CN108271429A

CN108271429A - 具有包含扩展的电容开关区域的复合玻璃板的玻璃板装置

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Publication number: CN108271429A
Application number: CN201780002416.9A
Authority: CN
Inventors: P.韦伯; S.德罗斯特
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2018-07-10
Anticipated expiration: 2037-10-25
Also published as: KR20190067225A; CN108271429B; CA3042141A1; MX2019005207A; JP6985387B2; US11214042B2; MA46684A; RU2727797C1; PL3535847T3; EP3535847B1; BR112019008814A2; US20200070478A1; WO2018082977A1; KR102166498B1; EP3535847A1; JP2019537213A

Abstract

本发明涉及玻璃板装置（101），其包括：第一玻璃板（1）和第二玻璃板（2），它们通过至少一个中间层（3）相互接合，光电功能元件（4），其包括第一表面电极（5），光电功能层（6）和第二表面电极（7），其中功能元件（4）布置在第一玻璃板（1）和第二玻璃板（2）之间，并且第一表面电极（5）朝向第一玻璃板（1）和第二表面电极（7）朝向第二玻璃板（7），传感器电极（8），其布置在第一表面电极（5）和第一玻璃板（1）之间，并且传感器电极（8）与第一表面电极（5）电容耦合，电容传感器电子器件（20），其与传感器电极（8）电连接，其中选择传感器电子器件（20）的灵敏度，使得其在使用人体部位，例如手指或手，接触第一表面电极（5）上的第一玻璃板（1）的外侧表面（IV）时或在靠近第一表面电极（5）上的第一玻璃板（1）的外侧表面（IV）时发出开关信号。

Description

具有包含扩展的电容开关区域的复合玻璃板的玻璃板装置

本发明涉及具有包含扩展的电容开关区域的复合玻璃板的玻璃板装置、玻璃板装置、制造复合玻璃板的方法及其用途。

已知的是，电容开关区域可以由传感器电极或由两个耦合的传感器电极区域（例如第一子区域和环境区域）的布置而形成。当物体接近传感器电极时，传感器电极的对地电容或由两个耦合的传感器电极区域形成的电容器的电容发生变化。这样的传感器电极例如在US 2016/0313587 A1、US 6654070 B1、US 2010/179725 A1、WO 2015/086599 A1、WO2016/116372 A1、US 6 654 070 B1和US 2006/275599 A1中已知。

电容的变化通过电路装置或传感器电子器件测量，在超过阈值的情况下触发开关信号。用于电容传感器的电路装置例如在DE 20 2006 006 192 U1、EP 0 899 882 A1、US6,452,514 B1和EP 1 515 211 A1中已知。

本发明的目的在于，提供一种改进的复合玻璃板，其具有可以容易地和低成本地集成在复合玻璃板中的扩展的电容开关区域。通过该扩展的电容开关区域可以容易地形成接触-或靠近传感器。

本发明的目的根据本发明通过根据独立权利要求1的具有复合玻璃板的玻璃板装置而实现，其中该复合玻璃板具有扩展的电容开关区域。优选的实施方案参见从属权利要求。

根据本发明的具有扩展的电容开关区域的复合玻璃板至少包括以下特征：

- 第一玻璃板和第二玻璃板，它们通过至少一个中间层，优选热塑性中间层而相互接合和优选面对面地相互接合，

- 光电功能元件，

- 传感器电极，其布置在第一表面电极和第一玻璃板之间，

其中所述传感器电极与所述第一表面电极电容耦合。

根据本发明的玻璃板装置包括

- 根据本发明的复合玻璃板，和

- 电容传感器电子器件，其与传感器电极电连接，其中选择传感器电子器件的灵敏度，使得其在使用人体部位（例如手指或手）接触第一表面电极上的第一玻璃板的外侧表面时或在靠近第一表面电极上的第一玻璃板的外侧表面时发出开关信号。

所述接触或靠近在此不必在所述传感器电极上或附近发生，而是接触或靠近整个第一表面电极上的第一玻璃板的外侧表面就可以。

所述光电功能元件至少包括：

- 第一表面电极，

- 光电功能层，和

- 第二表面电极，

其中所述光电功能元件至少局部地布置在第一玻璃板和第二玻璃板之间。

所述光电功能元件是具有电可调节的光学性能的平面功能元件。也就是说，它的光学性能，尤其是其透明度、散射行为或发光度能够通过电压信号控制。通过电压信号可以控制其透明度的光电功能元件包括作为光电功能层的优选一个或多个SPD薄膜（SPD = 悬浮颗粒器件），含有液晶的薄膜，例如PDLC薄膜（PDLC = 聚合物分散液晶）或电致变色层体系。通过电压信号可以控制其发光度的光电功能元件包括作为光电功能层的优选一个或多个OLED-层体系（OLED，有机发光二极管，英文：organic light emitting diode）或显示薄膜，特别优选OLED显示薄膜，非常特别优选透明的OLED显示薄膜。

在本发明的一个有利实施方案中，所述中间层是热塑性中间层。在本发明的另一个有利实施方案中，至少两个，优选正好两个中间层布置在第一玻璃板和第二玻璃板之间。在此，在第一玻璃板和所述光电功能元件之间布置第一中间层和在所述光电功能元件和第二玻璃板之间布置第二中间层。

所述光电功能元件至少局部地布置在第一玻璃板和第二玻璃板之间。“局部地”在此意味着，所述光电功能元件不是必须覆盖住第一玻璃板或第二玻璃板的整个面，而是例如仅覆盖住子区域，例如窄的带状条形区域。

在根据本发明的复合玻璃板中，使得所述光电功能元件如此定向，从而使得其第一表面电极朝向第一玻璃板和其第二表面电极朝向第二玻璃板。

所述传感器电极优选局部地布置在第一表面电极和第一玻璃板之间。“局部地”在此意味着，所述传感器电极不是必须覆盖住第一玻璃板或第二玻璃板的整个面，而是仅覆盖住子区域，例如圆形的面、窄的带状条形区域、线状的线型区域等。

“布置在第一表面电极和第一玻璃板之间”在此意味着，所述传感器电极布置在第一表面电极和第一玻璃板之间的所述第一表面电极的正交投影区域中。

根据本发明的传感器电极与第一表面电极电容耦合。也就是说，所述传感器电极至少在复合玻璃板的区域中和在用于光电功能元件的传感器电子器件或者控制电子器件之前与所述第一表面电极电绝缘。

在根据现有技术的复合玻璃板的情况下，传感器电极不与第一表面电极电容耦合或者在复合玻璃板中没有集成例如额外的导电区域，通过传感器电极在第一玻璃板1的外侧表面IV上的正交投影而得到的空间区域仅与传感器电极本身一样大。所述区域在下文中称为电容开关区域。在使用人体部位接触或靠近所述电容开关区域时，可以通过与传感器电极导电连接的传感器电子器件测量开关信号。

如发明人在研究中出乎意料发现的，通过根据本发明的传感器电极与第一表面电极的电容耦合可以扩展电容开关区域。扩展的电容开关区域，即通过接触第一玻璃板1的外侧表面IV或通过与其靠近而可以测量电容开关信号的有效区域，延伸到第一表面电极在外侧表面IV上的正交投影面上。这样提高了操作舒适度，并且实现了在复合玻璃板面的较大区域上通过接触或靠近的开关。此外，不必标记或突出透明传感器电极的电容开关面的区域。

根据本发明的传感器电极可以构造为单组件或多组件的，并且例如由传感器电极的第一子区域和第二子区域组成。所述第二子区域在下文中也称为环境区域或接地区域。

在本发明的一个有利实施方案中，所述传感器电极由印刷和烘焙的导电浆料，优选含银的丝网印刷浆料而形成。所述印刷和烘焙的导电浆料有利地具有3 µm至20 µm的厚度和0.001 欧姆/平方至0.03 欧姆/平方，优选0.002 欧姆/平方至0.018 欧姆/平方的表面电阻。这样的传感器电极在工业制造工艺中可以容易地集成和低成本地制造。

在本发明的另一个有利实施方案中，所述传感器电极由导电薄膜，优选金属箔，尤其是铜箔，银箔，金箔或铝箔组成。所述导电薄膜有利地具有50 µm至1000 µm和优选100 µm至600 µm的厚度。所述导电薄膜有利地具有1*10⁶ S/m至10*10⁷ S/m和优选3.5*10⁷ S/m至6.5*10⁷ S/m的导电率。

可以理解，这样的薄膜也可以布置在载体薄膜，例如聚合物载体薄膜，如聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）上。在载体薄膜上的这类传感器电极是特别有利的，因为也可以制造由例如传感器电极的第一子区域和源自一个单元的环境区域（接地区域）构成的多组件传感器电极，并且在制造过程中可以方便地和位置准确地放置在后面的车辆天线玻璃板中。

在本发明的另一个有利实施方案中，所述传感器电极由至少一个导电线，优选金属线，特别是钨线、铜线、银线、金线或铝线组成。可以理解，这样的线也可以布置在例如上述的载体薄膜上。所述导电线优选用电绝缘体包围，例如用塑料外层。特别合适的线的厚度为10 µm至200 µm，优选20 µm至100 µm和更优选30 µm或70 µm。

在本发明的另一个有利实施方案中，所述传感器电极由导电结构组成，该导电结构由导电层通过不含涂层的分离区域，特别是不含涂层的分离线与周围的层电绝缘。在一个有利的实施方案中，分离线的宽度为30 µm至200 µm和优选70 µm至140 µm。这样薄的分离线实现了安全的和足够高的电绝缘，同时不干扰或仅稍微干扰透过复合玻璃板的透视性。

所述导电层优选是透明的。所述导电层可以直接布置在第一中间层上或者额外的载体薄膜，优选透明的载体薄膜上的第一玻璃板的内侧表面III上。优选地，例如聚合物载体薄膜由例如聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）构成。

根据本发明的导电层例如在DE 20 2008 017 611 U1、EP 0 847 965 B1或WO2012/052315 A1中已知。它们通常包括一个或多个，例如两个、三个或四个导电功能层。所述功能层包含优选至少一种金属，例如银、金、铜、镍和/或铬，或者金属合金。所述功能层特别优选包含至少90重量%的金属，特别是至少99.9重量%的金属。所述功能层可以由所述金属或金属合金组成。所述功能层特别优选包含银或含银的合金。这样的功能层具有特别有利的导电性以及在可见光谱区域中高透射率。功能层的厚度为优选5 nm至50 nm，特别优选8 nm至25 nm。在这个范围的功能层厚度的情况下，实现了在可见光谱区域中的有利的高透射率和特别有利的导电性。

典型地，分别在两个相邻的功能层之间布置至少一个介电层。优选地，在第一功能层之下和/或在最后一个功能层之上布置另一个介电层。介电层包括由介电材料（例如包括氮化物如氮化硅或氧化物如氧化铝）构成的至少一个单层。然而，介电层还可以包括多个单层，例如一种介电材料的单层，平滑层，匹配层，阻挡层和/或抗反射层。介电层的厚度例如为10 nm至200 nm。

这种层结构通常通过连续的沉积过程获得，其通过真空方法如真空蒸镀或PVD（物理气相沉积）方法如磁场辅助的阴极溅射或CVD（化学气相沉积）方法进行。

其它合适的导电层优选包含氧化铟锡（ITO），氟掺杂氧化锡（SnO₂：F）或铝掺杂氧化锌（ZnO：Al），或由其组成。

原则上，所述导电层可以是能够电接触的任何涂层。如果根据本发明的复合玻璃板应当实现透视性（例如在窗户区域中的玻璃的情况下），则所述导电层优选是透明的。在一个有利的实施方案中，所述导电层是总厚度小于或等于2 μm，特别优选小于或等于1 μm的一个层或多个单层的层结构。

根据本发明有利的透明导电层具有0.4 欧姆/平方至200 欧姆/平方的表面电阻。在一个特别优选的实施方案中，根据本发明的导电层具有0.5 欧姆/平方至20 欧姆/平方的表面电阻。

所述导电层优选包括透明的导电涂层。“透明的”在此是指，对于300 nm至1300 nm的波长的电磁辐射，尤其是可见光是可透射的。

在本发明玻璃板的一个有利实施方案中，电划分导电层的分离线的宽度t₁为30 µm至200 µm和优选70 µm至140 µm。这样薄的分离线实现了安全的和足够高的电绝缘，同时不干扰或仅稍微干扰透过复合玻璃板的透视性。

如果由于传感器电极例如布置在复合玻璃板的区域中，在该区域中的透视性被覆盖印刷物或塑料外壳阻止，从而不需要将导电层构造为透明的，则所述导电层也可以构造为比在透明导电层的情况下明显更厚。这样厚的层可以具有明显低的表面电阻。

可以理解，由上述实施方式形成的传感器电极，例如印刷的浆料，导电薄膜或线和分离的导电层，可以相互组合。也就是说，第一子区域例如可以由导电薄膜组成和环境区域由印刷的浆料组成等。

在本发明传感器电极的一个有利实施方案中，所述传感器电极或所述传感器电极的至少第一子区域的面积为1 cm²至200 cm²，特别优选1 cm²至9 cm²。所述接触区域的长度优选为1 cm至14 cm和特别优选1 cm至3 cm。所述接触区域的最大宽度优选为1 cm至14 cm和特别优选1 cm至3 cm。所述传感器电极或所述传感器电极的至少第一子区域原则上可以具有各种任意的形状。特别合适的是圆形、椭圆形或泪滴形的实施方式。替代地，也可以是带角的形状，例如三角形、正方形、长方形、梯形或其它类型的四角形或者更高阶的多边形。通常特别有利的是，可能存在的角是圆滑的。所述传感器电极也可以包括线状的元件，例如线，其构造为螺旋形、梳形或栅格形，并且其外部延伸扩大了传感器电极的电容耦合面积。

在一个有利的实施方案中，所述传感器电极构造为单组件的。所述传感器电极与所述第一表面电极电容耦合，从而在第一玻璃板的外侧表面IV上得到扩展的电容开关区域。单组件的传感器电极可以与例如外部（也就是在复合玻璃板之外）的电容传感器电子器件连接。通过该电容传感器电子器件测量传感器电极和与之耦合的第一表面电极的电容。如果物体（例如人体）靠近或者例如接触在传感器电极和与之耦合的第一表面电极上的绝缘体层，则传感器电极和与之耦合的第一表面电极的对地电容发生变化。所述绝缘体层特别包含所述第一玻璃板本身的材料。所述电容变化通过所述传感器电子器件测量，并且在超过阈值的情况下触发开关信号。所述扩展的电容开关区域由所述第一表面电极的形状和大小确定。

在一个替代的有利实施方案中，所述传感器电极是多组件的，并且优选构造为双组件的。也就是说，所述传感器电极具有第一子区域和环境区域。该第一子区域和环境区域都可以与电容传感器电子器件连接。

在一个这样的布置中，所述第一子区域和环境区域形成两个电极，它们与所述第一表面电极和彼此电容耦合。由所述电极形成的电容器的电容在物体（例如人体部位）靠近时发生变化。所述电容变化通过传感器电子器件测量，并且在超过阈值的情况下触发开关信号。所述扩展的电容开关区域，即敏感区域，由所述第一表面电极的区域的形状和大小确定，其中该第一表面电极与由第一子区域和环境区域构成的体系电容耦合。

根据本发明的扩展的电容开关区域集成在根据本发明的复合玻璃板中。因此，不需要否则必须安装在复合玻璃板上作为单独的构件的开关等。所述复合玻璃板优选也不具有布置在其表面上的透视区域中的其它构件。这在构造薄的复合玻璃板以及仅稍微干扰透过复合玻璃板的透视性方面是特别有利的。

本发明的有利方面包括具有根据本发明的复合玻璃板和传感器电子器件的玻璃板装置，该传感器电子器件通过连接区域与传感器电极电连接。所述传感器电子器件是电容传感器电子器件。

在本发明开关装置的一个有利实施方案中，选择所述传感器电子器件的灵敏度，使得所述传感器电子器件在用人的手指接触在扩展的电容开关区域中的在第一玻璃板的外侧表面IV上的接触区域（即在第一表面电极在第一玻璃板的外侧表面IV上的正交投影区域中）时发出开关信号，并且在接触在第二玻璃板的外侧表面I上的接触区域时不发出开关信号或发出另外的开关信号。开关行为的不对称性通过第二表面电极增强，该第二表面电极可以至少部分地遮蔽所述第一表面电极的电容变化。可以理解，所述接触区域的接触也可以使用多根手指或其它人体部位进行。在本发明中，“接触”是指与开关区域的任何相互作用，该相互作用导致测量信号（在此为电容）的可测变化。也可以选择所述传感器电子器件的灵敏度，使得靠近在扩展的电容开关区域中的第一玻璃板的外侧表面IV就足以触发开关信号，而不必直接接触。

输出的开关信号可以是任意的并且匹配各自使用的要求。例如，所述开关信号可以是正电压，例如12 V；没有开关信号，例如0V；和另外的开关信号，例如+6 V。所述开关信号也可以对应于在CAN-总线常见的电压CAN_High和CAN_Low和转换为中间的电压值。所述开关信号也可以被脉冲和/或数字编码。

所述传感器电子器件的灵敏度可以根据扩展的电容开关区域的大小和根据第一玻璃板、一个或多个中间层和任选的第二玻璃板的厚度在简单的实验中确定。

根据本发明的这样玻璃板装置的特别优点在于，开关信号仅可以在从外侧表面之一接触所述复合玻璃板时而触发。当在车辆玻璃中使用所述玻璃板装置和以所述第一玻璃板朝向车辆内室的方式安装所述复合玻璃板时，则例如可以可靠地避免由于人员从外部触发开关过程或者避免由于雨水或雨刷器的移动而触发不希望的开关过程，而基本上不改变一般常见的用于复合安全玻璃的玻璃板构造。这对本领域技术人员而言是出乎意料的和令人惊讶的。

在本发明玻璃板装置的一个有利的扩展方案中，所述传感器电极的连接区域与一个或多个扁平导体连接，并且该扁平导体从所述玻璃板中引出。这样可以使集成的玻璃板装置特别容易地在应用位置与电压源和信号线路连接，该信号线路分析传感器电路的开关信号，例如在车辆中经由CAN-总线。

在本发明玻璃板装置的一个有利的扩展方案中，所述传感器电子器件与控制电子器件连接，其中该控制电子器件与所述光电功能元件连接并且控制其光学性能。这允许特别直观的操作，因为扩展的电容开关区域与应当开关的组件是叠合的（deckungsgleich）。

基本上，所有电绝缘的基材适合作为第一玻璃板和第二玻璃板，其中该基材在制造和使用本发明的复合玻璃板的条件下是热稳定、化学稳定和尺寸稳定的。

所述第一玻璃板和/或第二玻璃板优选包括玻璃，特别优选平板玻璃，非常特别优选浮法玻璃，如钠钙玻璃、硼碳酸盐玻璃或石英玻璃，或者透明塑料，优选硬性的透明塑料，特别是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或其混合物。所述第一玻璃板和/或第二玻璃板优选是透明的，特别是对于所述玻璃板用作车辆的挡风玻璃或后玻璃的用途或者其中需要高透光率的其它应用。在本发明中，“透明的”是指所述玻璃板在可见光谱区域中的透射率大于70%。对于不在驾驶员的交通相关视野中的玻璃板，例如对于顶玻璃，透射率也可以小得多，例如大于5％。

所述第一玻璃板和/或第二玻璃板的厚度可以变化很大，并因此完全适应个别情况的要求。优选地，对于车辆玻璃的标准厚度为1.0 mm至25 mm，优选1.4 mm至2.5 mm，对于家具、设备和建筑物，特别是对于电加热体的标准厚度优选为4 mm至25 mm。所述玻璃板的大小可以变化很大，并且取决于根据本发明的用途中的大小。例如，所述第一玻璃板和第二玻璃板在汽车制造和建筑领域中具有200 cm²至最多20 m²的常规面积。

所述复合玻璃板可以具有任意的三维形状。优选地，该三维形状不具有阴影区域，从而使得它们可以例如通过阴极溅射涂覆。优选地，所述玻璃板是平面的，或者在空间的一个方向或多个方向上稍微或强烈地弯曲。特别地，使用平面基材。所述玻璃板可以是无色或着色的。

所述第一玻璃板和第二玻璃板通过至少一个中间层，优选通过第一和第二中间层相互接合。所述中间层优选是透明的。所述中间层优选包含至少一种塑料，优选聚乙烯醇缩丁醛（PVB），乙烯乙酸乙烯酯（EVA）和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。然而，所述中间层也可以包含例如聚氨酯（PU），聚丙烯（PP），聚丙烯酸酯，聚乙烯（PE），聚碳酸酯（PC），聚甲基丙烯酸甲酯，聚氯乙烯，聚乙酸酯树脂，浇注树脂，丙烯酸酯，氟化乙烯-丙烯，聚氟乙烯和/或乙烯-四氟乙烯，或者它们的共聚物或混合物。所述中间层可以通过一个或多个相互叠置的薄膜而形成，其中薄膜的厚度优选为0.025 mm至1 mm，通常为0.38 mm或0.76 mm。所述中间层优选可以是热塑性的，并且在层压之后使得第一玻璃板、第二玻璃板和可能存在的其它中间层相互粘合。在本发明复合玻璃板的一个特别有利的实施方案中，作为粘合层的第一中间层由粘合剂形成，通过其将载体薄膜粘合在所述第一玻璃板上。在这种情况下，所述第一中间层优选具有所述载体薄膜的尺寸。

术语“第一玻璃板”和“第二玻璃板”选择用于区分本发明的复合玻璃板中的两个玻璃板。所述术语并不限定几何排列。如果本发明的复合玻璃板例如设置用于在例如车辆或建筑物的开口中将内室与外部环境分离开，则所述第一玻璃板可以朝向内室或外部环境。

所述第一和第二表面电极优选包括透明的导电涂层。“透明的”在此意味着对于电磁辐射，优选波长为300 nm至1300 nm的电磁辐射，特别是对于可见光是可透射的。

根据本发明的表面电极例如在DE 20 2008 017 611 U1、EP 0 847 965 B1或WO2012/052315 A1中已知。它们通常包括一个或多个，例如两个、三个或四个导电功能层。所述功能层包含优选至少一种金属，例如银、金、铜、镍和/或铬，或者金属合金。所述功能层特别优选包含至少90重量%的金属，特别是至少99.9重量%的金属。所述功能层可以由所述金属或金属合金组成。所述功能层特别优选包含银或含银的合金。这样的功能层具有特别有利的导电性以及在可见光谱区域中高透射率。功能层的厚度为优选5 nm至50 nm，特别优选8 nm至25 nm。在这个范围的功能层厚度的情况下，实现了在可见光谱区域中的有利的高透射率和特别有利的导电性。

典型地，分别在两个相邻的功能层之间布置至少一个介电层。优选地，在第一功能层之下和/或在最后一个功能层之上布置另一个介电层。介电层包括由介电材料（例如包括氮化物如氮化硅或氧化物如氧化铝）构成的至少一个单层。然而，介电层还可以包括多个单层，例如介电材料的单层，平滑层，匹配层，阻挡层和/或抗反射层。介电层的厚度例如为10nm至200 nm。

这种层结构通常通过连续的沉积过程获得，其通过真空方法如磁场辅助的阴极溅射进行。

其它合适的表面电极优选包含氧化铟锡（ITO），氟掺杂氧化锡（SnO₂：F）或铝掺杂氧化锌（ZnO：Al）。

原则上，所述表面电极可以是能够电接触的任何涂层。如果根据本发明的玻璃板应当实现透视性（例如在窗户区域中的玻璃的情况下），则所述导电层优选是透明的。在一个有利的实施方案中，所述表面电极是总厚度小于或等于2 μm，特别优选小于或等于1 μm的一个层或多个单层的层结构。

根据本发明有利的表面电极具有0.4 欧姆/平方至400 欧姆/平方的表面电阻。在一个特别优选的实施方案中，根据本发明的表面电极具有100 欧姆/平方至400 欧姆/平方，特别是150 欧姆/平方至400 欧姆/平方的表面电阻。

在本发明复合玻璃板的一个有利的实施方案中，所述光电功能元件以距离复合玻璃板边缘2 mm至50 mm，优选5 mm至20 mm的宽度布置。这样使得所述光电功能元件不会与大气环境接触，并且在复合玻璃板的内部通过所述中间层有利地避免损坏和腐蚀。

将所述表面电极和/或传感器电极与外部的控制电子器件或者传感器电子器件连接的电引线优选构造为薄膜导体或柔性的薄膜导体（扁平导体、扁平带导体）。薄膜导体是指宽度明显大于厚度的电导体。这样的薄膜导体例如是包含铜、镀锡的铜、铝、银、金或其合金或者由其组成的条或带。例如，所述薄膜导体的宽度为2 mm至16 mm，厚度为0.03 mm至0.1 mm。所述薄膜导体可以具有绝缘的，优选聚合物的外层，例如基于聚酰亚胺的外层。适用于接触在玻璃板中的导电涂层的薄膜导体仅具有例如0.3 mm的总厚度。这样薄的薄膜导体可以毫无困难地嵌入在各个玻璃板之间的热塑性中间层中。在薄膜导体带中，可以存在多个彼此电绝缘的导电层。

替代地，也可以使用薄的金属丝作为电引线。所述金属丝尤其包含铜、钨、金、银或铝或者这些金属中的至少两种的合金。所述合金也可以包含钼，铼，锇，铱，钯或铂。

在载体薄膜上的导电层的连接区域与电引线之间的导电连接优选地通过导电粘合剂进行，这使得连接区域和引线之间实现可靠的且长久的导电连接。替代地，所述导电连接也可以通过夹紧来实现，因为夹紧连接通过层压过程固定而不会滑动。替代地，所述引线也可以例如通过含金属且特别是含银的导电印刷浆料而印刷到连接区域上。

本发明的另一个方面包括用于制造具有电容开关区域的复合玻璃板的方法，其至少包括：

（a）将导电层施加到载体薄膜的表面上，

（b）引入至少一个分离线，其将导电层电划分为传感器电极的至少一个第一子区域和至少一个环境区域，优选通过激光结构化或通过机械或化学的剥蚀，和

（c）制造由第一玻璃板、第一中间层、第二中间层和第二玻璃板构成的堆叠体，其中将载体薄膜至少局部地布置在第一玻璃板和第一中间层之间，并且将光电功能元件布置在第一中间层和第二中间层之间，

（d）将堆叠体层压而形成复合玻璃板。

在方法步骤（a）中施加导电层可以通过本身已知的方法进行，优选通过磁场辅助的阴极溅射进行。这对于容易的、快速的、低成本的和均匀的基材涂覆是特别有利的。所述导电层也可以例如通过蒸镀、化学气相沉积（CVD）、等离子辅助的气相沉积（PECVD）或通过湿化学方法施加。

在方法步骤（a）之后可以对所述载体薄膜进行温度处理。在此将具有导电层的载体薄膜加热到至少200℃，优选至少300℃的温度。所述温度处理可以有助于提高导电层的透射率和/或降低其表面电阻。

在所述导电层中剥离出各个分离线优选通过激光束进行。例如由EP 2 200 097A1或EP 2 139 049 A1已知用于薄金属膜的结构化的方法。剥离的宽度优选为10μm至1000μm，更优选30μm至200μm，特别是70μm至140μm。在这个范围内，通过激光束得到特别干净和无残留的剥离。借助于激光束的剥离是特别有利的，因为剥离出的线在视觉上非常不明显并且仅略微影响外观和透视性。宽度大于激光切割宽度的线的剥离通过用激光束多次去除线来进行。处理时间和处理成本因此随着线宽增加而增加。替代地，所述剥离可以通过机械剥蚀以及通过化学或物理蚀刻来进行。

所述第一或第二中间层可以分别通过单独的一个薄膜或者通过整面叠置的两个或多个薄膜而形成。

在方法步骤（d）中接合第一和第二玻璃板优选通过热、真空和/或压力的作用而进行。可以使用本身已知的用于制造复合玻璃板的方法。

例如，可以在约10 bar至15 bar的高压和130℃至145℃的温度下进行约2小时的所述高压釜方法。本身已知的真空袋方法或真空环方法例如在约200 mbar和80℃至110℃下进行。所述第一玻璃板、热塑性中间层和第二玻璃板也可以在压延机中在至少一对辊之间压制成玻璃板。这种类型的设备已知用于制造玻璃板，并且在压制装置之前通常具有至少一个加热通道。在压制过程中的温度通常为40℃至150℃。压延机方法和高压釜方法的组合被证明在实践中特别有用。替代地，可以使用真空层压机。这由一个或多个可加热的和可抽真空的室组成，其中将第一玻璃板和第二玻璃板在例如约60分钟内在0.01 mbar至800mbar的减压和80℃至170℃的温度下层压。

本发明的另一个方面包括根据本发明的具有扩展的电容开关区域的复合玻璃板的用途，其用在建筑物中，尤其用在入口区、窗口区、屋顶区或立面区，用作家具和设备中的内置构件，用在水陆空交通运输工具中，尤其用在火车、船和机动车中，例如作为挡风玻璃、后玻璃、侧玻璃和/或顶玻璃。

本发明还包括扩展的电容开关区域的用途，用于电控制复合玻璃板内部或外部的功能，优选加热功能，照明，尤其布置在复合玻璃板中的发光体如LED的照明，改变功能中间层（尤其悬浮颗粒器件（SPD）层或电致变色中间层）的光学透明度。

本发明特别包括扩展的电容开关区域用于电控制光电功能元件的功能的用途，这特别实现了直观的操作。

以下将参照附图和具体实施方式更详细地解释本发明。附图是示意图，并不是完全按照真实的比例。附图并不以任何方式限制本发明。

图1A示出了具有本发明复合玻璃板的本发明玻璃板装置的一个实施方案的俯视图；

图1B示出了沿着图1A的剖面线A-A'的截面图；

图1C示出了图1A的根据本发明的载体薄膜的放大图；

图2示出了具有本发明复合玻璃板的本发明玻璃板装置的一个替代实施方案的俯视图；

图3A示出了具有本发明复合玻璃板的本发明玻璃板装置的另一个替代实施方案的俯视图；

图3B示出了图3A的局部Z的放大图；

图3C示出了沿着图3B的剖面线B-B'的截面图；和

图4示出了根据本发明的方法的一个实施方案的详细流程图。

图1A示出了具有本发明复合玻璃板100的本发明玻璃板装置101的一个示例性实施方案的俯视图，例如用作建筑玻璃。复合玻璃板100可以是隔离玻璃的一部分，例如用作建筑物的窗户中的外部玻璃板。替代地，复合玻璃板100可以布置在内室中和例如是会议室的玻璃。

图1B示出了沿着图1A的剖面线A-A'的截面图。复合玻璃板100在此例如包括第一玻璃板1和第二玻璃板2，它们通过第一中间层3.1和第二中间层3.2相互接合。

复合玻璃板100的尺寸例如为1.4 m x 1.5 m。第一玻璃板1例如设置为在安装位置中朝向内室。也就是说，第一玻璃板1的外侧表面IV从内室可以触及，而第二玻璃板2的外侧表面I相对于内室朝外。第一玻璃板1和第二玻璃板2例如由钠钙玻璃组成。第一玻璃板1的厚度例如为3 mm和第二玻璃板2的厚度例如为4 mm。可以理解，第一玻璃板1和第二玻璃板2可以具有任意的厚度，并且例如可以构造为相同厚度的。中间层3.1、3.2是热塑性中间层和例如由乙烯乙酸乙烯酯（EVA）组成。它们分别具有0.7 mm的厚度。在复合玻璃板100的中间左侧靠上的局部，在第一中间层3.1和第二中间层3.2之间布置具有传感器电极8的载体薄膜30。

在第一中间层3.1和第二中间层3.2之间布置平面的光电功能元件4。功能元件4例如几乎完全跨复合玻璃板100的整个面延伸，其中只是不包括窄的边缘区域，该边缘区域用于功能元件4的电绝缘和用于保护功能元件4的组件免受例如潮湿和氧化。所述边缘区域通过粘合第一中间层3.1和第二中间层3.2而密封。

光电功能元件4包括第一表面电极5、光电层6和第二表面电极7，它们整面地相互叠置，即通过它们的整面相互堆叠。第一表面电极5在此布置为与第一中间层3.1直接相邻和因此朝向第一玻璃板1。第二表面电极7在此布置为与第二中间层3.2直接相邻和因此朝向第一玻璃板1。光电层6例如是通过第一表面电极5和第二表面电极7电接触的SPD-（悬浮颗粒器件）-层体系。为此，表面电极5、7的表面电阻为150欧姆/平方至400欧姆/平方和例如250欧姆/平方。

光电层6的透明度可以通过施加到表面电极5、7上的电压信号来控制。为此，表面电极5、7与控制电子器件21电连接，例如通过分别由50 µm厚的铜箔构成的两个薄膜导体。

图1C示出了图1B的根据本发明的载体薄膜30的放大截面图。载体薄膜30在该实例中是透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜，厚度为例如0.05 mm。在载体薄膜30上布置透明的导电层31。导电层31是例如包括三个导电银层的层体系，它们通过介电层相互分离。

导电层31例如跨载体薄膜30的整个侧边延伸。在所示的具体实施方式中，导电层31布置在载体薄膜5的朝向第一玻璃板1的那个侧面上。载体薄膜5从玻璃板边缘向玻璃板内部偏移约8 mm的距离。这个区域通过两个中间层2、3的粘合在层压过程中气密性地密封，从而保护导电层6免受来自复合玻璃板100的环境的湿气和因此免受腐蚀和损坏。替代地，也可以使载体薄膜5在边缘区域中不含涂层或除去那里的导电层6。

导电层31通过不含涂层的分离线32划分为不同的、彼此电绝缘的区域：第一子区域8.1和第二子区域（其在下文中也称为环境区域8.2）。

分离线32仅具有例如100 µm的宽度t₁和例如通过激光结构化引入导电层31。具有这种低宽度的分离线32在视觉上几乎不可察觉，因此仅较少影响到透过复合玻璃板100的透视性，这样是特别美观的。

第一子区域8.1和环境区域8.2共同形成电容传感器电极8，其中电容测量在第一子区域8.1和环境区域8.2之间差分测量。第一子区域8.1构造为基本上圆形的，和环境区域8.2几乎完全围绕子区域8.1。圆形的第一子区域8.1具有例如40 mm的直径。子区域8.1和环境区域8.2通过载体薄膜30上的导电层31引入复合玻璃板100的边缘区域中，并且在此通过外部引线与电容传感器电子器件20连接。

在外部引线和传感器电极8之间的可靠的导电连接在此例如通过导电粘合剂实现。外部引线例如由50 µm厚的铜箔组成和例如在直接的连接区域之外用聚酰亚胺层绝缘。由此可以例如使所述薄膜导体之一在没有电短路的情况下跨环境区域8.2从复合玻璃板100的下边缘引出。可以理解，连接区域向外的导电连接也可以跨绝缘线或跨中断环境区域的导电层的区域向外引出。

子区域8.1和环境区域8.2与电容传感器电子器件20连接。传感器电子器件20适合于精确地测量传感器电极8的电容变化，即第一子区域8.1相对于环境区域8.2的电容变化，并且根据阈值发出开关信号。传感器电子器件20例如与光电功能元件4的控制电子器件21连接。这时可以通过开关信号例如控制光电功能元件4的透明度和因此控制复合玻璃板100的透明度。

传感器电极8，特别是第一子区域8.1在这个实例中与光电功能元件4完全叠置。也就是说，传感器电极8布置在相关光电功能元件4的正交投影区域中。

通过传感器电极8的导电层21和第一表面电极5之间的小的距离，使得传感器电极8和第一表面电极5彼此电容耦合。通过仅仅由载体薄膜30的层厚度和第一中间层3.1的层厚度组成的小的距离，使得电容耦合如此之强，从而在接触第一玻璃板1的外侧表面IV时可以通过传感器电极8和传感器电子器件20测量电容变化。当不是直接在传感器电极8上，而是在第一表面电极5上的整个区域中接触第一玻璃板1的外侧表面IV时，这也可以发生。这对于本领域技术人员来说是出乎意料的和令人惊奇的。

在所示的具体实施方式中，调整传感器电子器件20的结构和调谐，使得在接触在第一表面电极5上和因此在光电功能元件4的面上的第一玻璃板1的外侧表面IV时触发开关信号。

可以调整传感器电子器件20，使得在接触在光电功能元件4上的第二玻璃板2的外侧表面I时不触发开关信号。光电层6和第二表面电极7遮蔽第一表面电极5和由此提高灵敏度的不对称性。

图2示出了具有本发明复合玻璃板100的本发明玻璃板装置101的一个替代的示例性实施方案的俯视图，例如用作车辆玻璃，特别是轿车的挡风玻璃。图2中的玻璃板装置101和复合玻璃板100基本上对应于图1A-C中的玻璃板装置101和复合玻璃板100，因此在此仅讨论其中的区别。

复合玻璃板100的尺寸例如为0.9 m x 1.5 m。第一玻璃板1例如设置为在安装位置中朝向车辆的内室。也就是说，第一玻璃板1的外侧表面IV从内室可以触及，而第二玻璃板2的外侧表面I相对于车辆内室朝外。第一玻璃板1和第二玻璃板2例如由钠钙玻璃组成。第一玻璃板1的厚度为例如1.6 mm和第二玻璃板2的厚度为例如2.1 mm。可以理解，第一玻璃板1和第二玻璃板2可以具有任意的厚度，并且例如也可以构造为相同厚度的。

在所示的实例中，在复合玻璃板100的上部区域中布置平面的光电功能元件4。功能元件4例如几乎完全跨复合玻璃板100的宽度延伸，其中只是不包括窄的边缘区域。功能元件4仅在复合玻璃板100的上部区域中跨例如20 cm的条形区域延伸，在此用作遮阳板。光电功能元件4例如是如在图1A-C中所描述的SPD-功能元件，并且包括第一表面电极5、由例如SPD（悬浮颗粒器件）层体系和第二表面电极7构成的光电层6。

光电功能元件4如在图1B中所示，布置在第一中间层3.1和第二中间层3.2之间。不同于图1B中的中间层3.1、3.2，在该实例中的中间层3.1、3.2由聚乙烯醇缩丁醛（PVB）组成和分别具有0.38 mm的厚度。

在复合玻璃板100的上部左侧区域中布置传感器电极8。传感器电极8例如对应于如在图1A-1C中所示的传感器电极8。在此，第一子区域8.1和环境区域8.2由用分离线32划分的透明的导电层31形成，其布置在载体薄膜32上。在该实例中，电容传感器电子器件20也与光电功能元件4的控制电子器件21连接。同样地，传感器电极8与第一表面电极5电容耦合，从而使得在接触或靠近第一玻璃板1的外侧表面IV时可以触发开关信号的电容开关区域10扩展到在第一表面电极5上的区域。也就是说，为了触发开关信号，不必接触直接在传感器电极8上的区域，而是接触在第一表面电极5上的区域就可以。这实现了遮阳板的遮阳功能的特别直观的操作，因为不必接触如开关的特定位置或小的开关面，而是接触在遮阳板上的复合玻璃板100的任意区域就足以引起透明度的变化。这样可以避免在复合玻璃板上的开关区域的特别标识，其在技术上简单、更便宜且更美观。

图3A示出了具有本发明复合玻璃板100的本发明玻璃板装置101的另一个替代的示例性实施方案的俯视图。玻璃板装置101和复合玻璃板100基本上对应于图2中的玻璃板装置101和复合玻璃板100，因此在此仅讨论其中的区别。

不同于图1A-C和图2，在此的传感器电极8由金属线40和例如由厚度为例如200 µm的铜线构成。金属线40通过塑料层绝缘（绝缘体40）。如图3C所示，金属线40可以布置为与第一表面电极5直接相邻，因为通过绝缘体41中断电连接和确保电容耦合。

图3B示出了图3A的区域Z的放大图。金属线例如布置为螺旋状，这有效地扩大传感器电极8的电容面。任选地，在此示出接地线42，其允许差分电容测量。应当特别强调的是，金属线40在没有接地线42的情况下也可以表现出本发明的效果，即传感器电极8的电容开关区域扩展到在第一表面电极5上的整个区域和因此在光电功能元件4的整个区域上。

在另一个未示出的实例中，复合玻璃板构造为机动车的顶玻璃。在此，光电功能元件跨除了边缘区域之外的整个顶玻璃延伸，该边缘区域用于电绝缘和保护免于腐蚀。通过本发明的扩展电容开关区域，可以让每位车辆乘员通过接触第一玻璃板（即朝向内室的玻璃板）的外侧表面IV而进行开关操作，例如控制光电功能元件的透明度。这在技术上是非常简单的，对于所有车辆乘员来说非常舒适。如果光电功能元件包括例如OLED层作为光电功能层，则每位车辆乘员通过合适的开关操作可以操控内室的照明。

图4示出了用于制造具有扩展的电容开关区域10的复合玻璃板100的根据本发明的方法的一个具体实施方式的流程图，其包括以下方法步骤S1-S4：

S1：将导电层31施加到载体薄膜30的表面上；

S2：引入至少一个分离线32，其将导电层31电划分为传感器电极8的至少一个第一子区域8.1和至少一个环境区域8.2，优选通过激光结构化或通过机械或化学的剥蚀；

S3：制造由第一玻璃板1、第一中间层3.1、第二中间层3.2和第二玻璃板2构成的堆叠体，其中将载体薄膜30至少局部地布置在第一玻璃板1和第一中间层3.1之间，和将至少包括第一表面电极5的光电功能元件4布置在第一中间层3.1和第二中间层3.2之间，其中将传感器电极8至少局部地布置在第一表面电极5的正交投影区域中；和

S4：将堆叠体层压成复合玻璃板100。

附图标记列表

1 第一玻璃板

2 第二玻璃板

3 中间层

3.1 第一中间层

3.2 第二中间层

4 光电功能元件

5 第一表面电极

6 光电层

7 第二表面电极

8 传感器电极

8.1 传感器电极8的第一子区域

8.2 环境区域

10 扩展的电容开关区域

20 电容传感器电子器件

21 用于光电功能元件4的控制电子器件

30 载体薄膜

31 导电层

32 分离线

40 金属线

41 金属线40的绝缘体

42 接地线

100 复合玻璃板

101 玻璃板装置

A-A' 剖面线

B-B' 剖面线

S1、S2、S3、S4 方法步骤

I 第二玻璃板2的外侧表面

II 第二玻璃板2的内侧表面

IV 第一玻璃板1的内侧表面

IV 第一玻璃板1的外侧表面

Claims

1.玻璃板装置（101），其包括：

- 第一玻璃板（1）和第二玻璃板（2），它们通过至少一个中间层（3）相互接合，

- 光电功能元件（4），其包括第一表面电极（5），光电功能层（6）和第二表面电极（7），其中功能元件（4）布置在第一玻璃板（1）和第二玻璃板（2）之间，并且第一表面电极（5）朝向第一玻璃板（1）和第二表面电极（7）朝向第二玻璃板（7），

- 传感器电极（8），其布置在第一表面电极（5）和第一玻璃板（1）之间，并且传感器电极（8）与第一表面电极（5）电容耦合，

- 电容传感器电子器件（20），其与传感器电极（8）电连接，

其中选择传感器电子器件（20）的灵敏度，使得其在使用人体部位，例如手指或手，接触第一表面电极（5）上的第一玻璃板（1）的外侧表面（IV）时或在靠近第一表面电极（5）上的第一玻璃板（1）的外侧表面（IV）时发出开关信号。

2.根据权利要求1所述的玻璃板装置（101），其中光电功能元件（4）是平面功能元件，其光学性能，尤其是其透明度、散射行为或发光度能够通过电压信号控制，光电功能层（6）优选是SPD薄膜（SPD = 悬浮颗粒器件）或含有液晶的薄膜，例如PDLC薄膜（PDLC = 聚合物分散液晶），电致变色层体系或OLED层体系（OLED，有机发光二极管，英文：organic lightemitting diode），显示薄膜，优选OLED显示薄膜，特别优选透明的OLED显示薄膜。

3.根据权利要求1或2所述的玻璃板装置（101），其中传感器电极（8）包括

- 印刷和烘焙的导电浆料，优选含银的丝网印刷浆料，和/或

- 导电薄膜，优选金属箔，特别是铜箔，银箔，金箔或铝箔，和/或

- 导电线，优选金属线（40），优选钨线，铜线，银线，金线或铝线，更优选具有电绝缘体（41）的金属线（40），和/或

- 导电层（31），其优选直接布置在第一玻璃板（1）的内侧表面（III）上或载体薄膜（30）上，

或由其组成。

4.根据权利要求3所述的玻璃板装置（101），其中传感器电极（8）由导电层（30）组成，和导电的第一子区域（8.1）通过不含涂层的分离区域，尤其是不含涂层的分离线（31）而与导电的环境区域（8.2）电绝缘，和第一子区域（8.1）以及环境区域（8.2）与传感器电子器件（20）电可连接。

5.根据权利要求4所述的玻璃板装置（101），其中分离线（32）的宽度t₁为30 µm至200 µm和优选70 µm至140 µm。

6.根据权利要求1至5任一项所述的玻璃板装置（101），其中传感器区域（8），特别是传感器电极（8）的第一子区域（8.1）在第一表面电极（5）上的正交投影面积为1 cm²至200 cm²，更优选1 cm²至9 cm²。

7.根据权利要求1至6任一项所述的玻璃板装置（101），其中传感器电极（8），特别是传感器电极（8）的第一子区域（8.1）具有矩形，正方形，梯形，三角形，圆形，椭圆形或泪滴形的形状或圆角。

8.根据权利要求3至7任一项所述的玻璃板装置（101），其中载体薄膜（30）是透明的和优选包含聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚酰亚胺或由其组成。

9.根据权利要求1至8任一项所述的玻璃板装置（101），其中第一玻璃板（1）和/或第二玻璃板（2）包括玻璃，优选平板玻璃，特别优选钠钙玻璃，硼硅酸盐玻璃或石英玻璃，或聚合物，优选聚乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯和/或其混合物，或者由其组成。

10.根据权利要求1至9任一项所述的玻璃板装置（101），其中导电层（31）和/或第一表面电极（5）

- 是透明的，和/或

- 具有0.4 欧姆/平方至400 欧姆/平方的表面电阻，和/或

- 包含银（Ag），氧化铟锡（ITO），氟掺杂氧化锡（SnO₂：F）或铝掺杂氧化锌（ZnO：Al），或由其组成。

11.根据权利要求1至10任一项所述的玻璃板装置（101），其中传感器电极（8）布置在第一表面电极（5）的正交投影区域中。

12.根据权利要求1至11任一项所述的玻璃板装置（101），其中选择传感器电子器件（20）的灵敏度，使得开关信号在接触或靠近第一表面电极（5）上的第二玻璃板（2）的外侧表面（I）时，优选在接触第一表面电极（5）上的第二玻璃板（2）的外侧表面（I）时不发出开关信号或发出另外的开关信号。

13.用于制造根据权利要求1至12任一项所述的玻璃板装置（101）的方法，其至少包括：

（a）将导电层（31）施加到载体薄膜（30）的表面上，

（b）引入至少一个分离线（32），其将导电层（31）电划分为传感器电极（8）的至少一个第一子区域（8.1）和至少一个环境区域（8.2），优选通过激光结构化或通过机械或化学的剥蚀，

（c）制造由第一玻璃板（1）、第一中间层（3.1）、第二中间层（3.2）和第二玻璃板（2）构成的堆叠体，其中

- 将载体薄膜（30）至少局部地布置在第一玻璃板（1）和第一中间层（3.1）之间，

- 将至少包括第一表面电极（5）的光电功能元件（4）布置在第一中间层（3.1）和第二中间层（3.2）之间，和

- 将传感器电极（8）至少局部地布置在第一表面电极（5）的正交投影区域中，和

（d）层压所述堆叠体。

14.根据权利要求1至12任一项所述的玻璃板装置（101）的用途，用在水陆空交通运输工具中，尤其用在机动车中，例如作为挡风玻璃、后玻璃、侧玻璃和/或顶玻璃，以及用作功能单件，和用作家具、设备和建筑物中的内置构件，特别是用作电加热体，或用作建造领域或建筑领域中的内部区域或外部区域中的建筑物玻璃。

15.根据权利要求1至11任一项所述的扩展的电容开关区域（10）的用途，用于电控制玻璃板装置（101）内部或外部的功能，优选加热功能，照明，尤其布置在玻璃板装置（101）中的发光体如LED的照明，改变功能中间层，尤其悬浮颗粒器件（SPD）层或电致变色中间层的光学透明度，和特别是用于电控制光电功能元件（4）的功能。