DE202019005371U1 - Laser-treated heatable glazing - Google Patents
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Abstract
Anorganisches oder organisches Substrat (1), das eine einschichtige oder mehrschichtige Beschichtung umfassend mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht (2) aufweist, erhältlich nach einem Verfahren, welches das Abscheiden der elektrisch leitfähigen Schicht (2) auf das Substrat (1) und die Laserbehandlung der abgeschiedenen elektrisch leitfähigen Schicht (2) mit UV-Laserlicht zur Verbesserung der Leifähigkeit der elektrisch leitfähigen Schicht (2) umfasst. Inorganic or organic substrate (1) which has a single-layer or multi-layer coating comprising at least one electrically conductive layer (2), obtainable by a process which involves depositing the electrically conductive layer (2) onto the substrate (1) and laser treatment of the deposited electrically conductive layer (2) with UV laser light to improve the conductivity of the electrically conductive layer (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Substrat, bevorzugt ein Glassubstrat, das eine Beschichtung aufweist, die eine elektrische leitfähige Schicht umfasst, und das z.B. als heizbare Verglasung für Fahrzeuge verwendet werden.The invention relates to a substrate, preferably a glass substrate, which has a coating which comprises an electrically conductive layer and which e.g. can be used as heatable glazing for vehicles.
Um einen angemessenen Komfort bei Sonneneinstrahlung zu erreichen, verfügen die meisten Beschichtungspakete für Automobil- und Gebäudeanwendungen über reflektierende IR-Eigenschaften. Hohe IR-Reflexionseigenschaften stehen in direktem Zusammenhang mit hoher elektrischer Leitfähigkeit. Auch für die ohmsche Erwärmung von Substraten, z.B. beheizbare Windschutzscheiben oder Heckscheiben, sind Beschichtungen mit hoher elektrischer Leitfähigkeit wünschenswert.In order to achieve adequate comfort in sunlight, most coating packages for automotive and building applications have reflective IR properties. High IR reflection properties are directly related to high electrical conductivity. Also for the ohmic heating of substrates, e.g. heated windshields or rear windows, coatings with high electrical conductivity are desirable.
Diese Beschichtungen können z.B. auf ITO- oder Silberbasis sein und die Substrate können sowohl aus Kunststoff als auch aus anorganischem Glas bestehen. Ein Standardverfahren zur Abscheidung solcher Beschichtungen ist das Magnetron-Sputtern. Die meisten industriellen Sputterverfahren werden bei Raumtemperatur ausgeführt. Um eine höhere Leitfähigkeit der Beschichtung und eine höhere Lichtdurchlässigkeit zu erreichen, ist eine zusätzliche Wärmebehandlung erforderlich, typischerweise bei Temperaturen über 500°C.These coatings can e.g. be based on ITO or silver and the substrates can consist of both plastic and inorganic glass. A standard method for depositing such coatings is magnetron sputtering. Most industrial sputtering processes are carried out at room temperature. In order to achieve a higher conductivity of the coating and a higher light transmission, an additional heat treatment is necessary, typically at temperatures above 500 ° C.
Dieser Wärmebehandlungsschritt ist natürlich bei thermisch empfindlichen Substraten, wie z.B. Kunststoffen, nicht möglich, da dies das Substrat beschädigen oder schmelzen würde.This heat treatment step is, of course, for thermally sensitive substrates such as e.g. Plastics, not possible, as this would damage or melt the substrate.
Eine andere Methode zur Erhöhung der Leitfähigkeit ist die Erhöhung der Schichtdicke, was sich jedoch negativ auf die optische Transmission und die Produktkosten auswirkt. Nachteilig sind auch die längeren Beschichtungszeiten.Another method of increasing the conductivity is to increase the layer thickness, but this has a negative effect on the optical transmission and the product costs. The longer coating times are also disadvantageous.
Um bei Kunststoffgläsern, wie z.B. Polycarbonatscheiben, eine Heizfunktion zu erreichen, besteht die aktuelle Lösung aus einem Auflöten von Wolframdrähten. Bei anorganischen Glassubstraten erfolgt eine Wärmebehandlung der Beschichtung, eine Hochtemperaturbeschichtung oder eine dickere Beschichtung, um eine verbesserte Leitfähigkeit zu erreichen. Bei 3D-Scheiben (d.h. gebogene Scheiben, insbesondere entlang mehrerer Raumrichtungen gebogene Scheiben) ist es aber schwierig den Wolframdraht aufzulöten. Überdies können an den Lötstellen z.B. Beschädigungen an vorhandenen Antikratzbeschichtung auftreten.In the case of plastic glasses such as Polycarbonate washers to achieve a heating function, the current solution consists of soldering tungsten wires. In the case of inorganic glass substrates, the coating is heat-treated, a high-temperature coating or a thicker coating in order to achieve improved conductivity. With 3D panes (i.e. curved panes, in particular panes curved along several spatial directions), it is difficult to solder the tungsten wire. In addition, e.g. Damage to the existing anti-scratch coating may occur.
Eine alternative Möglichkeit ist die Behandlung der Schichten im sichtbaren oder IR-Bereich. Beispielsweise betrifft
In
Diese alternativen Laserbehandlungsmethoden im sichtbaren oder IR-Bereich sind aber aufgrund geringerer Absorption durch die Beschichtung nicht sehr effektiv.However, these alternative laser treatment methods in the visible or IR range are not very effective due to the lower absorption by the coating.
Von einer Laserbehandlung im Sinne der Erfindung sind Laserentschichtungsverfahren zu unterscheiden, bei denen die Beschichtung bereichsweise entfernt wird, insbesondere durch Erzeugung isolierender Linien, welche die Beschichtung strukturieren. Solcher Verfahren sind beispielsweise in
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die vorstehend beschriebenen Nachteile im Stand der Technik zu überwinden. Die Aufgabe besteht insbesondere darin, Substrate mit elektrisch leitfähigen transparenten Beschichtungen mit sehr guter Transparenz und Leitfähigkeit bereitzustellen, die durch ein Verfahren zugänglich sind, welches auch für thermisch empfindliche Substrate wie Kunststoff geeignet ist. Das Verfahren soll zudem effektiv sein, so dass das eingesetzte Laserlicht wirksam genutzt wird. Ferner soll der erforderliche apparative Aufwand möglichst gering sein.The invention is therefore based on the object of overcoming the disadvantages described above in the prior art. The object is in particular to provide substrates with electrically conductive transparent coatings with very good transparency and conductivity, which are accessible by a process which is also suitable for thermally sensitive substrates such as plastic. The method should also be effective so that the laser light used is used effectively. Furthermore, the required outlay on equipment should be as low as possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Substrat nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.According to the invention, this object is achieved by a substrate according to
Es wurde festgestellt, dass durch das Verfahren elektrisch leitfähige Schichten mit ausgezeichneter optischer Transmission und Leitfähigkeit erhalten werden. Nach der UV-Laserbehandlung verbessert sich der Flächenwiderstand der Beschichtung z.B. um 25 % oder sogar um 50 %. Die Schichten zeigen eine erhöhte Kristallinität. Da die elektrisch leitfähige Schichten UV-Strahlung gut absorbieren, ist die Behandlung hocheffektiv. Das Verfahren ist relativ einfach durchzuführen und eignet sich auch für thermisch empfindliche Substrate.It was found that electrically conductive layers with excellent optical transmission and conductivity are obtained by the method. After UV laser treatment, the surface resistance of the coating improves e.g. by 25% or even 50%. The layers show increased crystallinity. Since the electrically conductive layers absorb UV radiation well, the treatment is highly effective. The process is relatively simple to carry out and is also suitable for thermally sensitive substrates.
Die Erfindung betrifft somit ein anorganisches oder organisches Substrat, bevorzugt ein anorganisches oder organisches Glassubstrat, das eine einschichtige oder mehrschichtige Beschichtung umfassend mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht aufweist und das erhältlich ist durch ein verbessertes Verfahren, wobei das Verfahren das Abscheiden der elektrisch leitfähigen Schicht auf das Substrat und die Laserbehandlung der abgeschiedenen elektrisch leitfähigen Schicht mit UV-Laserlicht umfasst. Das Substrat kann vor dem Abscheiden der Beschichtung unbeschichtet oder bereits vorbeschichtet sein.The invention thus relates to an inorganic or organic substrate, preferably an inorganic or organic glass substrate, which has a single-layer or multilayer coating comprising at least one electrically conductive layer and which is obtainable by an improved method, the method being the deposition of the electrically conductive layer onto the Includes substrate and the laser treatment of the deposited electrically conductive layer with UV laser light. Before the coating is deposited, the substrate can be uncoated or already precoated.
Die erfindungsgemäße Laserbehandlung dient der Verbesserung der Leitfähigkeit beziehungsweise des Flächenwiderstands der elektrisch leifähigen Schicht. Unter einer Verbesserung des Flächenwiderstands wird seine Verringerung verstanden, wodurch eine bessere Leitfähigkeit erreicht wird. Die Laserbehandlung ist eine vollflächige Bestrahlung der leitfähigen Schicht, welche zu einer Materialumwandlung, insbesondere eine Erhöhung der Kristallinität führt. Die erfindungsgemäße Laserbehandlung ist insbesondere keine Laserentschichtung, wobei Material bereichsweise abgetragen wird.The laser treatment according to the invention serves to improve the conductivity or the sheet resistance of the electrically conductive layer. An improvement in the surface resistance is understood to mean its reduction, which results in better conductivity. Laser treatment is full-area irradiation of the conductive layer, which leads to a material conversion, in particular an increase in crystallinity. The laser treatment according to the invention is in particular not a laser decoating, material being removed in certain areas.
Anders ausgedrückt umfasst die Erfindung eine beschichtete Scheibe, umfassend ein Substrat und eine Beschichtung mit mindestens einer elektrisch leitfähigen Schicht. Die Scheibe ist durch ein Verfahren erhältlich, welches die folgenden Schritte aufweist:
- 1. Abscheiden mindestens einer elektrisch leitfähigen Schicht auf das Substrat,
- 2. Laserbehandlung der abgeschiedenen elektrisch leitfähigen Schicht mit UV-Laserlicht.
- 1. depositing at least one electrically conductive layer on the substrate,
- 2. Laser treatment of the deposited electrically conductive layer with UV laser light.
Gemäß dem Verfahren wird ein anorganisches oder organisches Substrat hergestellt, das eine einschichtige oder mehrschichtige Beschichtung aufweist, die mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht umfasst.According to the method, an inorganic or organic substrate is produced which has a single-layer or multilayer coating which comprises at least one electrically conductive layer.
Das anorganische oder organische Substrat ist bevorzugt ein anorganisches oder organisches Glassubstrat oder ein Keramiksubstrat, bevorzugt ein transparentes Keramiksubstrat.The inorganic or organic substrate is preferably an inorganic or organic glass substrate or a ceramic substrate, preferably a transparent ceramic substrate.
Das Glassubstrat kann aus anorganischem Glas oder organischem Glas (Polymere) sein. Beispiele für anorganisches Glas sind Flachglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas und/oder Alkalialuminosilikatglas. Das anorganische Glas ist bevorzugt Kalk-Natron-Glas, Quarzglas, Borosilikatglas oder chemisch vorgespanntes Glas.The glass substrate can be made of inorganic glass or organic glass (polymers). Examples of inorganic glass are flat glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass and / or alkali aluminum silicate glass. The inorganic glass is preferably soda-lime glass, quartz glass, borosilicate glass or chemically toughened glass.
Organisches Glas ist Glas aus Kunststoff. Beispiele für organisches Glas sind ein Glas aus Polyethylenterephthalat (PET), Polycarbonat (PC) oder Polymethylmethacrylat (PMMA), wobei PMMA-Glas und PC-Glas bevorzugt sind und PC-Glas besonders bevorzugt ist. Organic glass is glass made of plastic. Examples of organic glass are a glass made from polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC) or polymethyl methacrylate (PMMA), PMMA glass and PC glass being preferred and PC glass being particularly preferred.
Die einschichtige oder mehrschichtige Beschichtung umfasst mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht, bevorzugt eine transparente elektrisch leitfähige Schicht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrisch leitfähige Schicht aus einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO, „transparent conductive oxide“) gebildet. Solche TCO-Schichten sind dem Fachmann gut bekannt.The single-layer or multi-layer coating comprises at least one electrically conductive layer, preferably a transparent electrically conductive layer. In a preferred embodiment, the electrically conductive layer is formed from a transparent conductive oxide (TCO, “transparent conductive oxide”). Such TCO layers are well known to those skilled in the art.
Beispiele für transparenten leitfähigen Oxide sind mit Zinn dotiertes Indiumoxid (ITO, auch als Indiumzinnoxid bezeichnet), mit Zink dotiertes Indiumoxid (IZO) mit Antimon oder Fluor dotiertes Zinnoxid (SnO2:Sb bzw. SnO2:F), mit Gallium dotiertes Zinkoxid oder mit Aluminium dotiertes Zinkoxid (ZnO:AI), wobei ITO bevorzugt ist.Examples of transparent conductive oxides are tin-doped indium oxide (ITO, also known as indium tin oxide), zinc-doped indium oxide (IZO) with antimony or fluorine-doped tin oxide (SnO 2 : Sb or SnO 2 : F), gallium-doped zinc oxide or aluminum-doped zinc oxide (ZnO: Al), with ITO being preferred.
Die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht auf Basis dieser transparenten leitenden Oxide (TCO) liegt z.B. im Bereich von 10 nm bis 1 µm, bevorzugter 30 nm bis 200 nm und insbesondere 50 bis 100 nm.The thickness of the electrically conductive layer based on these transparent conductive oxides (TCO) is e.g. in the range of 10 nm to 1 μm, more preferably 30 nm to 200 nm and in particular 50 to 100 nm.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die elektrisch leitfähige Schicht, bevorzugt die transparente elektrisch leitfähige Schicht, aus einer Metallschicht oder einem Schichtstapel umfassend mindestens eine Metallschicht gebildet. Solche Metallschichtsysteme sind dem Fachmann gut bekannt.In another preferred embodiment, the electrically conductive layer, preferably the transparent electrically conductive layer, is formed from a metal layer or a stack of layers comprising at least one metal layer. Such metal layer systems are well known to the person skilled in the art.
Geeignete Metalle für die Metallschicht sind z.B. Ag, AI, Pd, Cu, Pt, Mo, Au, Ni, Cr, W, Nb, Ta, Zr, Hf oder Mischungen von einem oder mehreren dieser Metalle, wobei das Metall bevorzugt aus Silber oder Niob und besonders bevorzugt aus Silber ausgewählt ist.Suitable metals for the metal layer are e.g. Ag, Al, Pd, Cu, Pt, Mo, Au, Ni, Cr, W, Nb, Ta, Zr, Hf or mixtures of one or more of these metals, the metal preferably being selected from silver or niobium and particularly preferably from silver is.
Die Metallschicht kann als Einzelschicht vorliegen oder die elektrisch leitfähige Schicht kann ein Schichtstapel aus mehreren Schichten umfassend mindestens Metallschicht sein. Der Schichtstapel kann z.B. aus einer oder mehreren, bevorzugt mindestens zwei, dielektrischen Schichten und einer oder mehreren Metallschichten, insbesondere Silberschichten, gebildet werden, wobei dielektrische Schicht und Metallschicht bevorzugt in alternierender Abfolge angeordnet sind. Die dielektrische Schicht wird auch als Entspiegelungsschicht bezeichnet und wird z.B. durch Oxide oder Nitride, z.B. Siliziumnitride, Zinkoxide, Aluminiumnitride oder Titanoxid, gebildet.The metal layer can be present as a single layer or the electrically conductive layer can be a layer stack of several layers comprising at least metal layer. The layer stack can e.g. are formed from one or more, preferably at least two, dielectric layers and one or more metal layers, in particular silver layers, the dielectric layer and metal layer preferably being arranged in an alternating sequence. The dielectric layer is also called an anti-reflective layer and is e.g. by oxides or nitrides, e.g. Silicon nitrides, zinc oxides, aluminum nitrides or titanium oxide.
Typische Dicken der Einzelschichten für die Metallschicht oder den Schichtstapel umfassend mindestens eine Metallschicht liegen z.B. im Bereich von 1 bis 20 nm, bevorzugt 5 bis 15 nm, wobei die Metallschicht bevorzugt eine Silberschicht ist. Die Gesamtdicke des Schichtstapels umfassend mindestens eine Metallschicht beträgt z.B. typischerweise mindestens 50 nm und kann bis zu 500 nm bei mehrlagigen Schichten betragen, wobei die Metallschicht bevorzugt eine Silberschicht ist.Typical thicknesses of the individual layers for the metal layer or the layer stack comprising at least one metal layer are e.g. in the range from 1 to 20 nm, preferably 5 to 15 nm, the metal layer preferably being a silver layer. The total thickness of the layer stack comprising at least one metal layer is e.g. typically at least 50 nm and can be up to 500 nm for multilayer layers, the metal layer preferably being a silver layer.
Das Verfahren umfasst das Abscheiden der elektrisch leitfähigen Schicht auf das (unbeschichtete oder vorbeschichtete) Substrat, bevorzugt ein Glassubstrat, , bevorzugt ein vorbeschichtetes Glassubstrat. Die Abscheidung kann z.B. durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), z.B. Sputtern, bevorzugt Magnetron-Sputtern, oder durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD), z.B. plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) oder Atomlagenabscheidung (ALD) erfolgen.The method comprises depositing the electrically conductive layer on the (uncoated or pre-coated) substrate, preferably a glass substrate, preferably a pre-coated glass substrate. The deposition can e.g. by physical vapor deposition (PVD), e.g. Sputtering, preferably magnetron sputtering, or by chemical vapor deposition (CVD), e.g. Plasma-assisted chemical vapor deposition (PECVD) or atomic layer deposition (ALD) take place.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere das transparente leitfähige Oxid, durch Sputtern, insbesondere Magnetron-Sputtern, oder ein CVD-Verfahren abgeschieden. Die Metallschicht und der Schichtstapel umfassend mindestens eine Metallschicht werden bevorzugt durch Sputtern, insbesondere Magnetron-Sputtern, abgeschieden.In a preferred embodiment, the electrically conductive layer, in particular the transparent conductive oxide, is deposited by sputtering, in particular magnetron sputtering, or a CVD process. The metal layer and the layer stack comprising at least one metal layer are preferably deposited by sputtering, in particular magnetron sputtering.
Die Abscheidung der elektrisch leitfähigen Schicht erfolgt vorzugsweise bei einer relativ niedrigen Temperatur, z.B. einer Temperatur von nicht mehr als 100°C, bevorzugt nicht mehr als 80°C oder etwa Umgebungstemperatur.The deposition of the electrically conductive layer is preferably carried out at a relatively low temperature, e.g. a temperature of not more than 100 ° C, preferably not more than 80 ° C or about ambient temperature.
Ein im industriellen Maßstab häufig angewendetes Verfahren für das Aufbringen von dünnen Schichten, insbesondere auf Glassubstraten, ist das Magnetron-Sputtern. Bei der industriellen Umsetzung des Magnetron-Sputterns bleibt das Substrat gewöhnlich auf Umgebungstemperatur oder wird leicht erwärmt (weniger als 80°C).Magnetron sputtering is a process that is frequently used on an industrial scale for the application of thin layers, in particular on glass substrates. In the industrial implementation of magnetron sputtering, the substrate usually remains at ambient temperature or is warmed slightly (less than 80 ° C).
Das Verfahren umfasst ferner die Laserbehandlung der abgeschiedenen elektrisch leitfähigen Schicht mit UV-Laserlicht. Das UV-Laserlicht kann breitbandiges, multichromatisches oder monochromatisches UV-Laserlicht sein, wobei monochromatisches UV-Laserlicht bevorzugt ist. The method further includes laser treatment of the deposited electrically conductive layer with UV laser light. The UV laser light can be broadband, multichromatic or monochromatic UV laser light, with monochromatic UV laser light being preferred.
Im Vergleich zur Behandlung mit IR-Laserlicht, z.B. im Wellenlängenbereich von etwa 1 µm, zeigt die elektrisch leitfähige Beschichtung, insbesondere die ITO-Schicht und die eine oder mehrere Silberschichten umfassende Schicht, eine hohe Absorption im UV-Bereich ≤ 400nm, so dass eine sehr effektive Behandlung erreicht wird. Nach der UV-Laserbehandlung kann der Flächenwiderstand um bis zu 25% und sogar um bis zu 50% verbessert werden.Compared to treatment with IR laser light, e.g. in the wavelength range of about 1 µm, the electrically conductive coating, in particular the ITO layer and the layer comprising one or more silver layers, shows a high absorption in the
Das UV-Laserlicht kann durch übliche Laser erzeugt werden. Das UV-Laserlicht wird bevorzugt durch einen Festkörperlaser erzeugt. UV-Festkörperlaser sind im Vergleich zu anderen Lasern wie Excimerlasern besonders leicht in das erfindungsgemäße Verfahren zu integrieren und wartungsfreundlich.The UV laser light can be generated by conventional lasers. The UV laser light is preferably generated by a solid-state laser. Compared to other lasers such as excimer lasers, UV solid-state lasers are particularly easy to integrate into the method according to the invention and are easy to maintain.
In der vorliegenden Anmeldung werden Licht und Strahlung als synonyme Begriffe verwendet. Für den Wellenlängenbereich von Ultraviolett (UV)-Strahlung finden sich in der Literatur unterschiedliche Angaben, z.B. ein Wellenlängenbereich von 10 bis 380 nm oder ein Bereich von 1 bis 400 nm. In der vorliegenden Anmeldung wird unter UV-Licht ein Licht im Wellenlängenbereich bis 400 nm verstanden, insbesondere von 100 nm bis 400 nm.In the present application, light and radiation are used as synonymous terms. In the literature, there are different indications for the wavelength range of ultraviolet (UV) radiation, e.g. a wavelength range from 10 to 380 nm or a range from 1 to 400 nm. In the present application, UV light is understood to mean light in the wavelength range up to 400 nm, in particular from 100 nm to 400 nm.
Die Wellenlänge des UV-Laserlichts zur Laserbehandlung der elektrisch leitfähigen Schicht liegt bevorzugt im Bereich von 150 nm bis 400 nm.The wavelength of the UV laser light for laser treatment of the electrically conductive layer is preferably in the range from 150 nm to 400 nm.
Die Beschichtung wird während der Laserbehandlung relativ wenig erwärmt. Die Temperatur der elektrisch leitfähigen Schicht oder der Beschichtung bleibt z.B. vorteilhaft während der Laserbehandlung an jeder Stelle unter 600°C. Vorteilhafterweise erreicht die elektrisch leitfähige Schicht bei der Laserbehandlung eine Temperatur von mindestens 100°C.The coating is heated relatively little during the laser treatment. The temperature of the electrically conductive layer or coating remains e.g. advantageous during laser treatment at any point below 600 ° C. The electrically conductive layer advantageously reaches a temperature of at least 100 ° C. during laser treatment.
Die Laserbehandlung mit UV-Laserlicht erfolgt bevorzugt mit einer in die elektrisch leitfähige Schicht bzw. Beschichtung eingebrachte Energiedichte im Bereich von 150 bis 300 mJ/cm2.The laser treatment with UV laser light is preferably carried out with an energy density introduced into the electrically conductive layer or coating in the range from 150 to 300 mJ / cm 2 .
Da Laserlicht in der Regel nur einen kleinen Bereich bestrahlen kann, wird das UV-Laserlicht bzw. der UV-Laser gewöhnlich über die elektrisch leitfähige Schicht bzw. Beschichtung bewegt oder das beschichtete Substrat wird unter dem UV-Laserlicht bewegt, um die gesamte, zu behandelnde elektrisch leitfähige Schicht mit dem UV-Laserlicht abzuscannen. Since laser light can usually only irradiate a small area, the UV laser light or the UV laser is usually moved over the electrically conductive layer or coating or the coated substrate is moved under the UV laser light to cover the entire area scanning the electrically conductive layer with the UV laser light.
Das UV-Laserlicht wird bei der Laserbehandlung z.B. mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 10 bis 20 mm/s über die elektrisch leitfähige Schicht bzw. Beschichtung bewegt.The UV laser light is used in laser treatment e.g. at a speed in the range of 10 to 20 mm / s over the electrically conductive layer or coating.
Sofern die Beschichtung über der elektrisch leitfähigen Schicht ein oder mehrere weitere Schichten umfasst, kann die Laserbehandlung der elektrisch leitfähigen Schicht vor oder nach der Abscheidung der darüber liegenden einen oder mehreren weiteren Schichten durchgeführt werden.If the coating over the electrically conductive layer comprises one or more further layers, the laser treatment of the electrically conductive layer can be carried out before or after the deposition of the one or more further layers above it.
Da über der elektrisch leitfähigen Schicht aufgebrachte Schichten in der Regel für UV-Licht durchlässig sind, ist es gewöhnlich zweckmäßig die Laserbehandlung nach der Fertigstellung der gesamten Beschichtung auszuführen. Insbesondere in Fällen, bei denen über der elektrisch leitfähigen Schicht aufgebrachte Schichten UV-Licht teilweise absorbieren oder reflektieren, kann es aber zweckmäßig oder notwendig sein, die Laserbehandlung nach der Abscheidung der transparenten elektrisch leitfähigen Schicht und vor der Abscheidung darüber liegender Schichten auszuführen.Since layers applied over the electrically conductive layer are generally transparent to UV light, it is usually expedient to carry out the laser treatment after the entire coating has been completed. In particular in cases in which layers applied above the electrically conductive layer partially absorb or reflect UV light, it may be expedient or necessary to carry out the laser treatment after the deposition of the transparent electrically conductive layer and before the deposition of layers above it.
Das UV-Laserlicht für die Behandlung der abgeschiedenen elektrisch leitfähigen Schicht kann z.B. punktförmiges oder linienförmiges UV-Laserlicht sein, wobei linienförmiges UV-Laserlicht bevorzugt ist. Bei linienförmigem UV-Laserlicht bezieht sich die vorstehend angeführte Geschwindigkeit des UV-Laserlichts auf die Richtung senkrecht zu der auf der Beschichtung eingestrahlten Laserlinie. Die Linienbreite des linienförmigen UV-Laserlichts ist bevorzugt größer oder gleich der Breite der leitfähigen Beschichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Laserstrahlung. Dadurch wird die gesamte Breite der Beschichtung von der Laserstrahlung abgedeckt und die Laserbehandlung kann in einem einzigen Durchlauf erfolgen.The UV laser light for the treatment of the deposited electrically conductive layer can e.g. be punctiform or linear UV laser light, with linear UV laser light being preferred. In the case of line-shaped UV laser light, the above-mentioned speed of the UV laser light relates to the direction perpendicular to the laser line irradiated on the coating. The line width of the line-shaped UV laser light is preferably greater than or equal to the width of the conductive coating perpendicular to the direction of movement of the laser radiation. As a result, the entire width of the coating is covered by the laser radiation and the laser treatment can be carried out in a single pass.
Die Substrate, insbesondere die Glassubstrate, können ebene bzw. flache Substrate (2D-Glassubstrate) oder gebogene oder geformte Substrate (3D-Glassubstrate) sein, z.B. ebene oder gebogene Fahrzeugscheiben. The substrates, in particular the glass substrates, can be flat or flat substrates (2D glass substrates) or curved or shaped substrates (3D glass substrates), for example flat or curved vehicle windows.
Die Dicke des Substrats, insbesondere des Glassubstrats, kann z.B. im Bereich von 0,1 mm bis 19 mm, bevorzugt 0,1 bis 10 mm, liegen. Es kann sich um relativ großflächige Substrate, insbesondere Glassubstrate, handeln, die z.B. mindestens eine Abmessung (z.B. eine Länge) von mindestens 1 m, mindestens 2 m oder sogar mindestens 3 m aufweisen.The thickness of the substrate, especially the glass substrate, can e.g. are in the range from 0.1 mm to 19 mm, preferably 0.1 to 10 mm. The substrates can be relatively large, in particular glass substrates, e.g. have at least one dimension (e.g. a length) of at least 1 m, at least 2 m or even at least 3 m.
Die Laserbehandlung kann je nach Substratform angepasst werden. Bei ebenen Substraten, bevorzugt Glassubstraten, insbesondere großflächigen, ebenen Glassubstraten, eignet sich eine Laserbehandlung mit linienförmigem UV-Laserlicht, mit dem die zu behandelnde Substratoberfläche abgescannt wird. Bei 3D-Substraten, bevorzugt 3D-Glassubstraten, z.B. für Kunststoffverglasung mit organischen Glassubstraten, kann der Laser an einem Roboter oder einem Mehr-Achsen-System installiert werden, um den punktförmigen oder linienförmigen Laserstrahl des UV-Laserlichts zur Bearbeitung der Freiformflächen zu bewegen, wobei der linienförmige Laserstrahl z.B. eine Linienbreite von unter 10 mm aufweist.The laser treatment can be adjusted depending on the substrate shape. In the case of flat substrates, preferably glass substrates, in particular large, flat glass substrates, a laser treatment with line-shaped UV laser light is suitable, with which the substrate surface to be treated is scanned. For 3D substrates, preferably 3D glass substrates, e.g. for plastic glazing with organic glass substrates, the laser can be installed on a robot or a multi-axis system in order to move the punctiform or linear laser beam of the UV laser light for processing the free-form surfaces, the linear laser beam e.g. has a line width of less than 10 mm.
Insbesondere wenn es sich bei dem Substrat um ein anorganisches Glassubstrat oder Keramiksubstrat, insbesondere transparentes Keramiksubstrat, handelt, kann das erfindungsgemäße Verfahren nach der Laserbehandlung einen Temperschritt umfassen, bei dem das beschichtete Substrat einer Wärmebehandlung bei erhöhter Temperatur unterworfen wird, z.B. bei einer Temperatur von mindestens 500°C, bevorzugter mindestens 550°C und nicht mehr als 750°C, bevorzugter nicht mehr als 700°C. Die Wärmebehandlung kann im Rahmen eines Glasbiegeprozesses erfolgen. Auch ein organisches Substrat kann einer Wärmebehandlung unterworfen werden, allerdings sollten dann niedrigere Temperaturen verwendet werden, um ein Schmelzen oder Erweichen des Substrats zu vermeiden.In particular, if the substrate is an inorganic glass substrate or ceramic substrate, in particular transparent ceramic substrate, the method according to the invention after the laser treatment can include a tempering step in which the coated substrate is subjected to a heat treatment at elevated temperature, e.g. at a temperature of at least 500 ° C, more preferably at least 550 ° C and not more than 750 ° C, more preferably not more than 700 ° C. The heat treatment can be carried out as part of a glass bending process. An organic substrate can also be subjected to a heat treatment, but lower temperatures should then be used in order to avoid melting or softening of the substrate.
Die Beschichtung auf dem Substrat, bevorzugt Glassubstrat, kann einschichtig oder mehrschichtig sein. Wenn die Beschichtung neben der elektrisch leitfähigen Schicht ein oder mehrere weitere Schichten aufweist, kann es sich bei den weiteren Schichten z.B. um eine UV-reflektierenden Schicht und/oder eine Schutzschicht und/oder eine dielektrische Schicht handeln.The coating on the substrate, preferably a glass substrate, can have one or more layers. If the coating has one or more additional layers in addition to the electrically conductive layer, the additional layers may e.g. are a UV-reflecting layer and / or a protective layer and / or a dielectric layer.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Substrat, insbesondere das organische Glassubstrat, vor der Abscheidung der transparenten elektrisch leitfähigen Schicht mit einer UV-reflektierenden Schicht versehen, d.h. die transparente elektrisch leitfähige Schicht wird auf ein vorbeschichtetes Substrat abgeschieden, wobei die Vorbeschichtung eine UV-reflektierende Schicht umfasst. Als UV-reflektierende Schicht eignet sich z.B. eine Titanoxidschicht oder eine Zinkoxidschicht. Die UV-reflektierende Schicht kann z.B. durch PVD- oder CVD-Verfahren aufgebracht werden. Die UV-reflektierende Schicht weist z.B. eine Schichtdicke von 1 bis 100 nm, bevorzugt von 5 bis 50 nm, auf.In a preferred embodiment, the substrate, in particular the organic glass substrate, is provided with a UV-reflecting layer prior to the deposition of the transparent electrically conductive layer, i.e. the transparent, electrically conductive layer is deposited on a precoated substrate, the precoating comprising a UV-reflecting layer. A suitable UV-reflecting layer is e.g. a titanium oxide layer or a zinc oxide layer. The UV reflective layer can e.g. applied by PVD or CVD processes. The UV reflective layer has e.g. a layer thickness of 1 to 100 nm, preferably of 5 to 50 nm.
Die UV-reflektierende Schicht kann als Schutz für UV-empfindliche Materialien vor Schädigung während der Laserbehandlung zweckmäßig sein, wenn unter der elektrisch leitfähigen Schicht solche UV-empfindliche Materialien vorhanden sind. Organische Glassubstrate können UV-empfindlich sein und einen solchen Schutz bedürfen.The UV-reflecting layer can be useful as protection for UV-sensitive materials from damage during laser treatment if such UV-sensitive materials are present under the electrically conductive layer. Organic glass substrates can be UV sensitive and need such protection.
Die Schutzschicht kann eine oder mehrere Schutzschichten für die elektrisch leitfähige Schicht umfassen. Bei der Schutzschicht kann es sich um mindestens eine lonendiffusionssperrschicht und/oder mindestens eine Sauerstoffbarriereschicht handeln. Die lonendiffusionssperrschicht kann zwischen dem Substrat, bevorzugt Glassubstrat, und der elektrisch leitfähigen Schicht, bevorzugt transparenten elektrisch leitfähigen Schicht, als Vorbeschichtung angeordnet sein, um die Migration von alkalischen Ionen, z.B. aus dem Substrat, insbesondere anorganischen Glassubstrat, zu verhindern. Die Sauerstoffbarriereschicht kann über der elektrisch leitfähigen Schicht abgeschieden werden, um als Sperre gegen Sauerstoff zu dienen und die elektrisch leitfähige Schicht vor Oxidation zu schützen.The protective layer can comprise one or more protective layers for the electrically conductive layer. The protective layer can be at least one ion diffusion barrier layer and / or at least one oxygen barrier layer. The ion diffusion barrier layer can be arranged between the substrate, preferably glass substrate, and the electrically conductive layer, preferably transparent, electrically conductive layer, as a pre-coating in order to prevent the migration of alkaline ions, e.g. to prevent from the substrate, especially inorganic glass substrate. The oxygen barrier layer can be deposited over the electrically conductive layer to serve as a barrier against oxygen and to protect the electrically conductive layer from oxidation.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das vorbeschichtete Substrat, bevorzugt das vorbeschichtete Glassubstrat, mindestens eine lonendiffusionssperrschicht in der Vorbeschichtung und/oder über der elektrisch leitfähigen Schicht wird mindestens eine Sauerstoffbarriereschicht abgeschieden.In a preferred embodiment, the precoated substrate, preferably the precoated glass substrate, comprises at least one ion diffusion barrier layer in the precoating and / or at least one oxygen barrier layer is deposited over the electrically conductive layer.
Für die als Schutzschichten dienenden Sauerstoffbarriereschichten und lonendiffusionssperrschichten können im Wesentlichen die gleichen Materialien verwendet werden, z.B. Nitride oder Carbide. Solche Schutzschichten und deren Bildung sind in der Technik gut bekannt. Für die Aufbringung dieser Schutzschichten können die üblichen Verfahren bzw. Gasphasenabscheidung-Verfahren verwendet werden, z.B. PVD, insbesondere Sputtern, bevorzugt Magnetronsputtern, CVD und ALD.For the oxygen barrier layers and ion diffusion barrier layers serving as protective layers, essentially the same materials can be used, for example nitrides or carbides. Such protective layers and their formation are well known in the art. For the application of these protective layers the usual methods or gas phase deposition methods can be used, for example PVD, in particular sputtering, preferably magnetron sputtering, CVD and ALD.
Die lonendiffusionssperrschicht und Sauerstoffbarriereschicht können z.B. aus Siliciumcarbid, Siliziumnitrid, Siliciumoxynitrid, Metallnitrid, Metallcarbid oder eine Kombination davon gebildet werden, wobei Siliziumnitrid, insbesondere Si3N4 und/oder dotiertes Si3N4, Metallnitrid, Metallcarbid oder eine Kombination davon besonders bevorzugt sind. Bei den Metallnitriden und Metallcarbiden kann das Metall z.B. Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niobium, Tantal, Chrom, Molybdän oder Wolfram sein.The ion diffusion barrier layer and oxygen barrier layer can be formed, for example, from silicon carbide, silicon nitride, silicon oxynitride, metal nitride, metal carbide or a combination thereof, silicon nitride, in particular Si 3 N 4 and / or doped Si 3 N 4 , metal nitride, metal carbide or a combination thereof, being particularly preferred . In the case of the metal nitrides and metal carbides, the metal can be, for example, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum or tungsten.
Die Sauerstoffbarriereschicht weist bevorzugt eine Schichtdicke von 10 bis 100 nm, bevorzugt von 20 bis 80 nm, besonders bevorzugt 30 bis 80 nm, auf. Die lonendiffusionssperrschicht weist z.B. eine Schichtdicke von 1 bis 100 nm, bevorzugt von 5 bis 50 nm, auf.The oxygen barrier layer preferably has a layer thickness of 10 to 100 nm, preferably 20 to 80 nm, particularly preferably 30 to 80 nm. The ion diffusion barrier layer has e.g. a layer thickness of 1 to 100 nm, preferably of 5 to 50 nm.
Die Beschichtung kann gegebenenfalls eine oder mehrere dielektrische Schichten umfassen, die z.B. entspiegelnd wirken. Typische dielektrische Schichten enthalten Oxide oder Nitride, beispielsweise Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid, Zinkoxid oder Titanoxid. Dielektrische Schichten können ebenfalls durch PVD- oder CVD-Verfahren aufgebracht werden. Die Schichtdicke kann z.B. im Bereich von 1 bis 100 nm liegen.The coating may optionally comprise one or more dielectric layers, e.g. have an anti-reflective effect. Typical dielectric layers contain oxides or nitrides, for example silicon nitride, silicon oxide, aluminum nitride, aluminum oxide, zinc oxide or titanium oxide. Dielectric layers can also be applied by PVD or CVD processes. The layer thickness can e.g. are in the range from 1 to 100 nm.
Das Substrat, bevorzugt das Glassubstrat, kann ganzflächig oder teilflächig mit der elektrisch leitfähigen Schicht beschichtet sein. Die elektrisch leitfähige Schicht kann z.B. mustermäßig aufgebracht sein und den Teil eines Heizsystems bilden. In einer bevorzugten Ausführungsform dient das einschichtig oder mehrschichtig beschichtete Substrat bzw. Glassubstrat als eine heizbare Verglasung.The substrate, preferably the glass substrate, can be coated over the entire surface or over part of the surface with the electrically conductive layer. The electrically conductive layer can e.g. be applied in a pattern and form part of a heating system. In a preferred embodiment, the single-layer or multi-layer coated substrate or glass substrate serves as heatable glazing.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße anorganische oder organische Substrat, bevorzugt Glassubstrat, eine Fahrzeugscheibe, insbesondere eine Automobilscheibe, eine Gebäudeverglasung oder eine Fensterscheibe, insbesondere eine heizbare Fahrzeugscheibe.In a preferred embodiment, the inorganic or organic substrate according to the invention, preferably glass substrate, is a vehicle window, in particular an automobile window, building glazing or a window window, in particular a heatable vehicle window.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren und anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen erläutert. In diesen zeigt:
-
1 einen schematischen Querschnitt eines erfindungsgemäß beschichten Glassubstrats; -
2 einen schematischen Querschnitt eines weiteren erfindungsgemäß beschichten Glassubstrats; -
3 XRD-Kurven einer ITO-Beschichtung gemäß Beispiel 1; -
4 XRD-Kurven einer silberbasierten Beschichtung gemäß Beispiel 2.
-
1 a schematic cross section of a glass substrate coated according to the invention; -
2nd a schematic cross section of another glass substrate coated according to the invention; -
3rd XRD curves of an ITO coating according to Example 1; -
4th XRD curves of a silver-based coating according to example 2.
Beispiel 1example 1
ITO-Beschichtung auf KunststoffverglasungITO coating on plastic glazing
Für eine beheizbare Scheibe mit einer Versorgungsspannung von 24 - 48 V wird eine Beschichtung benötigt, die einen Flächenwiderstand von weniger als etwa 34 Ω/□ erreichen kann. Es wurde eine mehrschichtige Beschichtung wie in
Nach der Herstellung der Beschichtung durch Magnetronsputtern und vor der Laserbehandlung hatte die ITO-Schicht eine Dicke von <100 nm und einen Flächenwiderstand von >50 Ω/□.After the coating was produced by magnetron sputtering and before the laser treatment, the ITO layer had a thickness of <100 nm and a sheet resistance of> 50 Ω / □.
Die Kunststoffe, wie z.B. Polycarbonat, haben eine gute Absorption im UV-Bereich; daher wird speziell für Kunststoffsubstrate eine TiOx-Schicht hinzugefügt, die einen Teil des UV-Lichts (-40%) reflektiert, um UV-lichtempfindliche Substrate während des Behandlungsprozesses zu schützen. The plastics, such as polycarbonate, have good absorption in the UV range; therefore, a TiOx layer is added especially for plastic substrates, which reflects part of the UV light (-40%) in order to protect UV-sensitive substrates during the treatment process.
Die Beschichtung wurde dann einer Laserbehandlung durch Bestrahlung mit UV-Laserlicht unterworfen. Das von einem Festkörperlaser erzeugte linienförmige Laserlicht wies eine Wellenlänge von 355 nm auf und die Beschichtung wurde damit abgescannt. Die eingebrachte Energiedichte lag im Bereich von 100 bis 300 mJ/cm2, die Lasergeschwindigkeit im Bereich von 10 bis 20 mm/s.The coating was then subjected to laser treatment by irradiation with UV laser light. The linear laser light generated by a solid-state laser had a wavelength of 355 nm and the coating was scanned with it. The energy density introduced was in the range from 100 to 300 mJ / cm 2 , the laser speed in the range from 10 to 20 mm / s.
Nach der Laserbehandlung wurde die Leitfähigkeit der Beschichtung um fast 50 % verbessert, so dass eine beheizbare Beschichtung auf der Kunststoffverglasung bereitgestellt werden kann. Die UV-Laserbehandlung hat eine geringe Wärmeeinwirkungstiefe, es kommt zu keiner Beschädigung oder Verformung der Substrate.After the laser treatment, the conductivity of the coating was improved by almost 50%, so that a heatable coating can be provided on the plastic glazing. The UV laser treatment has a low depth of heat, there is no damage or deformation of the substrates.
ITO-Beschichtung auf anorganischer VerglasungITO coating on inorganic glazing
Es wurde eine mehrschichtige Beschichtung wie in
Die Beschichtung wurde dann einer Laserbehandlung durch Bestrahlung mit UV-Laserlicht unterworfen. Das von einem Festkörperlaser erzeugte linienförmige Laserlicht wies eine Wellenlänge von 355 nm auf und die Beschichtung wurde damit abgescannt.The coating was then subjected to laser treatment by irradiation with UV laser light. The linear laser light generated by a solid-state laser had a wavelength of 355 nm and the coating was scanned with it.
Nach der Laserbehandlung wurde das beschichtete Substrat bei einer Temperatur von 680°C getempert.After the laser treatment, the coated substrate was annealed at a temperature of 680 ° C.
Es wurden drei auf diese Weise hergestellte Beschichtungen A, B und C hergestellt, wobei die Laserbehandlung hinsichtlich Energiedichte und Lasergeschwindigkeit wie in nachstehender Tabelle gezeigt variiert wurde. Es wurde ferner zu Vergleichszwecken eine Referenzbeschichtung auf die gleiche Weise hergestellt, außer dass bei der Referenzbeschichtung die Laserbehandlung nicht ausgeführt wurde. In der nachfolgenden Tabelle sind ferner die Ergebnisse der Widerstandsmessungen nach den einzelnen Schritten wiedergegeben.Three coatings A, B and C were prepared in this manner, the laser treatment being varied in terms of energy density and laser speed as shown in the table below. A reference coating was also prepared in the same manner for comparison purposes, except that the laser treatment was not performed on the reference coating. The table below also shows the results of the resistance measurements after the individual steps.
Vergleich Widerstand vor und nach Laserbehandlung und TempernComparison of resistance before and after laser treatment and annealing
In
In
Die laserbehandelte Beschichtung hat eine höhere Kristallinität (Vergleich der XRD-Kurve
Beispiel 2 Example 2
Silberbasierte Beschichtung auf anorganischem GlasSilver-based coating on inorganic glass
Auf einem anorganischen Glas wurde ein silberbasierter Schichtstapel aus 3 Silberschichten mit dielektrischen Schichten (SiO2) zwischen den Silberschichten (sogenannte Kappa-Beschichtung) durch Magnetronsputtern abgeschieden.A silver-based layer stack of 3 silver layers with dielectric layers (SiO 2 ) between the silver layers (so-called kappa coating) was deposited on an inorganic glass by magnetron sputtering.
Die abgeschiedene Beschichtung wies einen Flächenwiderstand von etwa 1,2 Ω/□ auf. Für eine beheizbare Windschutzscheibe mit einer Versorgungsspannung von 14 V ist ein Flächenwiderstand von unter 0,9 Ω/□ erforderlich.The deposited coating had a sheet resistance of approximately 1.2 Ω / □. For a heated windshield with a supply voltage of 14 V, a sheet resistance of less than 0.9 Ω / □ is required.
Die Beschichtung wurde dann einer Laserbehandlung durch Bestrahlung mit UV-Laserlicht unterworfen. Das von einem Festkörperlaser erzeugte linienförmige Laserlicht wies eine Wellenlänge von 355 nm auf und die Beschichtung wurde damit abgescannt.The coating was then subjected to laser treatment by irradiation with UV laser light. The linear laser light generated by a solid-state laser had a wavelength of 355 nm and the coating was scanned with it.
Nach der Laserbehandlung wurde das beschichtete Substrat bei einer Temperatur von 680°C getempert.After the laser treatment, the coated substrate was annealed at a temperature of 680 ° C.
Es wurden drei auf diese Weise hergestellte Beschichtungen A, B und C hergestellt, wobei die Laserbehandlung hinsichtlich Energiedichte und Lasergeschwindigkeit wie in nachstehender Tabelle gezeigt variiert wurde. Es wurde ferner zu Vergleichszwecken eine Referenzbeschichtung auf die gleiche Weise hergestellt, außer dass bei der Referenzbeschichtung die Laserbehandlung nicht ausgeführt wurde. In der nachfolgenden Tabelle sind ferner die Ergebnisse der Widerstandsmessungen nach den einzelnen Schritten wiedergegeben.Three coatings A, B and C were prepared in this manner, the laser treatment being varied in terms of energy density and laser speed as shown in the table below. A reference coating was also prepared in the same manner for comparison purposes, except that the laser treatment was not performed on the reference coating. The table below also shows the results of the resistance measurements after the individual steps.
Vergleich Widerstand vor und nach Laserbehandlung und TempernComparison of resistance before and after laser treatment and annealing
Nach der UV-Laserbehandlung wurde eine Verbesserung des Flächenwiderstandes um etwa 15% erreicht, wobei eine effektivere Behandlung als bei IR-Laser mit der Wellenlänge von etwa 1 µm erreicht werden kann. Bei einer solchen IR-Laserlichtbehandlung beträgt die Verbesserung bei ansonsten gleicher Durchführung nur <10%.After the UV laser treatment, an improvement in the sheet resistance of about 15% was achieved, whereby a more effective treatment than with IR lasers with the wavelength of about 1 μm can be achieved. With such an IR laser light treatment, the improvement is only <10% with the same procedure.
In Kombination mit dem Biege-/Heizprozess für die Produktion von Autoverglasungen kann eine Verbesserung des Flächenwiderstandes um >25% erreicht werden, sogar noch höher als nur der Biege-/Heizprozess ohne Laserbehandlung (<25%). Die erfindungsgemäße Laserbehandlung mit UV-Laserlicht kann ein einfacher Weg sein, um einen geringeren Widerstand zu erreichen, ohne die Dicke des Silbers erhöhen zu müssen, was teurer ist und einen negativen Einfluss auf die optische Transmission besitzt.In combination with the bending / heating process for the production of car glazing, an improvement in surface resistance of> 25% can be achieved, even higher than just the bending / heating process without laser treatment (<25%). The laser treatment according to the invention with UV laser light can be a simple way to achieve a lower resistance without having to increase the thickness of the silver, which is more expensive and has a negative influence on the optical transmission.
In
In
Die mit UV-Laserlicht behandelte Beschichtung hat eine höhere Kristallinität (Vergleich der XRD-Kurve
Es wurde ein zusätzliches Beispiel für eine silberbasierte Beschichtung auf anorganischem Glas genauso wie vorstehend ausgeführt, außer dass ein silberbasierter Schichtstapel aus 4 Silberschichten mit dielektrischen Schichten zwischen den Silberschichten durch Magnetronsputtern abgeschieden wurde. Es wurden drei auf diese Weise hergestellte Beschichtungen D, E und F hergestellt, wobei die Laserbehandlung bei einer Wellenlänge von 355 nm hinsichtlich Energiedichte und Lasergeschwindigkeit für D wie vorstehend für Beschichtung A, für E wie vorstehend für Beschichtung B und für F wie vorstehend für Beschichtung C variiert wurde. Es wurde ferner zu Vergleichszwecken eine Referenzbeschichtung auf die gleiche Weise hergestellt, außer dass bei der Referenzbeschichtung die Laserbehandlung nicht ausgeführt wurde. In der nachfolgenden Tabelle sind die Ergebnisse der Widerstandsmessungen vor Tempern, d.h. nach Laserbehandlung bzw. bei der Referenz ohne Laserbehandlung nach Abscheidung, und nach Tempern aufgeführt. Die Verbesserung nach Tempern in Prozent ist ebenfalls aufgenommen.
Beispiel 3Example 3
Substrate aus Kalk-Natron-Glas mit einer Beschichtung umfassend mehrere leitfähige Silberschichten wurden unterschiedlich behandelt. Anschließend wurde ihr Flächenwiderstand bestimmt. Die unterschiedlichen Behandlungen waren im Einzelnen:
- I. keine Laser- oder Wärmebehandlung
- II. nur Wärmebehandlung
- III. nur Laserbehandlung
- IV. Wärmebehandlung, anschließend Laserbehandlung
- V. Laserbehandlung, anschließend Wärmebehandlung
- I. no laser or heat treatment
- II. Only heat treatment
- III. only laser treatment
- IV. Heat treatment, followed by laser treatment
- V. Laser treatment, followed by heat treatment
Die Laserbehandlung wurde jeweils mit einem UV-Laser (343 nm) durchgeführt, mit einer Bewegungsgeschwindigkeit über die Beschichtung von 100 mm/s und einer Leistungsdichte von 200 mJ/cm2. Die Temperaturbehandlung wurde jeweils bei einer Temperatur von 540°C durchgeführt.The laser treatment was carried out in each case with a UV laser (343 nm), with a movement speed over the coating of 100 mm / s and a power density of 200 mJ / cm 2 . The temperature treatment was carried out at a temperature of 540 ° C. in each case.
Die gemessenen Flächenwiderstände sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
Aus der Tabelle ist insbesondere zu erkennen, dass die Reihenfolge von Laserbehandlung und Wärmebehandlung einen signifikanten Einfluss auf den Flächenwiderstand hat. Wird die Wärmebehandlung nach der Laserbehandlung durchgeführt (V), so wird ein geringerer Flächenwiderstand erreicht als bei umgekehrter Verfahrensführung (IV). Das war für den Fachmann sehr überraschend.The table shows in particular that the sequence of laser treatment and heat treatment has a significant influence on the surface resistance. If the heat treatment is carried out after the laser treatment (V), then a lower surface resistance is achieved than with the reverse procedure (IV). This was very surprising for the expert.
Bezugszeichenliste Reference list
- 11
- GlassubstratGlass substrate
- 22nd
- elektrisch leitfähige Schichtelectrically conductive layer
- 33rd
- XRD-Kurve von Beschichtung nach AbscheidungXRD curve of coating after deposition
- 44th
- XRD-Kurve von Beschichtung nach LaserbehandlungXRD curve from coating after laser treatment
- 55
- XRD-Kurve von Beschichtung nach Tempern (Referenz)XRD curve from coating to tempering (reference)
- 66
- XRD-Kurve von Beschichtung nach Laserbehandlung und TempernXRD curve of coating after laser treatment and annealing
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 102008001578 A1 [0013]DE 102008001578 A1 [0013]
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2019
- 2019-01-29 DE DE202019005371.9U patent/DE202019005371U1/en not_active Expired - Lifetime
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