの炭化物、金属Ｍの硫化物から選択された材料の層であり、この層が酸化性雰囲気に接触している場合には、レーザー照射によって層の部分酸化を局所的に行うことが可能になる。酸化性雰囲気は、特に大気圧の、空気であるのが好ましい。必要であれば、雰囲気の酸素含有量を増加させて、層の酸化をさらに促進させるようにすることができる。

場合によっては、金属又は窒化物の層は、対応する酸化物の層よりも可視範囲における反射性又は吸収性が高い。この場合、少なくとも一つの金属又は窒化物層で被覆した基材に、その層を酸化性雰囲気に接触させつつ基材とレーザー線とを相対移動させ、そしてレーザー線の出力を好適に時間的に変更して適用された本発明による熱処理は、層の光反射率又は光吸収率が空間的に部分変更されたパターンを作り出すのを可能にする。これにより、所定の設計でもって配分されて、場合によっては光透過率又は光反射率の勾配を有することが可能な、透明領域と反射性又は吸収性の領域とが交互になったものを得ることが可能になる。

同様に、金属層は電気伝導性であるのに対し、酸化物層は絶縁性である。したがって、少なくとも一つの金属層で被覆した基材に、その層を酸化性雰囲気に接触させつつ基材とレーザー線とを相対移動させ、そしてレーザー線の出力を好適に時間的に変更して適用された本発明による熱処理は、層の電気伝導率が空間的に部分変更されたパターンを作り出すのを可能にする。これにより、所定の設計の、例えばストリップ又はグリッドの形態をした、導電性領域、ひいては電極を得ることが可能になる。このようにして、例えばアルミニウムで作製した導電性層又はケイ素で作製した半導電性層を局所酸化することにより、透明なプリント回路を製造することが可能になる。

さらに、処理される層が金属Ｍ、金属Ｍの酸化物、窒素が化学量論量未満の金属Ｍの窒化物、金属Ｍの炭化物、金属Ｍの硫化物から選択された材料の層であり、この層が非酸化性の窒素含有雰囲気に接触している場合には、レーザー照射により層の部分的窒化を局所的に行うことが可能である。そのような部分的窒化を行うには、反応ガスを、特にＮ₂、Ｎ₂Ｏ、ＮＨ₃又はＮＯ_xから選択することができる。

さらに一般的に言えば、処理される層が金属Ｍ、金属Ｍの酸化物、金属Ｍの窒化物、金属Ｍの炭化物、金属Ｍの硫化物から選択された材料の層であり、この層が非酸化性の反応性雰囲気に接触している場合には、酸化又は窒化以外の反応により、例えば層の部分的水素化により、特に反応ガスとしてＳｉＨ₄を用いるものにより、あるいは炭素をベースとした雰囲気下での層の部分的炭化により、特に反応ガスとしてエチレンＣ₂Ｈ₂又はメタンＣＨ₄を用いるものにより、層の化学組成を局所的に変更することが可能である。「非酸化性の反応性雰囲気」という用語は、本明細書では、雰囲気が層の構成要素との反応を引き起こす少なくとも１種の反応ガスからなり、その反応は層の酸化ではないということを意味する。しかしながらそのような雰囲気には、必ずしも酸素がないわけではなく、場合により微量の酸素が存在してもよい。

好ましくは、本発明による熱処理工程で使用するレーザー線は、一つ以上のレーザー光源を含み、そしてまた整形光学部品及び反射光学部品を含むモジュールにより発生される。

レーザー光源は通常、レーザーダイオード、又はファイバーレーザーもしくはディスクレーザーである。レーザーダイオードは、体積の小さい割に、供給電力に対して高い出力密度を経済的に得るのを可能にする。ファイバーレーザーの体積はさらに小さく、そして得られる単位長さ当たりの出力はコストの割にさらに高くできるが、しかしながらそのコストはもっと高い。

「ファイバー化されたレーザー」という用語は、レーザー光の発生する位置がレーザー光を供給する位置に対して空間的にずれているレーザーであって、レーザー光が少なくとも一本の光ファイバーにより供給されるものを意味する。

ディスクレーザーの場合には、レーザー光は共振空洞内で発生し、この共振空洞内にディスク、例えばＹｂ：ＹＡＧの薄いディスク（厚さ約０．１ｍｍ）の形をした発光媒体が位置している。こうして発生された光は、処理の場所に導かれる一本以上の光ファイバーに導入される。

レーザー線の放射波長は、有利には１００ｎｍ〜２０００ｎｍ、特に１００〜３５０ｎｍ、又は８００〜１０００ｎｍの範囲にある。処理されるコーティングの吸収スペクトルに応じて、８０８ｎｍ、８８０ｎｍ、９１５ｎｍ、９４０ｎｍ又は９８０ｎｍから選択される波長で放射するパワーレーザーダイオード、あるいは、紫外範囲である、１００ｎｍと３５０ｎｍの間、特に２４０ｎｍと３００ｎｍの間の放射線を放射するエキシマレーザーを使用するのが適切であろう。それとは別に、レーザー線の放射波長は５μｍ〜１５μｍの範囲内であってもよく、これは、そのような放射線を吸収するコーティングに対してＣＯ₂レーザーを使用することによって得ることができる。ディスクレーザーの場合には、波長は例えば１０３０ｎｍ（ＹＢ：ＹＡＧレーザーの放射波長）である。ファイバーレーザーの場合は、波長は例えば１０７０ｎｍである。

ファイバー化されていないレーザー光源の場合には、整形光学部品及び出力先変更光学部品は好ましくはレンズとミラーを含み、そして放射線の位置合わせ、均一化、及び集束の手段として使用される。位置合わせ手段は、レーザー光源により放出された放射線を一本にそろえる機能を有する。それらは、好ましくはミラーを含んでいる。均一化手段は、レーザー光源の空間プロファイルを重ね合せ、線全体にわたって単位長さ当たりに一様な出力が得られるようにする機能を有する。均一化手段は好ましくは、入射ビームを二次ビームに分離し、そして前記二次ビームを均一な線に再結合させるレンズを含んでいる。放射線集束手段は、処理しようとするコーティングに、所望の長さと幅を有する線の形態で放射線を集束させるのを可能にする。集束手段は、好ましくは収束レンズを含んでいる。

ファイバー化されたレーザー光源の場合には、整形光学部品は好ましくは、光ファイバーの出力位置に配置された光学ヘッドの形態をとって一つにまとめられる。前記光学ヘッドの整形光学部品は好ましくはレンズ、ミラー、及びプリズムを含み、放射線を変換、均一化、及び集束する手段として使用される。変換手段は、ミラー及び／又はプリズムを含み、光ファイバーの出力位置において得られた円形ビームを線の形をした異方性の非円形ビームに変換するのに使用される。この目的のために、変換手段は、ビームの品質をその軸線のうちの一つ（高速軸、又はレーザー線の幅方向軸）において増進させ、そして他方（低速軸、又はレーザー線の長さ方向軸）においてビームの品質を低下させる。均一化手段は、線に沿って最後まで単位長さ当たりの一様な出力を得る目的で、レーザー光源の空間プロファイルを重ね合せる。均一化手段は好ましくは、入射ビームを二次ビームに分離し、そして当該二次ビームを均一な線に再結合させるのを可能にするレンズを含む。最後に、放射線を集束させる集束手段は、作業平面において、すなわち処理しようとするコーティングの平面内で、放射線を所望の幅と長さの線の形で集束させるのを可能にする。集束手段は、好ましくは集束ミラー又は収束レンズを含んでいる。

整形光学部品及び出力先変更光学部品、特に位置合わせ手段は、手動で調整してもよく、あるいはそれらの位置を調整するアクチュエーターにより遠隔操作で調整してもよい。これらのアクチュエーターは、一般には動力装置又は圧電変換器であり、手動で制御してもよく、及び／又は自動式に調節してもよい。後者の場合、変換器は検出器に、そしてまたフィードバックループにも、接続されるのが好ましい。

レーザーモジュールの少なくとも一部分、又はさらにそれら全ては、好ましくは密閉された箱の中に配置され、この箱はそれらの熱安定性を保証するように冷却され、特に換気されるのが有利である。

本発明の文脈では、レーザー線の「長さ」は、レーザー線の最大寸法、すなわち長手方向のレーザー線の寸法であると理解され、そしてレーザー線の「幅」は、その長手方向に対して直角な方向のレーザー線の寸法であると理解される。レーザーの分野では普通であるように、レーザー線の幅ｗは、この直角な方向に沿って、放射線強度が最大となるビームの軸線と、放射線強度が最大強度の１／ｅ²倍に等しい箇所との距離に相当している。レーザー線の長手方向の軸線をｘとすれば、この軸線に沿った幅分布を規定し、ｗ（ｘ）と表すことができる。

一つの特徴によれば、レーザー線の平均幅は１０μｍと１０００μｍの間、好ましくは３０μｍと２００μｍの間である。本書の全体を通して、「平均」という用語は算術平均を意味する。レーザー線の全長さにわたって、幅分布は狭く、コーティング中にパターンを作る際にレーザー線に沿って均一な処理がなされるようになっている。例えば、最大幅と最少幅の差は、平均幅の値の好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下、さらには３％以下である。

レーザー線の長さは好ましくは、少なくとも１０ｃｍであり、好ましくは２０ｃｍ又は３０ｃｍから３ｍまでの範囲内である。単一のレーザー線を使用して、基材の幅の全体又は一部分を照射するのが好ましい。しかしながら、長手方向に配置された、任意選択的に分離していてもよい、それぞれが互いに平行な複数のレーザー線を使用することも可能である。

一つの特徴によれば、レーザー線は、レーザー線の平均幅に対するレーザー線の長さの比が１０以上、好ましくは３０以上である。好ましい実施形態では，レーザー線の平均幅に対するレーザー線の長さの比は３０と３０００００の間である。

一つの有利な特徴によれば、レーザー線の長手方向は、基材とレーザー線の相対移動の方向に対して実質的に直角である。しかしながら、相対移動の方向に対してレーザー線がその他の向きをとることもまた可能であり、一般には、レーザー線の長手方向は相対移動の方向に対してゼロでない角度を形成する。

一実施形態では、レーザー線を固定し、そして基材をレーザー線の長手方向を横切る方向に並進的に変位させる。有利には、基材をレーザー線に面した実質的に水平の平面内で移動させる。

その他の実施形態も可能である。例えば、基材を固定し、その一方でレーザー線を基材に対して、特に可動性ガントリーを使用して、移動させてもよい。変形例として、基材とレーザー線の両方を移動させてもよい。基材とレーザー線との相対移動は、並進運動以外の運動、例えば回転運動、又は並進運動と回転運動の組み合わせであってもよい。基材は、水平でない平面、例えば垂直平面に配置してもよく、又はその他の任意の向きに配置してもよい。

基材を移動させる、特に並進移動させる場合には、それを任意の機械的な搬送手段により、例えばベルト、ローラー、並進トレイ、エアクッションを用いて、移動させることができる。この搬送装置は、移動の速度を管理し調整をするのを可能にする。搬送手段は、剛性シャーシ及び複数のローラーを含むのが好ましい。可撓性高分子有機材料で製作した基材の場合には、基材の移動は一連のローラーの形態をとるフィルム搬送装置を用いて行ってもよい。この場合には、基材の厚さ、よってその柔軟性と、たわみの発生に対して熱処理が及ぼす可能性のある影響とを考慮に入れてローラー間の距離を適切に選択することにより、平面性を保証することができる。

レーザーは、基材までの距離を調節するように動かしてもよく、これは、特に基材が湾曲している場合に有用である場合があるが、しかし有用なのはこの場合だけではない。具体的には、レーザー線について、レーザー線の焦点面と処理しようとするコーティングとの距離の絶対値が１ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ、又は０．３ｍｍ、そしてさらには０．１ｍｍ以下であることが好ましい。基材又はレーザーを移動させるための装置が焦点面と基材との距離に関し充分正確でない場合には、レーザーと基材との距離を調整できることが好ましい。この調整は自動式でよく、特に、熱処理の上流の距離の測定手段により制御してもよい。

本発明による方法は、面のいくつかにコーティングを備えた基材、特に二つの主面のそれぞれにコーティングを備えた基材で実行することができる。この場合には、面の一つの又は各面の少なくとも一つのコーティングが、本発明に従って処理される。基材の二つの主面に被着したコーティングを本発明の方法により処理する場合には、特に処理されるコーティングの層に所望される変更が同一であるか異なっているかに応じて、同一の又は異なる技術により、各面上のコーティングを同時に又は逐次的に処理することが可能である。

一実施形態では、基材の互いに反対側にある二つの面上に被着した二つのコーティングに、熱処理工程を同時に適用する。この実施形態は、二つのコーティングのうちの一つにそれぞれが集束される二つの別個のレーザー線を用いて実施ことができる。変形例として、この実施形態は、二つのコーティングを同時に処理する単一のレーザー線を用いて実施してもよく、この場合には、基材はレーザー放射の波長においてわずかに吸収性であるか又は非吸収性であるのが好ましい。

コーティングの満足のいく照射が可能ならば、基材とレーザー線を形成するレーザー光源との相対位置は、どんなものも可能である。基材を水平に配置する場合には、レーザー光源は一般に、基材の上面及び／又は下面を照射するように配置される。基材の二つの主面を処理しようとする場合には、基材が水平の位置にあろうと垂直の位置にあろうと、あるいはどのように傾斜していようとも、基材のそれぞれの側に位置するいくつかのレーザー光源を使用することが可能である。これらのレーザー光源は同一であっても異なっていてもよく、そして特にそれらの波長が異なっていてもよい。

基材とそれぞれのレーザー線の相対移動の速度は、有利には少なくとも１ｍ／分、特に３ｍ／分、もしくは４ｍ／分、もしくは５ｍ／分、さらには６ｍ／分、もしくは７ｍ／分、あるいは８ｍ／分、さらには９ｍ／分、もしくは１０ｍ／分である。パターンを作る際のレーザー線に対する基材の位置の不確かさを制限するため、処理中における基材とそれぞれのレーザー線との相対移動の速度の変動は、その公称値に対して１０％以下、特に２％、そしてさらには１％以下である。

一つ有利な特徴によれば、レーザー線の出力の時間的な変更は、レーザー線を形成するレーザー光源の入力電気信号を時間的に変更させることにより得られる。本発明の目的上、「レーザー光源の入力電気信号」という用語は、レーザー光源の供給電流又はレーザー光源の供給電力のいずれかを意味する。

レーザー線を形成するレーザー光源の入力電気信号の時間的変更からレーザー線出力の時間的変更を得るための応答時間は、程度の差はあるが長く、そしてレーザー光源の投入及び停止時間に依存する。その結果、本発明による方法を用いて達成することができる解像度、すなわち相対移動の方向に得ることができるパターンの最小寸法は、レーザー光源の投入及び停止時間により、基材とレーザー線との相対移動の速度により、そしてレーザー線の幅により決まる。レーザー光源の投入及び停止時間は、光源により放出される出力の公称値の、パルスレーザー光源の場合には出力の包絡線の、１０％から９０％（又はその逆）を通過するのに必要な時間として定義される。よって、投入及び停止時間が１００μｓ程度であるレーザー光源については、相対移動の方向における寸法が５０μｍ程度であるパターンを得ることが可能である。投入及び停止時間が２ｍｓ程度であるレーザー光源については、相対移動の方向における寸法が１ｍｍ程度であるパターンを得ることが可能である。投入及び停止時間が２０ｍｓ程度であるレーザー光源については、相対移動の方向における寸法が１ｃｍ程度であるパターンを得ることが可能である。光源により放出される出力を変更することにより、レーザー光源の投入及び停止時間の影響をそれらの光源を完全に止めることなく制限することが可能である。

本発明の一実施形態では、コーティングの少なくとも一つの特性を空間的に周期的に変更させたパターンが、基材とレーザー線との相対移動の速度のパターンの周期に対する比に等しい周期でレーザー光源の入力電気信号を時間的に変更することにより得られる。

本発明の別の実施形態では、コーティングの少なくとも一つの特性に空間的周期性のない変更を加えたパターンが、基材とレーザー線との相対移動の際にレーザー光源の入力電気信号の時間的変更を変化させることにより得られる。

有利には、レーザー線をいくつかの独立したレーザー光源を使用して形成する場合、入力電気信号の時間的変更は、レーザー線を形成するレーザー光源どうしで互いに異なっていてもよい。このようにして、レーザー線に沿って出力を局所的に調節することが可能であり、これによりレーザー線の長手方向でもコーティングの少なくとも一つの特性の部分的な変更が可能となる。これにより、コーティングの特性の空間的変更にさらなる柔軟性を加えることが可能になる。

既に言及した好ましい特徴によれば、焦点面内のレーザー線の単位面積あたりの出力は１０³Ｗ／ｃｍ²以上である。この出力は、連続モード（連続波又はＣＷ）、もしくは準連続モード（準連続波又はＱＣＷ）で動作する、単位長さ当たりの出力の高い、特に出力が１０Ｗ／ｍｍ超のレーザー光源を使用することにより、又はより低い平均出力の、特に出力が１００ｍＷ／ｍｍ未満のパルスレーザー光源を使用することにより、発生させることができる。パルスレーザー光源の場合には、熱拡散の生じる時間がないため、基材を処理するための工程はさらに効率的である。焦点面内のレーザー線の出力は、この熱拡散の影響を考慮に入れて調整する必要がある。

一実施形態では、レーザー線を形成するレーザー光源は連続的又は準連続的な光源である。

別の実施形態では、レーザー線を形成するレーザー光源はパルス光源である。この場合には、放出されるパルスの出力が時間的に変更される。放射線をパルス化する場合には、変更及び使用する移動速度に適合するように、反復周波数は少なくとも１０ｋＨｚ、特に１５ｋＨｚ、さらには２０ｋＨｚであるのが有利である。

一実施形態では、レーザー線が固定され、そして基材が互いに対して横切る方向の少なくとも一つの第１の寸法と一つの第２の寸法とを有し、そして方法は、少なくとも一つの第１の工程と一つの第２の工程とを含み、
・第１の工程では、基材をその第１の寸法と平行に、且つレーザー線の長手方向を横切る方向に並進的に移動させ、そしてレーザー線の出力を時間的に変更するようにし、
・第２の工程では、基材をその第２の寸法と平行に、且つレーザー線の長手方向を横切る方向に並進的に移動させ、そしてレーザー線の出力を時間的に変更するようにする。

この実施形態では、基材のコーティングは少なくとも二つの連続する熱処理工程に、すなわち一つの方向における第１の工程とこの第１の熱処理工程の方向を横切る方向における第２の工程に付される。こうして、本発明による方法は、コーティングの一つ以上の特性を格子状に構成することを可能にし、少なくとも二つの方向における格子を作り出す。

有利には、本発明による方法は、コーティングの熱処理工程に先だって、コーティングの層を基材上に被着させる工程を含む。好ましくは、コーティングの薄層を被着させるこの工程は、磁場支援陰極スパッタリング（マグネトロン法）により、又は化学気相成長（ＣＶＤ）、特にプラズマ支援のもの（ＰＥＣＶＤ）により、真空下でもしくは大気圧で行われ、又は真空蒸発法により行われる。

本発明の別の対象は、コーティングの少なくとも一つの特性を空間的に部分変更させたパターンをコーティング内に作り出すため、少なくとも一つのコーティングを備えた基材を熱処理するための装置であって、この装置は、
・一つ以上のレーザー光源、そしてまた、少なくとも一本のレーザー線を生じさせることが可能な整形光学部品及び出力先変更光学部品、
・作動中に、レーザー線をコーティングに集束させつつ、基材とレーザー線とをレーザー線の長手方向を横切る方向に相対移動させることができる変位手段、
・相対移動の速度と、相対移動の方向におけるパターンの寸法とに応じて、レーザー線の出力を時間的に変更させるための手段、
を含む。

本発明による熱処理装置は、層の被着ラインと一体化させてもよく、例えば、真空下又は大気圧での、磁場支援陰極スパッタリング（マグネトロン法）による被着のためのライン、又は化学気相成長（ＣＶＤ）ライン、特にプラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）ラインと一体化させてもよい。当該ラインは一般に、基材を取り扱うための装置、被着装置、光学制御装置、及び積重装置を含む。基材は、例えばコンベヤーロール上で、それぞれの装置の前方を連続的に通過する。

本発明による熱処理装置は、コーティング被着装置の直後、例えば被着装置の出口に、配置するのが好ましい。例えば、コーティングされた基材をコーティングの被着後のラインで、被着装置の出口且つ光学制御装置の前で、又は光学制御装置の後且つ基材積重装置の前で、処理することができる。

熱処理装置はまた、被着装置に一体化させてもよい。例えば、レーザーを、陰極スパッタリング被着装置のチャンバーの一つに、特に内部雰囲気を希薄にした、特に圧力が１０^-6ｍｂａｒと１０^-2ｍｂａｒの間の圧力のチャンバー内に、取り入れてもよい。熱処理装置はまた、当該装置の内部にある基材を処理するようになっていれば、被着装置の外部にあってもよい。この目的のためには、使用する放射線の波長に対して透明な窓を設ければ充分であり、この窓を通してレーザー放射線がコーティングを処理する。こうして、コーティング（例えば銀層）を、同一装置において別の層を引き続き被着する前に処理することが可能である。

熱処理装置が被着装置の外部にあるにせよそれに一体化されているにせよ、これらの「インライン」プロセスは、被着工程と熱処理工程との間にガラス基材を積み重ねることが必要である復帰プロセスよりも好ましい。

しかしながら復帰プロセスは、本発明による熱処理を被着を行うのと異なる場所で、例えばガラスの変態を行う場所で行う場合には、興味のもたれるものである。この場合、熱処理装置は、層被着ライン以外のラインに一体化してもよい。それは、例えば、複層グレージング、特に二層又は三層グレージングを製造するラインに、積層グレージングを製造するラインに、あるいは湾曲及び／又は強化グレージングを製造するラインに一体化させることができる。積層又は湾曲又は強化グレージングは、建物及び自動車の両方のグレージングに使用することができる。これらの様々な場合において、本発明による熱処理は、好ましくは複層又は積層グレージングを作製する前に実行される。しかしながら熱処理は、複層グレージング又は積層グレージングを作製した後に実行してもよい。

本発明の対象はまた、先に説明した方法によって得ることができる、特に非強化ガラス又は高分子有機材料で作製された、基材でもあって、これはその面のうちの少なくとも一つのものの少なくとも一部分に、コーティングの少なくとも一つの特性を空間的に部分変更させたパターンを含む連続的なコーティングを備えている。

一つの特徴によれば、コーティングの少なくとも一つの特性を空間的に部分変更させたパターンを含む連続的なコーティングを実際に備えた基材、又は基材の一部分は、０．５ｍ以上、特に１ｍ又は２ｍ又はさらには３ｍ以上の寸法を少なくとも一つ有する。好ましくは、コーティングの少なくとも一つの特性を空間的に部分変更させたパターンを含む連続コーティングの表面積は、１ｍ²以上、より好ましくは１．４ｍ²以上である。有利な実施形態では、処理される基材は、長さが１．３ｍ、そして幅が１．１ｍの平行六面体である。本発明の利点は、コーティングの少なくとも一つの特性を空間的に部分変更させたパターンを、大きなサイズの基材についてさえ、高レベルの解像度で速やかに得ることができるということである。

本発明の一態様によると、基材のコーティングのパターンは、一連の並列した線又は線の一部分から形成されており、ここでは、コーティングの特性の値は線ごとに変化しており、線の長手方向を横切る方向で取得されるコーティングの特性値の変化に関する特徴的な寸法が、１０μｍと１０００μｍの間、好ましくは１０μｍと２００μｍの間の公称寸法の倍数である。

一実施形態では、基材のコーティングのパターンは、コーティングの特性が連続的に変動しているパターンである。

特に、一つの特徴によれば、基材のコーティングのパターンは一連の並列した線又は線の一部分から形成されており、そしてコーティングの特性の値は線ごとに連続的に変化している。この結果、コーティングの少なくとも一つの特性を空間的に変更させたパターンは、パターンの並列した線又は線の一部分の長手方向に対して直角なコーティングの特性が連続的に変動しているパターンである。コーティングの特性におけるそのような連続的な変動は、例えば、正弦波タイプ又は三角形タイプの信号関数に従ってレーザー線の出力を時間的に変更することにより得ることができる。

一実施形態では、基材は、異なるシート抵抗値を有する並列した線状領域を含む少なくとも一つの連続的な薄層を備えている。別の実施形態では、基材は、異なる光学的及び／又はエネルギー特性の値を有する並列した線状領域を含む少なくとも一つの連続的な薄層を備えている。本発明の文脈において、「光学的及び／又はエネルギー特性」という一般用語は、放射線透過率、放射線反射率、放射線吸収率、透過及び／又は反射の曇り度、反射及び／又は透過の色座標を含む特性の群を意味する。

最後に、本発明の対象は、単一、複層又は積層グレージング、ミラー、インテリア家具の構成要素、壁の被覆材において、特に自動車又は建物部門において、先に説明した基材を使用することである。コーティングのパターンを装飾目的に使用してもよい。変形例として、コーティングのパターンを機能的な目的に使用してもよく、例えば加熱グレージングの場合がそうであり、この場合には、パターンはグレージングの加熱強度の均一性の向上を可能にすることができ、又はパターンをグレージングを不透明にするために使用してもよく、この場合には、パターンはグレージングを通過する可視光の量の制御を可能にすることができ、あるいはパターンを日射制御グレージング用に使用してもよく、この場合には、パターンは太陽熱の利得の調節を可能にすることができる。コーティングが低放射性の積重体であり、ガスギャップにより分離された少なくとも二枚の基材を含んでいる複層グレージングの場合には、積重体をガスギャップに接触する面に配置するのが好ましく、特に外部に関連して面２に、すなわち建物の外部に接触する基材の、外側を向く面と反対側の面に、又は面３に、すなわち建物の外部から出発して２番目の基材の、外側を向く面に配置するのが好ましい。コーティングが光触媒層である場合には、それを面１に、すなわち建物の外部に接する面に配置するのが好ましい。

美的及び機能的な両方を目的とする、本発明の有利な用途は、グレージングの二つの面に位置する二つのコーティングに、この二つのコーティングのパターン間にシフト（すなわち位相シフト）を与えつつ、光透過率、又は別の特性を変更させた周期的パターンを組み入れるものである。例として、第１の基材上に暗いバンドと透明なバンドとが周期的に交替するものを、そして第２の基材上に暗いバンドと透明バンドとが周期的に交替する同一の又は別のものを結合させることにより、二つの基材を互いに向かい合わせに配置することによって、光透過特性を二つの基材のバンドの相対的な位置に応じて調節可能なグレージングを得ることが可能である。

本発明の別の有利な用途は、外側縁部の光透過がゼロである、ガラス又は高分子有機材料製の、透明な基材を製造することである。不透明な縁部を有するそのような透明基材は、基材の縁部に位置する専用部品を隠蔽することが必要な場合に特に求められるものであり、例えば、縁部に存在する「バスバー」を隠すことが望まれるエレクトロクロミックデバイスの場合がそうである。この用途の場合、本発明による方法は、特に高温に耐えられない基材にとって、スクリーン印刷に代わる有効な別法となる。

本発明の対象はまた、先に説明した基材を、積層電子デバイスにおいて、特に、所定の設計に従って、例えばストリップ又はグリッドの形態をとって構成された電極、有利には透明電極でよいものを支持する基材として使用することである。上記のような基材は、特に、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイス、光起電力デバイス、又はエレクトロクロミックデバイス用に使用してもよい。

本発明の特徴及び利点は、本発明による方法及び基材のいくつかの実施例の下記の説明で明らかになり、この説明は添付図面を参照して単に実例として提示するものである。

本発明の方法に従って得られた、コーティングの少なくとも一つの特性を空間的に部分変更させたパターンを含むコーティングを面のうちの少なくとも一つに備えた基材の上面図であり、この図の下方部分はレーザー光源への入力として印加した方形波タイプの電力を示している（例１及び２）。 本発明の方法に従って得られた、コーティングの少なくとも一つの特性を空間的に部分変更させたパターンを含むコーティングを面のうちの少なくとも一つに備えた基材の上面図であり、この図の下方部分はレーザー光源への入力として印加した正弦波タイプの電力を示している（例３）。 格子を形成するように、相互に直角な二つの方向における二つの連続の熱処理工程を含む本発明の方法に従って得られた、コーティングの少なくとも一つの特性を空間的に部分変更させたパターンを含むコーティングを面のうちの少なくとも一つに備えた基材の上面図であり、この図の下方部分は熱処理工程のためにレーザー光源への入力として印加した方形波タイプの電力を示している（例４）。 格子を形成するように、相互に直角な二つの方向における二つの連続の熱処理工程を含む本発明の方法に従って得られた、コーティングの少なくとも一つの特性を空間的に部分変更させたパターンを含むコーティングを面のうちの少なくとも一つに備えた基材の上面図であり、この図の下方部分は熱処理工程のためにレーザー光源への入力として印加した方形波タイプの電力を示している（例５）。

実施例において使用する量は以下のものである。
・光透過率は、標準規格ＮＦ ＥＮ ４１０の意義におけるものであり、ＴＬと表記して％で表される。
・光反射率は、標準規格ＮＦ ＥＮ ４１０の意義におけるものであり、ＲＬと表記して％で表される。
・シート抵抗は、Ｒ_cと表記されてオームで表される。
・５〜５０μｍのスペクトル範囲における反射スペクトルから標準規格ＥＮ １２８９８に従って計算される、２８３Ｋの温度での垂直放射率は、ε_nと表記されて％で表される。

〔例１〕
フロート法により得てその後長さＬ＝６ｍ、幅ｌ＝３．３ｍの矩形に切断したシリカソーダ石灰ガラス製の基材の主面の上に、アルゴンプラズマ下でチタンターゲットを使用するマグネトロン法により厚さ６ｎｍの金属チタンの層を被着させる。

こうしてコーティングを施した基材を、９００ｎｍと１０００ｎｍの間の波長で放射する準連続光源であるＩｎＧａＡｓレーザーダイオードタイプのレーザー光源により形成したレーザー線を使用して、空気中で処理する。レーザー線は、基材の幅ｌに等しい３．３ｍの長さと、５０μｍの平均幅とを有する。このレーザー線の幅は線の長さの全体にわたって均一であり、最大幅と最小幅との差が平均値、すなわち１．５μｍの３％であるようなものである。

基材をロールコンベヤー上に、その長さと平行な方向Ｘに移動するように載せる。レーザー線を固定して基材のコーティングした面の上方に配置し、その長手方向Ｙは基材の移動方向Ｘと直角に延在し、すなわち基材の幅に沿ってこの幅の全体にわたって延在する。

レーザー線の焦点面の位置を、基材がコンベヤー上に位置しているときにチタン層の厚さ内にあるように調整し、焦点面でのレーザー線の単位面積当たりの平均出力は１０⁵Ｗ／ｃｍ²である。

基材を１０ｍ／分の速度でレーザー線の下を移動させ、この速度の変動は１％以下である。レーザー線の下で基材が移動している間、図１の下部に見られるように矩形波の電力Ｐ_elecをレーザーダイオードへの入力として印加し、この図はＰ_elecの変動を時間ｔの関数として示している。矩形波信号Ｐ_elec（ｔ）の周期は１．２ｓであり、パルス継続時間は３００ｍｓである。

図１に示すとおり、コーティングが基材の長さに平行な５ｃｍに等しい幅の処理された酸化チタンのバンドを含む基材が、矩形波信号Ｐ_elec(t)のピークに相当するレーザー線の１００％の出力を金属チタン層に適用したときに空気に接触している層の酸化の結果として得られ、これらの酸化チタンバンドは基材の長さに平行な幅が１５ｃｍに等しい未処理の金属チタンのバンドと交互に入れ替わっている。処理された酸化チタンのバンドは、光透過率ＴＬが８３％、光反射率ＲＬが１２％であるのに対し、未処理の金属チタンのバンドは、光透過率ＴＬが４２％、光反射率ＲＬが２３％である。よって、このコーティングを備えた基材は縞状の外観を有する。

〔例２〕
例１のように、フロート法により得てその後長さＬ＝６ｍ、幅ｌ＝３．３ｍの矩形に切断し、主面の一つにアルゴンプラズマ下でチタンターゲットを使用するマグネトロン法により厚さ６ｎｍの金属チタン層をコーティングしたシリカソーダ石灰ガラス製の基材に、本発明による熱処理を適用する。

例２では、熱処理を実行するのに使用するレーザー線を、コア径が３００μｍの光ファイバーに結合され、１０３０ｎｍの波長で放射するＹｂ：ＹＡＧディスクレーザータイプのレーザー光源により形成する。このレーザー線は、長さが３．３ｍで、基材の幅ｌに等しく、平均幅が５０μｍである。レーザー線の幅は線の長さ全体にわたって均一であり、最大幅と最少幅の差が平均値、すなわち１．５μｍの３％であるようなものである。

例１のように、基材をロールコンベヤー上に、その長さに平行な方向Ｘに移動するように載せる。レーザー線を固定して基材のコーティングした面の上方に配置し、その長手方向Ｙは基材の移動方向Ｘと直角に延在し、すなわち基材の幅に沿ってこの幅の全体にわたって延在する。

レーザー線の焦点面の位置を、基材がコンベヤー上に位置しているときにチタン層の厚さ内にあるように調節し、焦点面でのレーザー線の単位面積当たりの平均出力は１０⁵Ｗ／ｃｍ²である。

基材を１０ｍ／分の速度でレーザー線の下を移動させ、この速度の変動は１％以下である。レーザー線の下で基材が移動している間、出力Ｐ_eiecの変動を時間ｔの関数として示す図１の下部に見られるように、Ｐ_elecの矩形波制御電圧をレーザー光源への入力として印加する。矩形波信号Ｐ_elec（ｔ）の周期は１．２ｓであり、パルス継続時間は３００ｍｓである。

このようにして、コーティングが基材の長さに平行な５ｃｍに等しい幅の処理された酸化チタンのバンドを含む基材が、矩形波信号Ｐ_elec(t)のピークに相当するレーザー線の１００％の出力を金属チタン層に適用したときに空気に接触している層の酸化の結果として得られ、これらの酸化チタンバンドは、基材の長さに平行な幅が１５ｃｍに等しい未処理の金属チタンのバンドと交互に入れ替わっている。処理された酸化チタンのバンドは、光透過率ＴＬが８３％、光反射率ＲＬが１２％であるのに対し、未処理の金属チタンのバンドは、光透過率ＴＬが４２％、光反射率ＲＬが２３％である。

〔例３〕
例１及び２のように、フロート法により得て長さＬ＝６ｍ、幅ｌ＝３．３ｍの矩形に切断し、主面の一つにアルゴンプラズマ下でチタンターゲットを使用するマグネトロン法により厚さ６ｎｍの金属チタン層をコーティングしたシリカソーダ石灰ガラス製の基材に、本発明による熱処理を適用する。

例３では、熱処理を実行するのに使用するレーザー線を、パルス継続時間が４００ｆｓ、反復速度が５００ｋＨｚであり、１０４０ｎｍの波長で放射するパルスレーザー光源により形成する。このレーザー線は、長さが３．３ｍで、基材の幅ｌに等しく、平均幅が５０μｍである。レーザー線の幅は線の長さ全体にわたって均一であり、最大幅と最少幅の差が平均値、すなわち１．５μｍの３％であるようなものである。

基材をロールコンベヤー上に、その長さに平行なＸ方向に移動するように載せる。レーザー線を固定して基材のコーティングした面の上方に配置し、その長手方向Ｙは基材の移動方向Ｘと直角に延在し、すなわち基材の幅に沿ってこの幅の全体にわたって延在する。

レーザー線の焦点面の位置を、基材がコンベヤー上に位置しているときにチタン層の厚さ内にあるように調節し、焦点面でのレーザー線の単位面積当たりの平均出力は１０³Ｗ／ｃｍ²である。

基材を１０ｍ／分の速度でレーザー線の下を移動させ、この速度の変動は１％以下である。レーザー線の下で基材が移動している間、電力Ｐ_elecの変動を時間ｔの関数として示す図２の下部に見られるように、正弦波タイプの電力Ｐ_elecをレーザー光源への入力として印加する。正弦波信号Ｐ_elec（ｔ）の周期は１．２ｓであり、これにより、図２に模式的に示すようにレーザー光源のパルスの出力を時間的に変更することが可能になり、この図には正弦波の信号包絡線でもって数パルスのみが示されている。

図２に示すとおり、コーティングが１５ｃｍの空間的周期で光透過率ＴＬ及び光反射率ＲＬが変更されたパターンを含む基材が得られ、ＴＬとＲＬの階調度は基材の長さ方向に交互に増加及び減少している。ＴＬが最高である領域は、ＴＬが８３％に等しく、ＲＬが１２％に等しくて、この領域は正弦波信号Ｐ_elec（ｔ）のピークに対応しているレーザー線の出力の１００％を金属チタンの層に適用したときに空気に接触している層の酸化の結果得られた酸化チタンのバンドである。ＴＬが最低である領域は、ＴＬが４２％に等しく、ＲＬが２３％に等しくて、この領域は正弦波信号Ｐ_elec（ｔ）の谷部に対応している未処理の金属チタンのバンドである。

〔例４〕
ガラスに低放射率特性を与える銀層を含む薄層の積重体を、フロート法により得てその後一辺の長さが３．３ｍの正方形の形に切断したシリカソーダ石灰ガラス製の基材の主面にマグネトロン法による公知の方法で被着させる。

この積重体は、酸化物、金属又は窒化物の下記の層を順に（基材から外面へかけて）含むもの、すなわち、
ガラス／ＳｎＯ₂（２０ｎｍ）／ＺｎＯ（１５ｎｍ）／Ａｇ（８．５ｎｍ）／Ｎｉ−Ｃｒ／ＺｎＯ（１５ｎｍ）／Ｓｉ₃Ｎ₄（２５ｎｍ）、
であって、それらの幾何学的な厚さは括弧内に示してある。
である。

例４では、方法は二つの連続的な熱処理工程を含み、第１の工程は例１においてコーティングを備えた基材に適用した処理と同一であり、基材はその辺の一つＣ１と平行に移動し、そして第２の工程も例１においてコーティングを備えた基材に適用した処理と同一であるが、基材は今度は辺Ｃ１と直角なもう一つの辺Ｃ２に平行に移動する。この第２の工程を図３で説明する。

図３に示すとおり、コーティングがその特性を格子の形に変更したパターンを含む基材が得られ、この格子のストランドは、それらの間に辺の長さが１５ｃｍの正方形の未処理領域を画定している、幅が５ｃｍに等しい処理されたストリップである。この処理されたストリップは、シート抵抗Ｒ_cが４．５Ω、垂直放射率ε_nが５．０％であるのに対し、未処理領域は、シート抵抗Ｒ_cが５．５Ω、垂直放射率ε_nが６．０％である。このようにして得られたグレージングは、太陽熱の増加の制御を可能にする赤外線を反射する透かしパターンを有する。

〔例５〕
フロート法により得てその後一辺の長さが３．３ｍの正方形の形に切断したシリカソーダ石灰ガラス製基材の主面に、アルゴンプラズマ下でチタンターゲットを使用するマグネトロン法による公知の方法で、厚さ６ｎｍの金属チタンの層を被着させる。

例４のように、この方法は二つの連続的な熱処理工程を含む。第１の工程は、例１においてコーティングを備えた基材に適用した処理と実質的に同一であり、基材はその辺の一つＣ１と平行に移動するが、但し、入力としてレーザーダイオードに印加する矩形波電力Ｐ_elec（ｔ）は図４に下部に見られるものであって、信号周期は３ｍｓ、パルス継続時間は３００μｓである。第２の工程は第１の工程と同一であるが、しかし基材は今度は辺Ｃ１と直角な他の辺のうちの一つＣ２と平行に移動する。この第２の工程を図４で説明する。

図４に示すとおり、コーティングがその電気伝導率を格子の形に変更したパターンを含む基材が得られ、この格子のストランドは、それらの間に辺の長さが５００μｍの正方形の処理された領域を画定している、幅が５０μｍに等しい未処理のストリップである。この処理された領域は、シート抵抗Ｒ_cが２０００Ωであるのに対し、未処理領域は、シート抵抗Ｒ_cが４００Ωある。このようにして得られたグレージングは、その表面に導電性のグリッドを有する。

Claims (27)

1. 少なくとも一つの面の少なくとも一部分にコーティングを備えた基材を得るための方法であり、このコーティングは当該コーティングの少なくとも一つの特性が空間的に部分変更されているパターンを含んでいる、コーティングを備えた基材を得るための方法であって、基材上に被着した連続的なコーティングをレーザー光線を使用して熱処理する工程を含み、熱処理前のコーティングは当該レーザー光線を少なくとも部分的に吸収すること、この熱処理工程は、少なくとも一本のレーザー線の形態をとってコーティングに集束させたレーザー光線を、コーティングを連続に保ちつつ且つコーティングを溶融させずに基材に照射し、そして基材とコーティングに集束させたレーザー線とを、レーザー線の長手方向（Ｙ）を横切る方向（Ｘ）に相対的に移動させながら、この相対的な移動中にレーザー線の出力（Ｐ_las）を、当該相対的な移動の速度（ｖ）と当該相対的移動の方向（Ｘ）におけるパターンの寸法とに応じて時間的に変化させるものであることを特徴とする、コーティングを備えた基材を得るための方法。
2. 熱処理前の前記コーティングが単層であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 熱処理前の前記コーティングが層の積重体であり、そのうちの少なくとも１層が前記レーザー光線を少なくとも部分的に吸収することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 熱処理前の前記コーティングが、少なくとも１種の金属、半金属、酸化物、窒化物、炭化物、硫化物を基礎材料とする、又はそれらの任意の混合物を基礎材料とする、少なくとも一つの層を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記レーザー線の長手方向（Ｙ）が前記相対移動の方向（Ｘ）に対して実質的に直角であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記レーザー線を固定し、前記基材を前記レーザー線の長手方向（Ｙ）を横切る方向（Ｘ）に並進移動させることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記レーザー線の出力（Ｐ_las）を、前記レーザー線を形成するレーザー光源の入力電気信号を時間的に変更させることにより時間的に変更させることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記パターンが空間的な周期性を有し、前記レーザー光源の前記入力電気信号の時間的な変更の繰り返し速度が前記基材と前記レーザー線との相対的な移動速度の前記パターンの周期に対する比に等しいことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記レーザー光源の前記入力電気信号の時間的な変更が、前記基材と前記レーザー線との相対的移動の間に変動することを特徴とする、請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記レーザー線を複数の独立したレーザー光源を使用して形成し、前記入力電気信号の時間的な変更が当該レーザー線を形成するレーザー光源ごとに異なることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記レーザー線の平均幅が１０μｍと１０００μｍの間、好ましくは３０μｍと２００μｍの間であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 焦点面における前記レーザー線の単位面積当たりの平均出力が１０³Ｗ／ｃｍ²以上であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記レーザー線を形成するレーザー光源が連続又は準連続の光源であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記レーザー線を形成するレーザー光源がパルス光源であり、放射されるパルスの出力が時間的に変わることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記レーザー線を固定すること、そして前記基材が互いに対して横切る方向の少なくとも一つの第１の寸法（Ｌ、Ｃ１）と一つの第２の寸法（ｌ、Ｃ２）とを有し、当該方法が少なくとも一つの第１の工程と一つの第２の工程とを含み、
    ・第１の工程では、基材をその第１の寸法（Ｌ、Ｃ１）と平行に、且つ前記レーザー線の長手方向（Ｙ）を横切る方向に並進的に移動させ、そして前記レーザー線の出力（Ｐ_las）を時間的に変更するようにし、
    ・第２の工程では、基材をその第２の寸法（ｌ、Ｃ２）と平行に、且つ前記レーザー線の長手方向（Ｙ）を横切る方向に並進的に移動させ、そして前記レーザー線の出力（Ｐ_las）を時間的に変更するようにする、
    ことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記相対的な移動の速度（ｖ）が少なくとも３ｍ／分であることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記熱処理の間、処理されている前記コーティングの反対側の基材の面の温度が１００℃以下、特に５０℃、さらには３０℃以下であることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記コーティングが、処理されたならば、当該コーティングの電気伝導率、放射率、放射線透過率、放射線反射率、放射線吸収率、曇り度、色座標、親水性、光触媒活性のうちの少なくとも一つの特性が空間的に部分変更されたパターンを含むことを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記熱処理工程に先立って、前記コーティングの層を前記基材上に被着する工程を含むことを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. コーティングの少なくとも一つの特性を空間的に部分変更させたパターンをコーティング内に作り出すため、少なくとも一つのコーティングを備えた基材を処理するための装置であって、
    ・一つ以上のレーザー光源、そしてまた、少なくとも一本のレーザー線を生じさせることが可能な整形光学部品及び出力先変更光学部品、
    ・作動中に、前記レーザー線を前記コーティングに集束させつつ、前記基材と前記レーザー線とを当該レーザー線の長手方向（Ｙ）を横切る方向（Ｘ）に相対移動させることができる変位手段、
    ・相対移動の速度（ｖ）と相対移動の方向（Ｘ）におけるパターンの寸法とに応じて、前記レーザー線の出力を時間的に変更させるための手段、
    を含むことを特徴とする、基材の処理装置。
21. 請求項１〜１９の一項に記載の方法により得ることができる基材であって、少なくとも一つの面の少なくとも一部分に連続的なコーティングを備えており、このコーティングが当該コーティングの少なくとも一つの特性を空間的に部分変更したパターンを含む基材、特に非強化ガラス又は高分子有機材料製の基材。
22. 少なくとも一つの特性を空間的に部分変更したパターンを含む前記連続的なコーティングの表面積が１ｍ²以上、好ましくは１．４ｍ²以上であることを特徴とする、請求項２１に記載の基材。
23. 前記コーティングの前記パターンが一連の並列した線又は線の一部分から構成されていて、当該コーティングの特性の値が線ごとに変化しており、当該線の長手方向を横切る方向で取得される当該コーティングの特性値の変化に関する特徴的な寸法が、１０μｍと１０００μｍの間、好ましくは１０μｍと２００μｍの間の公称寸法の倍数であることを特徴とする、請求項２１又は２２に記載の基材。
24. 前記コーティングの前記パターンが、当該コーティングの特性が連続的に変動しているパターンであることを特徴とする、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の基材。
25. 異なるシート抵抗値を有する並列した線状の領域を含む少なくとも一つの連続した薄層を備えた、請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の基材。
26. 光学的特性又はエネルギー特性の異なる値を有する並列した線状の領域を含む少なくとも一つの連続した薄層を備えた、請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の基材。
27. 単一グレージング、複層グレージング、積層グレージング、ミラー、インテリア家具の構成要素、壁の被覆材、積層電子デバイスにおける、請求項２１〜２６のいずれか一項に記載の基材の使用。

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