DE102018217970A1

DE102018217970A1 - Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Struktur auf einer Glasscheibe sowie Glastafel mit mindestens einer derartigen Glasscheibe

Info

Publication number: DE102018217970A1
Application number: DE102018217970.0A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ostendarp; Bernhard Hötger; Thomas Rainer
Original assignee: Hegla Boraident GmbH and Co KG
Current assignee: Hegla Boraident GmbH and Co KG
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2020-04-23
Also published as: WO2020079252A2; EP3867204A2; US20210363053A1; US12065374B2; WO2020079252A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Struktur auf einer Glasscheibe (2), die zumindest an einer ihrer beiden Glasscheibenoberflächen (2a;b) eine Funktionsbeschichtung (3) mit mindestens einer elektrisch leitfähigen Funktionsschicht, vorzugsweise mit mehreren elektrisch leitfähigen Funktionsschichten, aufweist, wobei die Funktionsbeschichtung (3) mittels Laserstrahlung derart strukturiert wird, dass die elektronische Struktur, vorzugsweise ein kapazitives Sensorsystem oder eine Leiterschleife, erzeugt wird. Weiter betrifft die Erfindung eine Glastafel (1) mit zumindest einer derartigen Glasscheibe (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Struktur auf einer Glasscheibe sowie eine Glastafel mit mindestens einer derartigen Glasscheibe.
Als Flachglas wird jedes Glas in Form von Scheiben bzw. Tafeln bezeichnet, unabhängig vom angewandten Herstellungsverfahren.
Die Glastafeln können dabei aus einer einzigen Glasscheibe bzw. Glasplatte bestehen (Einscheibenglas) oder es kann sich um Verbundglas handeln. Unter einer Verbundglastafel versteht man im Allgemeinen eine aus zwei oder mehr Glasscheiben bzw. Glasplatten mit gleicher oder unterschiedlicher Dicke ausgebildete Glastafel, wobei die Glasscheiben durch eine Zwischenschicht aus Kunststoff miteinander verbunden sind.
Um Flachglastafeln mit Filter-, Spiegel-, Heizfunktionen oder sonstigen Funktionen zu versehen, werden die unterschiedlichsten, ein- oder mehrlagigen Funktionsbeschichtungen auf die Glasscheiben aufgebracht. Die Funktionen können dabei z.B. Wärmeschutz, Sonnenschutz, oder Beheizung sein. Bei Low-E-Glas (Low-E = Low-Emissivity = niedrige Wärmeabstrahlung) reduzieren eine oder mehrere Metallschichten den Emissionsgrad der Glasscheiben und dienen als Wärme- und/oder Sonnenschutzschicht.
In der Regel ist die funktionelle Beschichtung bzw. Funktionsbeschichtung eine einzelne Funktionsschicht oder ein Schichtaufbau mit mehreren Funktionsschichten mit einer Gesamtdicke < 2 µm. Der Schichtaufbau wird in der Regel durch Abscheidevorgänge, vorzugsweise Sputtern, erhalten.
Bei den einzelnen Funktionsschichten handelt es sich somit in der Regel um metallische und/oder keramische Schichten. Beispielsweise handelt es sich um metallische Niedrigemissionsschichten oder elektrische Heizschichten. Zwischen den einzelnen metallischen Funktionsschichten einer Funktionsbeschichtung können eine oder mehrere dielektrische (Funktions)schichten, z.B. aus einem Oxid, wie Aluminiumoxid, angeordnet sein. Zudem ist zwischen der Funktionsbeschichtung und der Glasoberfläche in der Regel eine Haftvermittlungsschicht aus Zinnoxid vorhanden.
Spezielle Verbundglastafeln weisen z. B. eine erste, insbesondere innere, Glasscheibe aus einer üblicherweise unbeschichteten Glasscheibe und eine zweite, insbesondere äußere, beschichtete, insbesondere mit einer Wärmeschutzschicht versehene, Glasscheibe auf.
Auch Fenstergläser von Zügen weisen in der Regel eine derartige, wärmeisolierende Funktionsbeschichtung auf. Problematisch dabei ist, dass die Funktionsbeschichtung zwar eine Energieeinsparung bewirkt, aber die Mobilfunkverbindung darunter leidet. Denn aufgrund der metallischen Funktionsbeschichtung wird ein faradayscher Käfig gebildet, der den Innenraum des Zuges vor elektromagnetischen Wellen abschirmt. Aufgrund dessen wurde von der ETH Zürich ein neues Fensterglas entwickelt, bei dem die Funktionsbeschichtung so verändert ist, dass sie für elektromagnetische Mobilfunkwellen und Licht durchlässiger ist (www.20min.ch_wissen_news_story_ETH-Superglas-macht-Handy.pdf). Der faradaysche Käfig wird unterbrochen, indem die metallische Funktionsschicht mit einem Laser bearbeitet wird. Es wird mittels des Lasers eine Struktur in die metallische Funktionsschicht graviert, wobei ca. 2,5 % der Oberfläche abgetragen werden.
Des Weiteren ist aus der DE 10 2014 002 644 A1 ein Verfahren zur Herstellung einer Vogelschutzvorrichtung bekannt. Bei diesem Verfahren wird in ein transparentes Material, insbesondere Glas, eine optische Struktur durch den Einsatz von Laserstrahlung eingebracht. Dies kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass das transparente Material mit metallischen und/oder farbpigmententhaltenden Schichten versehen ist und diese Schichten mittels Laserstrahlung teilweise abgetragen und/oder umgewandelt werden, so dass eine Strukturierung erfolgt.
Des Weiteren sind aus den beiden Druckschriften DE 10 2005 026 038 A1 und DE 10 2005 025 982 A1 Lasermarkierungsverfahren zur Markierung von Glastafeln bekannt.
Gemäß der DE 10 2005 026 038 A1 wird mittels Laser eine glasartige Schicht mit Metall-Nanopartikeln auf die Oberfläche der Glasscheibe aufgebracht. Dazu wird ein Spender- bzw. Trägermedium in Kontakt mit der zu beschriftenden Glasscheibenoberfläche gebracht und durch laserstrahlinduzierte Prozesse eine Markierung auf der Glasscheibenoberfläche erzeugt. Das Trägermedium weist z.B. eine PET-Folie auf, die z.B. eine Low-E-Funktionsbeschichtung aufweist, wobei diese mindestens eine metallische Funktionsschicht aufweist. Zur Markierung wird ein Laserstrahl auf die Funktionsbeschichtung gerichtet und aufgrund der Laserstrahleinstrahlung Material aus der Funktionsbeschichtung von der PET-Trägerfolie auf die zu markierende Glasscheibenoberfläche übertragen. Das Material haftet auf der Glasscheibenoberfläche als glasartige Matrix mit metallischen Nanopartikeln, wobei die Matrix aus den ursprünglich in den Funktionsschichten der Funktionsbeschichtung vorliegenden Substanzen gebildet ist. Die PET-Trägerfolie bleibt unversehrt. Gemäß der DE 10 2005 025 982 A1 wird in ähnlicher Weise durch Laserstrahlung die Low-E-Funktionsbeschichtung einer Glasscheibe durch Laserstrahleinstrahlung so farblich verändert, dass eine Markierung erzeugt wird.
Außerdem ist es auf dem Gebiet der organischen Elektronik bekannt, dünne funktionale Schichten unter anderem auf Glas mittels Laser zu strukturieren.
Des Weiteren sind Alarmgläser auf dem Fachgebiet bekannt. Hierbei handelt es sich um Gläser, die bei Beschädigung oder Zerstörung eine Einbruchmeldeanlage auslösen. Dazu ist eine Leiterschleife, die sogenannte Alarmschleife oder Alarmspinne, also ein Netz aus elektrischen Leitern, auf dem Alarmglas aufgebracht oder in ein Verbund-Sicherheitsglas eingelassen. Bei Bruch des Alarmglases wird die Alarmschleife durchtrennt, der Strom unterbrochen und es wird Alarm ausgelöst. Die Alarmschleife wird in der Regel mittels Siebdruck aufgebracht und eingebrannt.
Des Weiteren ist die Gestenerkennung bzw. Gestensteuerung insbesondere auch auf dem Automobilsektor oder zur Steuerung von Haushalts- oder Küchengeräten oder als Lichtschalter bekannt. Unter Gestenerkennung versteht man die automatische Erkennung von durch Menschen ausgeführten Gesten mittels eines Computers. Diese kann berührungslos erfolgen. Dabei werden Systeme durch räumliche Hand, Finger- oder Ganzkörperbewegungen und Gesten berührungslos gesteuert. Hierzu werden Sensorsysteme mit elektrischen Feldern zum Erfassen bzw. Verfolgen der Handposition genutzt. Leitende Objekte, wie z.B. der menschliche Körper führen zu einer Veränderung in den elektrischen Feldern, welche dann entsprechend von einer Signalprozessorsteuerung und einem Computerprogramm weiterverarbeitet wird.
Wie bereits erläutert, ist es z.B. bekannt, das Licht in Wohnräumen mittels Gestensteuerung berührungslos zu steuern. In Küchen werden z.B. vermehrt Küchenrückwände aus Glas als Spritzschutz eingesetzt. In diesem Fall sind auf der Rückseite der Küchenrückwand die entsprechenden Sensoren für die berührungslose Gestensteuerung aufgebracht. In der Regel handelt es sich hierbei um auf die Glasoberfläche aufgeklebte Folien oder dünne Platinen, die die notwendigen Leiterbahnen enthalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen und kostengünstigen Verfahrens zur Herstellung einer elektronischen Struktur, vorzugsweise eines kapazitiven Sensorsystems oder einer Alarmschleife, auf einer Glasscheibe.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer kostengünstig hergestellten Glastafel mit einer elektronischen Struktur.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie eine Glastafel gemäß Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den sich anschließenden Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im Rahmen der Erfindung wurde herausgefunden, dass es möglich ist, mittels Laserstrahlung die bereits vorhandene Funktionsbeschichtung einer Glasscheibe bereichsweise bzw. in einem bestimmten Abschnitt bzw. Bereich so zu strukturieren, dass eine elektronische Struktur, vorzugsweise ein kapazitives Sensorsystem oder eine Leiterschleife, erzeugt wird.
Eine elektronische Struktur weist mindestens ein elektronisches Bauelement auf. Zudem kann sie in an sich bekannter Weise Leiterbahnen aufweisen. Es handelt sich bei einer elektronischen Struktur somit um ein elektronisches Modul bzw. eine elektronische Funktionseinheit bzw. eine elektronische Schaltung bzw. ein elektronisches Bauteil.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigt:

1: Stark vereinfacht und schematisch einen Schnitt durch eine Glasscheibe (Einscheibenglas) mit Funktionsbeschichtung und Schutzschicht und mit einer Strukturierungseinrichtung für das eine erfindungsgemäße Verfahren

Bei der erfindungsgemäß zu strukturierenden Glastafel 1 (1) handelt es sich beispielsweise um eine Einscheibenglastafel, die nur eine einzelne bzw. eine einzige Glasscheibe 2 aufweist. Die Glasscheibe 2 weist zwei Glasscheibenoberflächen 2a;b auf. Zudem weist die Glasscheibe 2 an zumindest einer ihrer beiden Glasscheibenoberflächen 2a;b vollflächig eine oberflächliche Funktionsbeschichtung 3 auf. Die Funktionsbeschichtung 3 weist eine der Glasscheiben 2 abgewandte, äußere Funktionsbeschichtungsoberfläche 3a auf.
Die Funktionsbeschichtung 3 kann eine oder mehrere einzelne Funktionsschichten aufweisen. Bei mehreren Funktionsschichten handelt es sich somit um ein Funktionsschichtenlaminat. Die Funktionsschichten ändern bestimmte Eigenschaften der Glasscheibe 2 bzw. verleihen dieser bestimmte Funktionen.
Die Funktionen können dabei z.B. Wärmeschutz, Sonnenschutz, oder Beheizung sein. Bevorzugt handelt es sich bei der Funktionsbeschichtung 3 um eine Wellenlängenselektive bzw. Low-E-Beschichtung.
Die Funktionsbeschichtung 3 der Glastafel 1 weist zumindest eine, vorzugsweise mehrere, elektrisch leitfähige metallhaltige Funktionsschichten auf. Zudem kann die Funktionsbeschichtung 3 zumindest eine elektrisch halbleitende Funktionsschicht aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich jeweils um eine Metall- oder eine, bevorzugt keramische, Metalloxidschicht. Die metallischen Funktionsschichten sind vorzugsweise in oxidische Funktionsschichten, z.B. aus einem Metalloxid, vorzugsweise aus Zinnoxid, eingebettet, wodurch sich Transmission und Haltbarkeit erhöhen.
Außerdem kann die Funktionsbeschichtung 3 eine Funktionsschicht aus, bevorzugt keramischem, Metalloxid, vorzugsweise aus Zinnoxid, aufweisen, die direkt mit der Glasscheibenoberfläche 2a;b verbunden ist, und die übrigen Schichten der Funktionsbeschichtung 3 mit der Glasscheibenoberfläche 2a;b verbindet. Die Funktionsschicht aus Metalloxid, vorzugsweise Zinnoxid, dient somit zugleich als Haftschicht.
Vorzugsweise weist eine metallhaltige, bevorzugt eine metallische Funktionsschicht Silber, Kupfer oder Gold auf. Eine Funktionsschicht aus Metalloxid besteht vorzugsweise aus Zinnoxid.
Selbstverständlich muss die keramische Funktionsschicht nicht aus Oxidkeramik bestehen. Es kann sich z.B. auch um eine nichtoxidische keramische Funktionsschicht handeln.
Auch kann die Funktionsbeschichtung 3 zumindest eine elektrisch isolierende Funktionsschicht aufweisen.
Die Funktionsbeschichtung 3 der Glastafel 1 weist somit zumindest eine elektrisch leitende, metallische und/oder zumindest eine, bevorzugt metallhaltige, keramische Funktionsschicht auf.
Das Aufbringen der Funktionsschichten auf die Glasscheibe 2 erfolgt vorzugsweise durch Sputtern oder nasschemisch.
Des Weiteren weist die Funktionsbeschichtung 3 vorzugsweise eine Dicke von < 2 µm, bevorzugt < 1 µm auf.
Zudem kann die Glastafel 1 an zumindest einer der beiden Glasscheibenoberflächen 2a;b eine an sich bekannte Schutzbeschichtung 4 in Form einer Polymerschutzschicht oder einer abziehbaren Schutzfolie aufweisen. Die Schutzbeschichtung 4 schützt insbesondere die unter der Schutzbeschichtung 4 angeordnete Funktionsbeschichtung 3 oder, wenn keine Funktionsbeschichtung 3 vorhanden ist, die reine Glasscheibenoberfläche 2a;b vor mechanischer Beschädigung. Im Gegensatz zur Funktionsbeschichtung 3 wird die Schutzbeschichtung 4 vor der endgültigen Verwendung der Glastafel 1 vollständig entfernt.
Wie bereits erläutert, erfolgt das Einbringen der elektronischen Strukturen beim erfindungsgemäßen Verfahren durch Laserstrukturierung der Funktionsbeschichtung 3.
Eine dazu vorzugsweise verwendete Strukturierungsvorrichtung 5 (1) weist dazu eine Laserstrahlerzeugungseinrichtung 6 zur Erzeugung eines Laserstrahls 7 auf. Die Laserstrahlerzeugungseinrichtung 6 weist dazu eine Laserstrahlungsquelle und eine dazugehörige Optik auf. Mittels der Optik wird der Laserstrahl 7 fokussiert. Dabei kann der Laserstrahl 7 von einer Ausgangsposition, in der er vertikal bzw. senkrecht zur Glasscheibenoberfläche 2a;b ausgerichtet ist, verschwenkt bzw. ausgelenkt werden.
Die Laserstrahlungsquelle erzeugt dabei vorzugsweise einen Laserstrahl 7, dessen Wellenlänge bei 170 nm bis 2 µm, bevorzugt bei 300 nm bis 1200 nm, besonders bevorzugt bei 1000 nm bis 1100 nm, liegt.
Zudem erzeugt die Laserstrahlungsquelle vorzugsweise einen Laserstrahl 7, dessen Laserleistung bei < 500 W, bevorzugt bei < 200 W, besonders bevorzugt bei < 100 W, und/oder bei ≥ 0,5 W, bevorzugt bei ≥ 1 W, besonders bevorzugt bei ≥ 2 W, liegt.
Außerdem erzeugt die Laserstrahlungsquelle vorzugsweise einen gepulsten Laserstrahl 7. Sie kann aber auch einen kontinuierlichen Laserstrahl 7 erzeugen.
Zum Einbringen der Strukturen müssen die Glasscheibe 1 und der Laserstrahl 7 relativ zueinander parallel zu den Glasscheibenoberflächen 2a;b bewegt werden. Vorzugsweise wird nur der Laserstrahl 7 bewegt. Die Bewegung des Laserstrahls 7 erfolgt dabei vorzugsweise mittels der Optik der Laserstrahlerzeugungseinrichtung 6. Die Optik der Lasererzeugungseinrichtung 6 ist nämlich vorzugsweise in der Lage, mit Hilfe von zwei verstellbaren Spiegeln (Scanoptik) den Laserstrahl 7 in einem Bereich von z.B. 100 mm x 100 mm (Scanfeld) zu bewegen.
Bei Laserstrukturierung werden einzelne oder alle Funktionsschichten der Funktionsbeschichtung 3 mittels des Laserstrahls 7 bereichsweise vollständig abgetragen, insbesondere verdampft bzw. verbrannt oder derart verändert, dass sie nicht mehr elektrisch leitfähig also elektrisch isolierend sind. Soll die jeweilige Funktionsschicht nur modifiziert werden, erfolgt die Bestrahlung somit unterhalb der Abtragsschwelle. Bei der Modifizierung wird somit kein Material abgetragen. Insbesondere wird bei der Modifizierung die Zusammensetzung der Funktionsschicht chemisch und/oder physikalisch geändert. Beispielsweise kann die Funktionsbeschichtung 3 Funktionsschichten aus atomarem Silber aufweisen, die unter Einwirkung des Laserstrahls 7 so verändert werden, dass die Silberatome agglomerieren und Nanopartikel bilden. Dadurch verliert die Funktionsschicht aus atomarem Silber ihre elektrische Leitfähigkeit und wird isolierend. Vorzugsweise sind die Funktionsschichten aus atomarem Silber eingebettet in als Schutzschichten ausgebildete, bevorzugt elektrisch isolierende, Funktionsschichten, z.B. aus Metalloxid, insbesondere aus Zinnoxid.
Die Laserleistung und/oder die Wellenlänge des Laserstrahls 7 wird somit je nach dem gewünschten Ergebnis und je nach der zu bearbeitenden Funktionsschicht jeweils angepasst.
Dabei kann vor der Laserstrukturierung die Schutzbeschichtung 4 entfernt werden, z.B. auch mittels Laserstrahlung und/oder mechanisch. Oder die Schutzbeschichtung 4 wird während der Laserstrukturierung durch die Laserstrahlung im Bereich der elektronischen Struktur entfernt, indem sie durch die Laserstrahlung abgetragen, vorzugsweise verbrannt wird.
Die Laserstrahlung kann dabei durch die Glasscheibe 2 durch oder nicht durch die Glasscheibe 2 durch gestrahlt werden.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass mittels Laserstrahlung strukturierte Schichten und Strukturen mit weiteren, nachträglich aufgebrachten Schichten und Strukturen kombiniert werden. In diesem Fall wird die Funktionsbeschichtung 3 wie vorstehend beschrieben mittels Laserstrahlung strukturiert, so dass eine elektronische Struktur, z.B. eine Leiterschleife erzeugt wird. Anschließend wird auf den strukturierten Bereich bzw. auf die erzeugte Struktur zumindest eine weitere elektronische Struktur, z.B. ein oder mehrere Leiterschleifen, aufgetragen, vorzugsweise durch Aufdrucken oder durch Lasersintern, z.B. mit dem Verfahren gemäß DE 10 2006 040 352 B3 . Dadurch wird die auf der Glasscheibe vorhandene Funktionsbeschichtung bzw. die mittels Laserstrukturierung erzeugte Struktur ergänzt, so dass eine kombinierte elektronische Struktur hergestellt wird, die insgesamt mehr Funktionsschichten aufweist als in der Funktionsbeschichtung ursprünglich enthalten waren.
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass auf einfache und kostengünstige Weise eine elektronische Struktur bzw. ein Sensorfeld auf der Glasscheibe 2 erzeugt werden kann. Denn es muss lediglich die bereits auf der Glasscheibe 2 ohnehin vorhandene, vollflächige Funktionsbeschichtung 3 mittel Laserstrahlung strukturiert werden. Ein zusätzliches Aufbringen, insbesondere Aufdrucken, der elektronischen Struktur entfällt.
Dadurch können beispielsweise auf sehr einfache Weise Alarmglastafeln hergestellt werden, indem die Alarmschleife bzw. Alarmspinne durch Laserstrukturierung der Funktionsbeschichtung 3 erzeugt wird. Die Glasscheibe kann auch mit einem großflächigen Näherungssensor versehen werden, welcher bei Annäherung bewirkt, dass ein Licht angeht oder ein Alarm ausgelöst wird.
Auch können kapazitive Sensorsysteme zur Bedienung von Haushalts- oder Medizingeräten, z.B. auf Küchenrückwandglastafeln für die Herstellung einer Küchenrückwand, erzeugt werden.
Des Weiteren entstehen durch Abtragen der Funktionsschichten Öffnungen in der Funktionsbeschichtung 3, die auch für die Gestaltung z.B. bei Innenraumelementen genutzt werden können. So ist es z.B. möglich, diese Öffnungen auch als Symbole zu gestalten, diese zu hinterleuchten und damit dem Bediener den Bereich einer Gestensensorik als „Schaltraum“ anzuzeigen.
Die Funktionsschichten werden von den Glasherstellern mit dem Zweck einer bestimmten Funktion, z.B. Wärmedämmung, hergestellt. Die Möglichkeit einzelne Eigenschaften der Schichten, die eigentlich nicht für den primären Anwendungsfall (z.B.Wärmedämmung) benutzt werden, mit dem Werkzeug Laser lokal zu verändern, um zusätzliche Eigenschaften im Gesamtprodukt zu erzielen, ist nicht naheliegend. Vielmehr ist erst durch die Bereitstellung von geeigneten Laserwerkzeugen (in den letzten Jahren) und dem Trend der Erhöhung des Komforts von Bauprodukten (Stichwort: smart home) einerseits die Werkzeugbasis und andererseits der Bedarf an „mehr“ Funktionen in z.B. Fensterscheiben entstanden. Dies führte zu der Frage: Wie kann man mehr Funktion integriert und kostengünstig in Fenstern herstellen? Eine Lösung ist dazu, die Laserstrukturierung mit dem Ziel durch lokale Eigenschaftsänderung neue Funktionen zu realisieren - ohne die ursprüngliche Primärfunktion der Schichten (z.B. Wärmedämmung) signifikant zu schädigen!
Im Rahmen der Erfindung liegt es dabei auch, die Strukturen in eine Glasscheibe 2 einer Verbundglastafel aus mehreren miteinander verbundenen Glasscheiben 2 einzubringen (nicht dargestellt). In diesem Fall kann die Strukturierung sowohl auf einer außenliegenden Glasscheibenoberfläche 2a;b als auch auf einer innenliegenden Glasscheibenoberfläche 2a;b erzeugt werden, sofern diese eine Funktionsbeschichtung 3 aufweist.
Ausführungsbeispiel:
Erfindungsgemäß wird eine Alarmschleife auf einem Einscheibenglas (ESG) mit Low-E-Beschichtung hergestellt, indem die Low-E-Schicht durch den Laserstrahl invers entschichtet wird, wobei mit folgenden Parametern zwischen zwei Isolationslinien eine Leiterschleife erzeugt wird:

- Wellenlänge des Laserstrahls 1064 nm,
- Spurbreite 100 µm,
- Länge der Spur ca. 50 mm, und
- Elektrischer Widerstand der Spur ca. 12 Ohm.

Die Leiterschleife wird im Gebäude mit Spannungen ≤ 24 V beaufschlagt. Zerbricht das Glas, z.B. bei einem Einbruch, wird der Stromfluss durch die Leiterschleife unterbrochen und Alarm ausgelöst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014002644 A1 [0009]
DE 102005026038 A1 [0010, 0011]
DE 102005025982 A1 [0010, 0011]
DE 102006040352 B3 [0044]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Struktur auf einer Glasscheibe (2), die zumindest an einer ihrer beiden Glasscheibenoberflächen (2a;b) eine Funktionsbeschichtung (3) mit mindestens einer elektrisch leitfähigen Funktionsschicht, vorzugsweise mit mehreren elektrisch leitfähigen Funktionsschichten, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsbeschichtung (3) mittels Laserstrahlung derart strukturiert wird, dass die elektronische Struktur, vorzugsweise ein kapazitives Sensorsystem oder eine Leiterschleife, erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Laserstrukturierung einzelne oder alle Funktionsschichten der Funktionsbeschichtung (3) mittels eines Laserstrahls (7) bereichsweise vollständig abgetragen, insbesondere verdampft oder verbrannt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Laserstrukturierung einzelne oder alle elektrisch leitenden Funktionsschichten der Funktionsbeschichtung (3) mittels eines Laserstrahls (7) bereichsweise derart modifiziert, insbesondere chemisch und/oder physikalisch verändert werden, dass sie elektrisch isolierend sind.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Funktionsschichten aus atomarem Silber, insbesondere eingebettet in als Schutzschichten ausgebildete Funktionsschichten, vorzugsweise aus Metalloxid, z.B. Zinnoxid, so verändert werden, dass die Silberatome agglomerieren und Nanopartikel bilden, so dass die Funktionsschichten aus atomarem Silber ihre elektrische Leitfähigkeit verlieren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laserstrahl (7) mit einer Wellenlänge von 170 nm bis 2 µm, bevorzugt von 300 nm bis 1200 nm, besonders bevorzugt von 1000 nm bis 1100 nm, und/oder mit einer Laserleistung < 500 W, bevorzugt mit einer Laserleistung < 200 W, besonders bevorzugt mit einer Laserleistung < 100 W, und/oder mit einer Laserleistung von ≥ 0,5 W, bevorzugt mit einer Laserleistung von ≥ 1 W, besonders bevorzugt mit einer Laserleistung ≥ 2 W, verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe (2) eine die Funktionsbeschichtung (3) abdeckende Schutzbeschichtung (4) aufweist, die im Bereich der zu erzeugenden elektronischen Struktur mittels Laserstrahlung abgetragen, insbesondere verbrannt, wird, und im gleichen Arbeitsgang mittels der Laserstrahlung die elektronische Struktur erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gepulster Laserstrahl (7) oder ein kontinuierlicher Laserstrahl (7) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Struktur auf einer Einscheiben-Glastafel (1) oder einer Glasscheibe (2) einer Verbundglastafel erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht eine Metallschicht oder eine, bevorzugt keramische, Metalloxidschicht ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Funktionsbeschichtung (3) um eine Low-E-Beschichtung handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlung durch die Glasscheibe (2) durch oder nicht durch die Glasscheibe (2) durch gestrahlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein fokussierter Laserstrahl (7) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (7) auf die beschichtete Glasscheibenoberfläche (2a) fokussiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsbeschichtung (3) eine elektrisch halbleitende Funktionsschicht und/oder eine elektrisch isolierende Funktionsschicht aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die aus der Funktionsbeschichtung (3) mittels Laserstrahlung erzeugte elektronische Struktur zumindest eine weitere elektronische Struktur aufgebracht wird, so dass eine zusammengehörende elektronische Struktur erzeugt wird.
Glastafel (1) aufweisend zumindest eine Glasscheibe (2), die zumindest an einer ihrer beiden Glasscheibenoberflächen (2a;b) eine Funktionsbeschichtung (3) mit mindestens einer elektrisch leitfähigen Funktionsschicht, vorzugsweise mit mehreren elektrisch leitfähigen Funktionsschichten, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe (2) eine elektronische Struktur, vorzugsweise ein kapazitives Sensorsystem oder eine Leiterschleife, aufweist, die durch Laserstrukturierung der Funktionsbeschichtung (3) erzeugt ist.
Glastafel (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Struktur gemäß dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 erzeugt ist.
Glastafel (1) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Glastafel (1) eine Alarmglastafel ist, die eine elektronische Struktur in Form einer Alarmschleife oder in Form eines, insbesondere großflächigen, Näherungssensors aufweist.
Glastafel (1) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Glastafel (1) eine Küchenrückwandglastafel für die Herstellung einer Küchenrückwand ist, die eine elektronische Struktur in Form eines kapazitiven Sensorsystems aufweist.
Glastafel (1) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Glastafel (1) an einem Haushalts- oder Medizingerät vorgesehen ist und eine elektronische Struktur in Form eines kapazitiven Sensorsystems zur Bedienung des Küchen- oder Medizingeräts aufweist.
Glastafel (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Glastafel (1) eine Einscheiben-Glastafel oder eine Verbundglastafel ist.