用于在使用至少两个桥情况下对大面积衬底进行激光处理的设备和方法

用于在使用至少两个桥情况下对大面积衬底进行激光处理的设备和方法
【专利摘要】本申请涉及用于对大面积玻璃衬底（7）上的含金属或含金属氧化物的涂层进行退火的激光设备（1），至少包括：a)至少一个激光源（2）；b)跨越具有玻璃衬底（7）的输送带（5）的至少两个桥（4）；其中-每个桥（4）包含多个光学装置（3），所述光学装置交替地布置在桥（4）上；每个光学装置（3）均产生激光线（12）并且所有光学装置（3）的激光线(12)共同地覆盖玻璃衬底（7）的整个宽度。
【专利说明】用于在使用至少两个桥情况下对大面积衬底进行激光处理 的设备和方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于借助于激光辐射处理大面积衬底的方法和设备。

【背景技术】
[0002] 现代建筑经常使用大面积窗户或玻璃正面，其得出美学上吸引人的印象，产生令 人愉快的室内温湿度并且即使在冬天也提供充足的日光入射。但是太阳光的红外线分量特 别是在夏天引起居室的强烈变暖，其中具有大照射面的窗户面证明是不利的。这里诸如百 叶窗的遮光设备(但是日光不透过所述遮光设备）或者安装空调可以实现弥补。然而，房间 的强烈变暖导致空调的提高的能量消耗并且与之关联地还导致引起温室效应的气体的提 高的产量。
[0003] 已经在进入居室之前屏蔽红外线辐射和同时使日光透过的有效可能性是所谓的 低E涂层。低E涂层是反射热辐射的涂层，所述涂层反射红外线辐射的巨大部分，这在夏天 导致居室的减小的变热。此外，如果涂层被施加在片材的朝向内的侧上，则可以降低来自内 部空间的热辐射的损失。因此，涂层也有助于对居室进行隔离。
[0004] 低E涂层通常包含扩散阻挡部、含金属或含金属氧化物的多层和阻挡层。扩散 阻挡部被直接施加到玻璃表面上并且防止通过金属原子扩散到玻璃中而变色。经常采用 双重银层或者三重银层作为多层。最不同的低E涂层例如由DE 10 2009 006 062 A1、 W02007/101964A1、EP 0 912 455 BUDE 199 27 683 C1、EP 1 218 307 Bl 和 EP 1 917 222 Bl已知。
[0005] 优选地通过本身已知的磁场辅助式阴极溅射方法来进行低E涂层的沉积。通过磁 场辅助式阴极溅射沉积的层具有非晶结构并且引起诸如玻璃或透明聚合物的透光衬底模 糊。非晶层的温度处理引起朝向具有改善的透射的结晶层的晶体结构变化。可以通过火焰 处理、等离子燃烧器、红外线辐射或激光处理来将温度引入到涂层中。
[0006] WO 2008/096089 A2公开了用于对薄层进行沉积和温度处理的方法。在衬底上所 涂敷的层的变暖无疑也导致衬底本身变暖。热量从该层中被引导到与之接触的较冷的衬底 中。因此，沿着衬底形成温度梯度，所述温度梯度引起热应力，所述热应力可能导致衬底破 裂。这种损坏可以通过以下方式来避免，即将层加温到最大300°C的温度，而同时将在玻璃 的相对侧上的温度保持到150°C以下。根据层的特性借助于最不同的方法来进行温度处理， 例如采用激光结构用于对含银的多层进行退火。但是，市场上常见的激光器仅能覆盖直至 几百毫米的小范围。出于该原因，使用以下结构，该结构能够垂直于具有衬底的输送带的运 行方向地移动激光器并且从而覆盖整个表面。但是，单个激光器的速度特别是在大的衬底 情况下如此小使得激光处理不能与衬底的涂层协调地（in-line)进行。
[0007] 用于处理大面积衬底的另一可能性是单个激光光学系统，所述激光光学系统覆盖 衬底的整个区域，而在此不改变其位置。但是，该规模的单个光学装置需要由多个光学组件 组成的耗费的和昂贵的构造，所述光学组件必须单独地被调节。
[0008] 可替换地，可以并排地安装多个激光模块，其中每个激光模块覆盖衬底表面的部 分区域。但是多个并排安装的激光单元需要精确的调节，以便进行整个衬底宽度的精确配 合的覆盖。
[0009] 从其他【技术领域】中已经知道用于处理大面积衬底的激光方法。US 2007/0211323 Al例如描述用于制造OLED (organic light emitting display (有机发光显示器））的激 光设备，其中多个激光器可移动地被安置在桥上，并且该桥可在两个导轨上在方向X和方 向-X上运行。DE 196 20 391 Al同样公开了具有多个处理头的桥结构。这里也需要在方向 X和-X上移动桥。桥在X和-X方向上的这种来回行驶不能与在输送带上的衬底的时间上 高效的激光处理协调一致，因为通过这种方式仅达到小的绝对输送速度。在US 4, 889, 140 和US 2009/0212033 Al中公开了具有多个桥的激光设备，所述桥跨越输送带。但是在此仅 逐点地处理衬底，大面积处理既未被设置也是不可能的。这些设备中没有一个适用于与该 低E涂层的沉积协调地面积覆盖地（fIjichendeckend)对大面积玻璃衬底的低E涂层进行 退火。


【发明内容】

[0010] 本发明的任务是提供一种设备，所述设备能够与用于沉积涂层的方法协调地实现 在大面积玻璃衬底上的含金属的或含金属氧化物的涂层的退火，其中同时保证激光模块的 简单的调节并且应该能够尽可能成本低地制造激光设备。
[0011] 本发明的任务根据本发明通过根据独立权利要求1和12和15的用于对大面积玻 璃衬底进行激光处理的激光设备、用于对大面积玻璃衬底进行激光处理的方法和用于处理 涂有金属或涂有金属氧化物的玻璃衬底的激光设备的应用。本发明的优选实施由从属权利 要求得知。
[0012] 用于对平坦的大面积玻璃衬底进行处理的激光设备包括至少多个激光源、多个光 学装置和至少两个桥，所述桥跨越输送带。待处理的玻璃衬底位于输送带上。优选地，玻璃 衬底的大小对应于对于浮法玻璃常见的标准规格3m X 6m，其中衬底的较短的边与桥平行 地放在输送带上。优选地，激光设备位于用于将含金属的或含金属氧化物的涂层沉积到玻 璃衬底上的生产线的端部处，其中可以与涂层协调地进行激光处理。光学装置交替地被安 置在桥上。每个光学装置均产生激光线并且所有光学装置的激光线共同地覆盖玻璃衬底的 整个宽度。在此，衬底垂直于输送带的输送方向的最大伸展被称为玻璃衬底的整个宽度。
[0013] 在本发明激光设备的优选实施中，横向地在输送带上方安置两个桥。光学装置交 替地被施加在两个桥上，使得第一光学装置安装在第一桥上并且在横向上与之最近的光学 装置安装在第二桥上。随后的光学装置又被安置在第一桥上。这种交替的布置引起与在第 一桥上相比光学装置更多地位于第二桥上。一般而言，在第一桥上的光学装置的数量是η 并且在第二桥上的光学装置的数量为η+1，其中η是大于1的自然数。可替换地，在第二桥 上的光学装置的数量也可以是η并且在第一桥上的光学装置的数量是η+1。优选地，光学装 置的总数量为5至15,特别优选地为10至12。
[0014] 本发明激光设备的另一实施方式除了第一和第二桥之外还包含输送带上方的第 三桥。光学装置交替地地布置在所有三个桥上。第一光学装置在此安装在第一桥上，在横 向于输送方向上最近的光学装置安装在另一桥上并且接着的光学装置安装在还未被占据 的桥上。三个桥的顺序在此是任意的。优选地，光学装置的总数量为5至15,特别优选地为 10至12。如果光学装置的空间要求如此大使得这些光学装置不再能够被放置在两个桥上， 则优选地采用具有三个桥的激光设备。
[0015] 激光源的数量优选地至少对应于桥的数量。激光源能够直接在光学装置附近分别 被安置在桥上或者在桥附近。由激光源发射的激光束经由反射镜或光导体被转向到光学装 置。可替换地，对于所有桥上的所有光学装置也可以使用单个激光源。
[0016] 如果激光源直接在光学装置附近地被安置在桥上，则对于每个光学装置需要一个 激光源。优选地，激光器在该情况下可移动地安装在桥上，使得激光器的位置在推移光学装 置情况下同样可以被改变。因此能够实现对激光器和光学装置横向于输送带的输送方向的 调节。可替换地，如果光学装置的调节范围小于在光学装置与激光源之间的间距，则也可以 固定地安置激光器。在激光源和光学装置之间的距离小以及射束走向畅通无阻时，可以直 接经由镜将激光束引导至光学装置。如果激光源与光学装置直接相邻地施加在桥上，则这 是特别有利的。
[0017] 在可替换的实施方式中，对于每个桥仅需要一个激光源，所述激光源安置在桥附 近或在桥边缘处。激光束在此经由光导体、优选玻璃纤维线缆从激光源被转向到光学装置。
[0018] 光学装置包括至少一个激光扫描器、透镜和光阑。作为激光扫描器可以米用多边 形扫描器（Polygonscanner)或流电扫描器（Galvanoscanner)。
[0019] 优选地，多边形扫描器被用作激光扫描器。激光束首先通过透镜被聚焦到多边形 的面上。在此，仅需要一个具有小直径的透镜，这在激光设备的成本方面是有利的。激光束 通过透镜被聚焦到大约50 μ m的宽度上。透镜的直径例如为5cm。多边形扫描器的中央构 件是可移动的多面反射棱镜（Spiegelprisma),其以每分钟大约10000转数旋转并且通过 这种方式连续地扫描衬底的线。由所使用的多边形扫描器实现的扫描速度处于大于每秒10 米、优选地处于每秒25米。由于反射镜的高旋转速度，形成连续的均匀激光线。激光线的 长度通过多边形反射镜的棱面的长度和数量以及其与衬底表面的间距确定。优选地，使用 光学系统装置，其产生IOOmm至1000mm、优选200mm至400mm宽的激光线。该激光线通过光 阑引导，所述光阑切割激光线的端点并且然后击中衬底的表面。衬底的表面在此处于激光 线的聚焦点中。激光线的焦点因此可以通过光学装置与衬底表面的间距来调整。
[0020] 可替换地，可以采用振镜扫描器（Galvanometerscanner)作为激光扫描器。振镜 扫描器的作用原理类似于多边形扫描器的作用原理，其中但是振镜扫描器仅拥有一个反射 镜而不是反射棱镜。因此，具有每秒5m的振镜扫描器的最大扫描速度显著小于多边形扫描 器的速度。由激光源发射的激光束直接射到振镜扫描器的反射镜上并且从那里被转向到透 镜上，该透镜将激光束聚焦到大约50 μ m的宽度上。直接在透镜后面有光阑，所述光阑切割 激光线的端点。所产生的激光线的宽度在选择具有每秒5米的扫描速度的振镜扫描器情况 下被限制到最大300mm。
[0021] 光学装置与衬底表面的间距优选地为IOcm至100cm，其中在使用多边形扫描器情 况下通过对就是该间距进行改变来聚焦激光线。光学装置沿着桥横向于输送带的输送方向 可移动，由此保证光学装置的简单的调节。将光学装置交替地布置在桥上能够实现光学装 置的彼此无关的调节，因为存在用于推移光学装置的足够的空间并且这些光学装置不在空 间上妨碍。光学装置沿着桥可移动Icm至20cm、优选5cm至15cm。
[0022] 各个光学装置的激光线相加成照明区域，所述照明区域覆盖玻璃衬底的整个宽 度。相邻光学装置的激光线在此覆盖500 μ m至lcm、优选0. Icm至0. 3cm的共同的衬底区 域，该共同的衬底区域由两个激光线照明。通过各个激光线的被处理的区域的这种交叠保 证，玻璃衬底的整个面被覆盖并且在两个处理区域之间的过渡处不形成空隙。
[0023] 优选地，桥彼此间具有20cm至90cm、优选40cm至60cm的间距。
[0024] 作为激光源优选地采用连续式或脉冲式固体激光器。特别优选地，使用掺杂钕的 钇-铝-石榴石激光器（Nd:YAG激光器)。可替换地，也可以使用镱（Yb:YAG激光器）或铒 (Er:YAG激光器）作为掺杂材料或者采用钛：蓝宝石激光器或掺杂钕的钇-钒酸盐激光器 (NchYVO 4激光器)。NchYAG激光器发射1064nm的波长的红外辐射。但是通过使频率加倍或 使频率三倍也可以产生波长532nm和355nm的辐射。
[0025] 利用300nm至1300nm的波长进行激光处理。所采用的波长在此取决于涂层的类 型。激光辐射的波长在此必须处于以下范围中，在该范围中涂层吸收该激光辐射并且从而 可以通过能量引入被加温。优选使用的Nd: YAG激光器可以提供波长355nm、532nm和1064nm 的激光辐射。为了处理银涂层优选地采用l〇64nm的波长。
[0026] 为了激光处理所需要的总功率强烈地取决于光学装置的设计、设备的结构和激光 束的射束导向。典型的功率值处于IkW和16kW之间。
[0027] 同样可以将激光功率与涂层的层厚、层结构和组成适配。
[0028] 本发明此外还包括用于利用本发明激光设备连续地对平坦的大面积玻璃衬底进 行激光处理的方法。在第一步骤中，沿着桥如此调节光学装置，使得所述光学装置共同地覆 盖衬底的整个宽度。优选地，各个光学装置的区域在此交叠500 μ m至lcm、优选地0. Icm至 0.3cm。在本发明方法的第二步骤中，使激光扫描器和输送带的速度同步。该同步保证表面 的均匀处理，其中通过测量电阻和透射以抽样方式检验产品质量。透射的值通过激光处理 应该在所有区域中均匀地升高，而电阻下降。可替换地，涂层的检验也可以手动地进行，因 为激光痕迹可以视觉上良好地被识别。
[0029] 接着，将玻璃衬底放置到输送带上。优选地直接在涂层的沉积之后对玻璃衬底进 行激光处理，其中两个过程协调地进行。激光处理的速度按照本发明方法至少等于涂层过 程的速度，使得这里不需要如在按照现有技术常见的方法情况下那样使输送带降低速度。 输送带优选地具有每分钟5m至15m、特别优选每分钟9m至Ilm的速度。在该过程的最后步 骤中，衬底经过桥并且完全连续地借助于安置在桥上的激光装置处理。激光扫描器在此在 玻璃衬底之间的过渡处并且即使在两个玻璃衬底之间出现的较大空隙情况下也不必被关 断。
[0030] 本发明此外还包括用于处理涂有金属或涂有金属氧化物的玻璃衬底的本发明激 光设备的应用，玻璃衬底特别优选地是具有Im至6m宽度、优选具有至少3m宽度的大面积 玻璃衬底。本发明激光设备和本发明方法特别适用于处理3米宽度和6米长度的常见浮法 玻璃标准规格的玻璃衬底。
[0031] 所使用的玻璃衬底包含钠钙玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃和/或诸如聚甲基丙烯酸 甲酯的透明塑料。优选地采用浮法玻璃。
[0032] 玻璃衬底的涂层优选地包括金属层或氧化物，诸如TCO层（transparent conductive oxide (透明导电氧化物））、例如银层或ITO层（indium tin oxide (氧化铟 锡)）。特别优选地，采用由具有〇· 5nm至2nm厚度的两个阻挡层包围的具有6nm至15nm厚 度的银层，所述阻挡层包含镍-铬和/或钛。在阻挡层和玻璃表面之间优选地施加具有25nm 至35nm厚度的包含Si3N 4、Ti02、SnZnO和/或ZnO的扩散阻挡部。优选地朝向周围环境地 将具有35nm至45nm厚度的包含ZnO和/或Si 3N4的扩散阻挡部施加到上面的阻挡层上。 该上面的扩散阻挡部可选地装备有具有Inm至5nm厚度的包括TiO 2和/或SnZnO2的保护 层。所有层的总厚度优选地为67. 5nm至102nm。

【专利附图】

【附图说明】
[0033] 下面根据附图进一步阐述本发明。附图不以任何方式限制本发明。
[0034] 图Ia示出具有在输送带上方的两个桥的本发明激光设备。
[0035] 图Ib示出具有光路的详细图示的图Ia的本发明激光设备。
[0036] 图2示出本发明激光设备的另一实施方式，其中激光束经由光导体被转向到光学 装直。
[0037] 图3示出图Ia的本发明激光设备的俯视图。
[0038] 图4示出具有在输送带上方的三个桥的本发明激光设备的可替换实施方式。
[0039] 图5示出图4的本发明激光设备的俯视图。
[0040] 图6示出玻璃衬底上的图Ia的本发明激光设备的处理区域。
[0041] 图7示出用于产生激光线所使用的多边形扫描器。
[0042] 图8示出用于产生激光线所使用的振镜扫描器。
[0043] 图9示出用于对大面积衬底进行激光处理的本发明方法。

【具体实施方式】
[0044] 图Ia示出具有在输送带（5)上方的两个桥（4)的本发明激光设备（1)。桥（4)横 向于输送方向（6 )跨越输送带（5 )。在输送带（5 )上放上玻璃衬底（7 )，所述玻璃衬底在桥 (4)下方穿过地被输送。在第一桥（4.1)和第二桥（4. 2)上安置光学装置（3)。在光学装置 (3 )附近在桥（4 )上对于每个光学装置（3 )分别有一个激光源（2 )。在第一桥（4. 1)上安置 具有五个激光源（2)的五个光学装置（3)，而在第二桥（4. 2)上安装六个光学装置（3)和六 个激光源（2)。光学装置（3)交替地安置在两个桥（4)上。光学装置（3)在两个桥（4)上的 这种交替布置保证足够的空间用于沿着桥（4)调节光学装置（3)，因为相邻光学装置（3)的 间距足够大。为了处理具有3米宽度的玻璃衬底（7)，优选地采用具有总共11个光学装置 (3)的这种激光设备（1)，其中每个光学装置（3)产生具有300mm宽度的激光线并且从而玻 璃衬底（7 )在其整个宽度上被覆盖。
[0045] 图Ib示出图Ia的本发明激光设备（1)，其中详细地示出激光束（11)的走向。由 激光源（2)产生的激光束（11)经由反射镜（13)被转向到相邻的光学装置（3)并且经由侧 向外壳开口进入到该光学装置中。激光源（2)、所属的反射镜（13)和所属的光学装置（3) 可移动地安装在桥（4 )上，使得该装置可以沿着桥（4 )容易地被推移。光学装置（3 )与玻璃 衬底（7)的表面的间距同样是可变的，其中激光源（2)和反射镜（13)的高度一般不必被改 变。光学装置（3)的高度适配根据其实施方式是必要的，以便保证在玻璃衬底（7)的表面上 聚焦。但是因为在此涉及比较小的高度适配，所以反射镜（13)和激光源（2)的高度不必被 改变，而是激光束（11)的走向可以单独地通过旋转反射镜重新被调节。
[0046] 图2示出本发明激光设备（1)的另一实施方式，其中激光束（11)经由光导体（14) 被转向到光学装置（11)。一般结构在此对应于在图Ia中所示的结构。与此不同地，对于每 个桥（4)仅需要一个激光源（2)，所示激光源被构建在桥（4)的边缘处。激光束从激光源（2) 通过各一个光导体（14)分别被引导到光学装置（3)。该实施方式提供以下优点，即放弃用 于使激光束转向的反射镜并且从而在已经有小的光学装置（3)的位置变化情况下取消该反 射镜的重新调节。而这里所使用的光导体（14)具有受限制的可移动性，使得光学装置（3) 的位置的较小变化处于容差范围中并且丝毫不需要重新调节。
[0047] 图3示出图Ia的本发明激光设备（1)的俯视图。光学装置（3)以交替的顺序布置 在第一桥（4. 1)和第二桥（4. 2)上。在此，光学装置（3)的处理区域沿着桥（4)在其整个宽 度上覆盖玻璃衬底（7)。
[0048] 图4示出具有在带有玻璃衬底（7)的输送带（5)上的三个桥（4)的本发明激光设 备（1)的可替换的实施方式。在此交替地在第一桥（4. 1)上安置三个光学装置（3)，在第二 桥（4. 2)上安置五个光学装置（3)以及在第三桥（4. 3)上安置三个光学装置（3)。光学装 置（3)在桥（4)上的分布是可变的，其中应仅仅注意的是，各个光学装置（3)的处理区域共 同地覆盖玻璃衬底（7)的整个宽度。在光学装置（3)附近在桥（4)上分别安装激光源（2)。 但是可替换地也可设想在采用光导体线缆情况下减少激光源，如在图2中所示。
[0049] 图5示出图4的本发明激光设备（1)的俯视图，其中光学装置（3 )在三个桥（4 )上 的交替布置可被看出。在第一桥（4. 1)和第三桥（4. 3)上分别安置三个光学装置（3)，而在 第二桥（4. 2)上安装五个光学装置（3)。每个光学装置（3)均覆盖玻璃衬底（7)的部分区 域，其中光学装置（3)的各个区域共同地在桥（4)的区域中覆盖玻璃衬底（7)的整个宽度。
[0050] 图6示出玻璃衬底（7)上的图Ia的本发明激光设备（1)的处理区域（15)。在玻璃 衬底（7)上产生的激光线（12)通过移动输送带（5)按照长度在玻璃衬底（7)上方被引导。 由此在玻璃衬底（7)上形成多个处理区域（15)，其中第一桥的处理区域（15. 1)位于第二桥 的处理区域（15. 2)之间并且与其重叠。通过该重叠确保，不产生未被处理的区域。玻璃衬 底（7 )经由输送带（7 )在输送方向（6 )上被运送，使得玻璃衬底（7 )的表面完全被处理。
[0051] 图7示出用于产生激光线（12)所使用的多边形扫描器（8. 1)。激光束（11)在进 入到光学装置（3)中之后通过透镜（9)被聚焦到多边形扫描器（8. 1)的面上。旋转的多边 形扫描器（8. 1)将激光束（11)反射到玻璃衬底（7)的表面上。通过多边形扫描器（11)的 快速旋转运动，在此形成激光线（12)。激光线（12)的端部通过光阑（11)切割。通过相对 于衬底表面对多边形扫描器（8. 1)进行高度适配将激光线（12)聚焦到玻璃衬底（7)的表面 上。
[0052] 图8示出用于产生激光线所使用的振镜扫描器（8. 2)，其替换于多边形扫描器 (8. 1)作为激光扫描器（8)可以被包含在光学装置（3)中。激光束（11)进入到光学系统（3) 的外壳中并且由振镜扫描器（8. 2)被转向到透镜（9)上。振镜扫描器（8. 2)通过旋转产生 激光线（12)，所述激光线通过透镜被聚焦到玻璃衬底（7)的表面上。透镜（9)被装入到光 阑（10)中，所述光阑切割激光线（12)的端部。激光线的长度在此通过透镜的大小限制。
[0053] 图9示出用于对大面积玻璃衬底（7)进行激光处理的本发明方法。在第一步骤中， 将光学装置（3)调节成玻璃衬底（7)的宽度。光学装置（3)被定向为使得玻璃衬底（7)可 以在其全宽度上被处理并且各个光学装置（3)的处理区域（15)部分重叠。随后使激光扫 描器（8)和输送带（5)的速度同步。本发明方法能够实现比根据现有技术已知的方法更快 速的对玻璃衬底（7)的处理，因为光学装置（3)静止地安装并且在该方法期间不必被移动。 因此，按照本发明方法，激光处理可以优选地直接在借助于溅射对玻璃衬底（7)进行涂层之 后进行，而不必降低输送带（5)的速度。在下一步骤中，将玻璃衬底（7)放置到输送带（5) 上。在协调地布置涂层设备和本发明激光设备（1)时，将玻璃衬底（7)已经在涂层设备之前 放置到输送带（5)上。然后，输送带（5)上的玻璃衬底（7)经过桥（4)并且由光学装置（3) 自动化地处理。
[0054] 下面根据本发明方法的示例和比较示例进一步阐述本发明。
[0055] 在两个系列试验中，在使用本发明激光设备（1)情况下和在使用根据现有技术已 知的激光设备情况下在对大面积玻璃衬底（7)进行激光处理时输送带（5)的最大可达速度 和所有光学组件的成本被比较。所使用的玻璃衬底（7)的尺寸在所有试验中均是在宽度上 为3米并且在长度上为6米。玻璃衬底（7)以长侧边与输送带（5)的输送方向平行地被放 置到该输送带上。本发明激光设备（1)和根据现有技术的激光设备分别与涂层设备协调地 被使用，其中玻璃衬底（7)直接在沉积涂层之后借助于激光设备处理。作为涂层设备使用磁 控溉射设备，其中以所述顺序将30nm厚的Si 3N4层、IOnm厚的银层、Inm厚的镍-铬层、40nm 厚的ZnO层和4nm厚的TiO 2层涂敷到衬底表面上。银层直接在沉积之后拥有非晶结构。 通过对涂层退火，从非晶结构过渡到结晶结构，由此涂层的透明度被改善。对于这种温度处 理，激光方法已经证明是特别适合的。在所有系列试验中，用于对涂层退火的激光设备直接 与涂层设备毗邻地布置，使得进行对玻璃衬底的直接进一步处理。激光过程通常是该方法 的最慢的步骤。激光方法的加速因此随着整个生产过程的加速和与之相关联的成本节省而 出现。另一方面，用于激光装置的成本应该被保持得尽可能低。在利用本发明激光设备和 根据现有技术的激光设备处理玻璃衬底时最大可能的输送带速度以及激光设备的光学组 件的购买成本根据系列试验被比较。
[0056] a)示例1 :借助于本发明激光设备（1)处理大面积玻璃衬底（7) 两个桥（4)以50cm的间距被安置在输送带（5)上方，所述桥与放在输送带（5)上的玻 璃衬底（7)的短侧边平行地跨越所述输送带（5)。在第一桥（4. 1)上安装五个光学装置（3)， 而在第二桥上与第一桥（4. 1)的光学装置（3)交替地安置六个其他光学装置（3)。光学装 置（3 )被定向为使得激光线（12 )射出所通过的光阑（10 )指向玻璃衬底（7 )的方向。在每 个桥（4)的边缘处定位激光源（2)，所述激光源的激光束（11)通过光导体（14)被引导到光 学装置（3 )。激光束（11)通过侧向开口进入到光学装置（3 )中并且在那里由透镜（9 )被转 向到多边形扫描器（8. 1)上。多边形扫描器（8. 1)以每分钟10000转数旋转并且从而产生 连续的激光线（12)，所述激光线被反射到玻璃衬底（7)上。所使用的多边形扫描器（8. 1)具 有每秒IOm的扫描速度。激光线（12)的端部在激光线（12)穿过光阑（10)时被切割。光学 装置（3)被调节为使得在横向上相邻的光学装置（3)在玻璃衬底（7)上的处理区域（15)分 别重叠0. 2cm。作为激光源采用掺杂钕的钇-铝-石榴石激光器（Nd :YAG激光器)。
[0057] b)比较示例2 :利用根据现有技术已知的激光设备处理大面积玻璃衬底（7) 在比较不例2中利用公司Innovavent的以名称"Volcano Line Beam 750 Laser Optics"销售的激光设备来对大面积玻璃衬底（7)进行处理。在此，采用具有波长为532nm 的 NchYAG 激光器（Starlase 400G US)。
[0058] 表格1针对本发明激光设备（示例1)以及根据现有技术已知的激光设备（比较示 例2)示出输送带（5)的最大可能速度以及所有光学组件的成本。
[0059] 表格 1

【权利要求】
1. 用于对大面积玻璃衬底（7)上的含金属或含金属氧化物的涂层进行退火的激光设 备（1)，至少包括： a) 至少一个激光源（2); b) 跨越具有玻璃衬底（7)的输送带（5)的至少两个桥（4); 其中 -每个桥（4 )包含多个光学装置（3 )，所述光学装置交替地布置在桥（4 )上； -每个光学装置（3 )均产生激光线（12 )，并且 _所有光学装置（3)的激光线（12)共同地覆盖衬底（7)的整个宽度。
2. 根据权利要求1所述的激光设备（1)，其中第一桥（4. 1)和第二桥（4. 2)布置在输送 带（5)上方并且在第一桥（4. 1)上的光学装置（3)的数量是n并且在第二桥（4. 2)上的光 学装置（3)的数量为n+1或者反之亦然。
3. 根据权利要求1所述的激光设备（1)，其中第一桥（4. 1)、第二桥（4. 2)和第三桥 (4. 3 )被布置在输送带（5 )上方。
4. 根据权利要求1至3之一所述的激光设备（1 )，其中激光源（2)的数量至少对应于桥 (4)的数量。
5. 根据权利要求1至4之一所述的激光设备（1 )，其中光学装置（3)包括至少一个激光 扫描器（8)、透镜（9)和光阑（10)。
6. 根据权利要求1至5之一所述的激光设备（1)，其中激光扫描器（8)是多边形扫描器 或振镜扫描器，优选是多边形扫描器。
7. 根据权利要求1至6之一所述的激光设备（1 )，其中激光束（11)通过反射镜（3)或 光导体（14)从激光源（2)被引导到光学装置（3)。
8. 根据权利要求1至7之一所述的激光设备（1)，其中光学装置（3)与玻璃衬底（7)的 表面的间距为l〇cm至100cm，并且光学装置（3)沿着桥（4)横向于输送带（5)的输送方向 (6) 可移动lcm至20cm、优选5cm至15cm。
9. 根据权利要求1至8之一所述的激光设备（1 )，其中相邻光学装置（3)的激光线（12) 共同覆盖具有宽度为500 y m至lcm、优选0. lcm至0. 3cm的区域。
10. 根据权利要求1至9之一所述的激光设备（1)，其中桥（4)彼此间具有20cm至 90cm、优选40cm至60cm的间距。
11. 根据权利要求1至10之一所述的激光设备（1)，其中作为激光源（2)采用连续 被激光器或脉冲激光器，优选地固体激光器，特别优选地掺杂钕的钇-铝-石榴石激光器 (Nd: YAG激光器)、掺杂镱的钇-铝-石榴石激光器（Yb: YAG激光器)或掺杂铒的钇-铝-石 榴石激光器（Er: YAG激光器)或者钛：蓝宝石激光器或掺杂钕的钇-钒酸盐激光器（Nd: YV04激光器)。
12. 用于利用根据权利要求1至11之一所述的激光设备（1)连续地对大面积玻璃衬底 (7) 进行激光处理的方法，包括： a) 调节光学装置（3)， b) 使激光扫描器（8)和输送带（5)的速度同步， c) 在经过桥（4)之下的输送带（5)上的玻璃衬底（7)时自动化地进行激光处理。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中光学系统（3)被调节为使得相邻光学系统在玻 璃衬底（7)上的激光线（12)交叠500 iim至lcm、优选地0. lcm至0.3cm。
14. 根据权利要求12或13所述所述的方法，其中输送带（5)以每分钟5m至15m、优选 每分钟9m至11m的速度移动。
15. 用于处理涂有金属或涂有金属氧化物的玻璃衬底的根据权利要求1至11之一所 述的激光设备（1)的应用，所述玻璃衬底特别优选地是具有lm至6m宽度、优选具有至少3m 宽度的大面积玻璃衬底。
【文档编号】B23K26/70GK104395033SQ201380035611
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年5月17日 优先权日:2012年7月4日
【发明者】L-Y.叶 申请人:法国圣戈班玻璃厂