CN113710475A - 具有电容性开关区域的玻璃板组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及玻璃板组件(100)，其包括：‑复合玻璃板(1)，其具有通过至少一个中间层(4)彼此连接的两个玻璃板(2,3)，‑电容性传感器组件(101)，其具有至少一个层状电容性开关区域(5)，所述层状电容性开关区域(5)可以与电容性传感器电子器件(7,7’,7’’)连接，其中所述电容性传感器组件(101)：‑在电容性开关区域(5)的一侧上包括层状覆盖区域(8)，在穿过玻璃板(1)的垂直视图中所述层状覆盖区域(8)至少部分地遮盖所述电容性开关区域(5)，和/或‑包括层状框架区域(9)，所述层状框架区域(9)在电容性开关区域(5)的平面中至少部分地包围所述电容性开关区域(5)，其中所述覆盖区域(8)和框架区域(9)各自可加载有基于电容性开关区域(5)的电容的电信号。

Description

具有电容性开关区域的玻璃板组件
本发明涉及一种具有复合玻璃板和电容性开关区域的玻璃板组件及其用途。
已知的是，可以通过平面电极或者通过两个耦合的电极的布置形成开关区域，例如作为电容性开关区域。如果一个物体接近电容性开关区域，则平面电极的对地电容或由两个耦合的电极形成的电容器的电容改变。这种开关区域例如由US 2010/179725 A1、US 6654 070 B1、DE 10 2013 241 249 A1和US 2006/275599 A1已知。
电容变化通过电路布置或传感器电子器件来测量，并且在超过阈值时触发开关信号。例如由DE 20 2006 006 192 U1、EP 0 899 882 A1、US 6,452,514 B1、US 6,828,806A1和EP 1 515 211 A1已知用于电容性开关的电路布置。
在实践中现已表明，寄生干扰会显著损害开关区域的电容，其中该干扰影响经常导致电容变化，该电容变化明显超过在开关区域的有意使用范围内的电容变化。
本发明的目的在于，提供一种改进的具有电容性开关区域的玻璃板组件，通过该玻璃板组件可以避免所述缺点。用该电容性开关区域，可以以简单的方式形成触摸传感器。
根据本发明，本发明的目的通过根据独立权利要求1的玻璃板组件来实现。优选的实施方案由从属权利要求得出。
根据本发明的玻璃板组件包括具有两个玻璃板的复合玻璃板，这两个玻璃板通过至少一个中间层彼此牢固地连接。此外，该玻璃板组件包括具有至少一个层状电容性开关区域的电容性传感器组件，该开关区域可与电容性传感器电子器件连接或是与电容性传感器电子器件连接的。所述电容性传感器电子器件可以是玻璃板组件的组成部分。
该电容性传感器组件在电容性开关区域的一(层)侧上(即，在电容性开关区域的平面之外)包括层状覆盖区域，该覆盖区域在穿过该玻璃板的垂直视图中至少部分地、有利地完全地遮盖电容性开关区域。该层状覆盖区域例如与电容性开关区域平行地布置。至少一个由介电材料构成的层位于该覆盖区域和电容性开关区域之间。替代地或补充地，所述电容性传感器组件包括层状框架区域，该框架区域在电容性开关区域的平面中至少部分地、有利地完全地包围电容性开关区域。框架区域与电容性开关区域通过无涂层的隔离线和/或介电材料在空间上隔离。
覆盖区域和框架区域(即屏蔽体的层区域)可以各自加载有基于电容性开关区域的电容的电信号或者各自被加载有基于电容性开关区域的电容的电信号（例如电容性开关区域的电测试信号的信号孪生（Signalzwilling））。由此，实现了电容性开关区域针对外部干扰影响的有效的电有源屏蔽体，因为屏蔽体的层状区域和电容性开关区域不具有电势差。为了测量开关区域的电容，通常的方式是将依赖于电容性开关区域的(瞬时)电容而改变的测试信号施加到电容性开关区域。例如，电容性开关区域以斜坡形充电，其中，斜坡充电取决于开关区域的电容。例如，也可以通过所施加的频率来确定开关区域的电容。根据本发明，基于开关区域的电容并且优选地与取决于开关区域的电容的测试信号相同(例如，信号孪生)的电信号被施加到屏蔽体的层区域。
根据本发明的玻璃板组件的一个实施方案，所述电容性开关区域包括接触或接近区域和引线区域，其中，覆盖区域在穿过该玻璃板的垂直视图中至少遮盖接触或接近区域，特别是遮盖接触或接近区域以及引线区域。优选地，所述接触或接近区域、特别是接触或接近区域以及引线区域在穿过该玻璃板的垂直视图中被覆盖区域完全遮盖。
该接触或接近区域原则上可以具有每种任意的形状，例如圆形、椭圆形或水滴形。或者可以是有角的形状，例如三角形、正方形、矩形、梯形或其他类型的四角形或更高阶的多边形。通常特别有利的是，可能的角被倒圆。该接触或接近区域例如具有1 cm2至200 cm2、优选1 cm2至9 cm2的面积。该接触或接近区域的长度例如为1 cm至14 cm，该接触或接近区域的最大宽度例如为1 cm至14 cm。引线区域的长度例如为1 cm至70 cm。引线区域的宽度例如为0.50 mm至10 mm。引线区域的形状优选是矩形的、条形的或线形的。
根据本发明的玻璃板组件的另一实施方案，电容性传感器组件在电容性开关区域的另一(层)侧上(即，在电容性开关区域的平面之外)包括另一层状覆盖区域，该覆盖区域在穿过该玻璃板的垂直视图中至少部分地，特别是完全地遮盖引线区域，然而不遮盖接触或接近区域。优选地，该另一覆盖区域平行于电容性开关区域布置。
根据本发明的玻璃板组件的一个特别有利的实施方案，电容性传感器组件包括用于屏蔽体的至少一个层状区域的载体膜。例如，在该载体膜的一侧上布置电容性开关区域和包围该开关区域的框架区域，并且在该载体膜的另一侧上布置覆盖区域。也可以，仅在载体膜的一侧上布置电容性开关区域和包围该开关区域的框架区域，其中缺少覆盖区域。同样可以在载体膜的一侧上仅布置电容性开关区域(没有提供框架区域)并且在该载体膜的另一侧上布置覆盖区域。有利地，所述电容性传感器组件可以与载体膜一起被预制或预组装，并且作为预制的构件被层压到复合玻璃板中。
替代地，电容性开关区域和任选的包围该开关区域的框架区域布置在两个玻璃板之一上并且覆盖区域布置在载体膜上。
载体膜优选是透明的。其优选包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜或由其组成。载体膜的厚度优选为0.025mm至0.1mm。载体膜优选具有2至4并且特别优选2.7至3.3的相对介电常数。用这种载体膜可以制造特别好的复合玻璃板，因为这种薄的载体膜在逐段布置的情况下也能良好地且在光学上不显眼地整合在复合玻璃板中。同时，可以产生良好的和选择性的开关信号。
替代地，没有提供用于电容性传感器组件的载体膜并且电容性开关区域和框架区域布置在一个玻璃板上并且覆盖区域布置在另一玻璃板上。也可以在该实施方案中不提供框架区域或者替代地不提供覆盖区域。
根据本发明的玻璃板组件的另一实施方案，所述传感器组件包括导电层，在该导电层中通过无涂层的隔离线电划分电容性开关区域与框架区域，并且在该导电层中通过无涂层的隔离线电划分框架区域与周围区域。也可以不提供框架区域并且通过无涂层的隔离线电划分电容性开关区域与周围区域。
优选地，根据上述实施方案的传感器组件包括另一导电层，在该导电层中通过无涂层的隔离线电划分覆盖区域与周围区域。如果不提供框架区域，则至少提供覆盖区域。
这种导电层优选包含透明的导电涂层。透明在此是指可透过电磁辐射，优选波长为300nm至1300nm的电磁辐射，特别是可透过可见光。
导电层例如由DE 20 2008 017 611 U1、EP 0 847 965 B1或者 WO2012/052315A1已知。它们通常包含一个或多个，例如两个、三个或四个导电功能层。所述功能层优选包含至少一种金属，例如银、金、铜、镍和/或铬，或金属合金。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。功能层可以由金属或金属合金构成。功能层特别优选包含银或含银合金。这种功能层具有特别有利的导电性，同时在可见光谱范围内的高透射率。功能层的厚度优选为5nm至50nm，特别优选8nm至25nm。在功能层的所述厚度范围内实现了有利的可见光谱范围内的高透射率和特别有利的导电性。
通常在每种情况下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/或最后一个功能层之上布置另一介电层。介电层包含至少一个由介电材料制成的单层，所述介电材料例如包含氮化物如氮化硅或氧化物如氧化铝。然而，所述介电层也可以包括多个单层，例如由介电材料制成的单层、平滑层、适配层、阻挡层和/或抗反射层。介电层的厚度为例如10nm至200nm。
该层结构通常通过一系列沉积过程获得，这些沉积过程通过真空法如磁场辅助的阴极溅射来进行。
其他合适的导电层优选包含氧化铟锡(ITO)、掺氟氧化锡(SnO2:F)或掺铝氧化锌(ZnO:Al)。
导电层原则上可以是可以电接触的任何涂层。如果复合玻璃板旨在实现透视，例如在窗区域中的玻璃板的情况中即是这种情况，则导电层优选是透明的。在一个有利的实施方案中，导电层是总厚度小于或等于2μm，特别优选小于或等于1μm的一个层或者多个单层的层结构。
透明的导电层有利地具有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，导电层具有0.5欧姆/平方至20欧姆/平方的表面电阻。具有这种表面电阻的涂层特别适用于在典型的 12 V 至 48伏特的车载电压下或在典型的车载电压最高至500 V 的电动汽车的情况下加热车窗玻璃。
导电层优选布置在载体膜的表面上。导电层可以在载体膜的一侧的整个表面上延伸。然而，替代地，导电层也可以仅在载体膜的一部分表面上延伸。导电层可具有一个或多个未涂覆区。这些区对于电磁辐射而言可以是可穿透的并且例如作为数据传输窗口或通信窗口已知。
在一个有利的实施方案中，导电层布置在距复合玻璃板的边缘2mm至50mm，优选5mm至20mm的宽度处。导电层于是不与大气接触并且在复合玻璃板的内部中有利地被中间层保护免受损坏和腐蚀。
在一个有利的实施方案中，用于电划分导电层的隔离线的宽度为30μm至200μm，优选70μm至140μm。这种细的隔离线允许可靠且足够高的电绝缘，同时不干扰或仅轻微干扰通过该复合玻璃板的透视。
优选地，电容性传感器组件至少部分地、特别是完全地层压在复合玻璃板中，其中特别有利的是，传感器组件包括载体膜并且电容性传感器组件以预制构件的形式形成并且至少部分地层压在复合玻璃板中。
根据本发明的玻璃板组件的另一实施方案，电容性传感器组件布置在第一玻璃板的外侧表面上或者在第二玻璃板的外侧表面上。
根据本发明的玻璃板组件的另一实施方案，电容性传感器组件在电容性开关区域的一（层）侧上包括另外一个层状覆盖区域，该覆盖区域在穿过该玻璃板的垂直视图中至少部分地、特别是完全地遮盖电容性开关区域。该另外的覆盖区域不可加载以或没有加载以电位或接地，由此，通过该无源屏蔽体能够实现进一步的改进。在电容性开关区域的另一（层）侧上可以布置另一层状覆盖区域，该覆盖区域在穿过该玻璃板的垂直视图中至少部分地、特别是完全地遮盖引线区域，但不遮盖接触或接近区域。这些额外的覆盖区域的形成类似于电有源屏蔽体的覆盖区域，即，接触或接近区域的电有源屏蔽体和电无源屏蔽体布置在接触或接近区域的同一侧上。
所述开关区域为电容性开关区域，即，特别形成用于电容性接触检测。在一个有利的实施方案中，在此，一个平面电极形成开关区域。通过电容性传感器电子器件测量该平面电极的电容。当物体（例如人的身体）靠近表面电极或例如接触在该表面电极上方的绝缘体层时，表面电极的电容相对于大地发生变化。电容变化通过传感器电子器件来测量，并且在超过阈值时触发开关信号。开关区域由表面电极的形状和尺寸来确定。
布置在电容性开关区域之外的导电层区域（周围区域）可以通过另一个连接区域与电容性传感器电子器件可连接或连接。在这种布置中，电容性开关区域和周围区域形成彼此电容耦合的两个电极。当物体例如人的身体部位接近时，由电极形成的电容器的电容改变。电容变化通过传感器电子器件来测量，并且在超过阈值时触发开关信号。敏感区域由电极电容耦合的区域的形状和大小来确定。
发出的开关信号可以是任意的，并且适配各自用途的要求。因此，开关信号可以表示正电压，例如12V，没有开关信号可以表示例如0V，并且另一个开关信号可以表示例如+6V。开关信号也可以相应于在CAN 总线的情况下常见的电压 CAN_High 和 CAN_Low，并且可以更换位于其间的电压值。开关信号也可以是脉冲的和/或数字编码的。
在简单实验的范围内，可以根据接触或接近区域的尺寸以及根据第一玻璃板、中间层和第二玻璃板的厚度来确定传感器电子器件的灵敏度。
在本发明的玻璃板组件的一个有利的实施方案中，电容性开关区域与一个扁平导体连接并且该扁平导体从玻璃板中引出。该集成的玻璃板组件于是可以特别容易地在使用地点与电压源和评估传感器电路的开关信号的信号线连接，例如在车辆中通过CAN总线。
在制造和使用本发明的复合玻璃板的条件下热和化学稳定以及尺寸稳定的基本上所有的电绝缘玻璃板都适合作为第一玻璃板和第二玻璃板。
所述第一玻璃板和/或第二玻璃板优选包含玻璃，特别优选平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃或透明塑料，优选刚性透明塑料，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/或它们的混合物。第一玻璃板和/或第二玻璃板优选是透明的，特别是对于将该复合玻璃板用作车辆的挡风玻璃或后窗玻璃的应用或希望高透光率的其他应用而言。作为本发明意义上的透明被理解为是指在可见光谱范围内具有大于70%的透射率的玻璃板。然而，对于不在驾驶员的与交通相关的视野范围内的玻璃板，例如对于车顶玻璃，透射率也可以低得多，例如大于 5%。
第一玻璃板和/或第二玻璃板的厚度可以宽泛地变化，从而适配个别情况的要求。优选使用1.0mm至25mm的标准厚度，对于车辆玻璃优选1.4mm至2.5mm并且对于家具、器具和建筑物，特别是对于电加热体优选4mm至25mm。复合玻璃板的尺寸可以宽泛地变化并且视本发明的用途的尺寸而定。复合玻璃板具有在车辆制造和建筑领域中常见的200 cm²至20 m²的面积。
该复合玻璃板可以具有任意的三维形状。优选地，该三维形状没有阴影区，因此可以例如通过阴极溅射对其进行涂覆。该复合玻璃板优选是平面的或者在空间的一个方向或多个方向上略微或强烈地弯曲。该玻璃板可以是无色的或有色的。
第一玻璃板和第二玻璃板通过至少一个中间层彼此牢固地连接。中间层优选是透明的。该中间层优选包含至少一种塑料，优选聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。然而，该中间层也可以例如是聚氨酯（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、聚醋酸树脂、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，或其共聚物或混合物。该中间层可以由一个或由多个叠置布置的膜形成，其中膜的厚度优选为0.025mm至1mm，通常为0.38mm或0.76mm。该中间层优选是热塑性的并且在层压之后将第一玻璃板和第二玻璃板彼此粘合。
扁平导体优选形成为薄膜导体或柔性薄膜导体（扁平导体、扁平带导体）。薄膜导体被理解为是指宽度明显大于其厚度的电导体。这种薄膜导体包括例如至少一个条或带（接触轨道），其包含或由铜、镀锡铜、铝、银、金或其合金组成。所述薄膜导体具有例如2mm至16mm的宽度和0.03mm至0.1mm的厚度。该薄膜导体可以具有绝缘的、优选聚合物护套，例如基于聚酰亚胺。适合于接触玻璃板中的导电涂层的薄膜导体仅具有例如0.3mm的总厚度。这种薄的薄膜导体可以毫无困难地嵌入在各玻璃板之间在优选热塑性中间层中。
替代地，也可以使用细金属线作为电引线。该金属线特别包含铜、钨、金、银或铝或这些金属中的至少两种的合金。所述合金还可以包含钼、铼、锇、铱、钯或铂。
电容性开关区域与扁平导体之间的电引线连接优选通过导电粘合剂来实现，这能够实现安全且持久的电引线连接。替代地，也可以通过夹紧来实现电引线连接，因为夹紧连接通过层压过程被防滑地固定。
导电层可以通过本身已知的方法来施加，优选通过磁场辅助的阴极溅射。考虑到简单、快速、成本有利且均匀的涂层，这是特别有利的。然而，导电层也可以例如通过气化渗镀、化学气相沉积（chemical vapour deposition, CVD）、等离子体辅助的气相沉积（PECVD）或通过湿化学方法来施加。
导电层中的各个隔离线的去涂层优选地通过激光束进行。用于使薄金属膜结构化的方法例如从EP 2 200 097 A1或者 EP 2 139 049 A1已知。去涂层的宽度优选为10μm至1000μm，特别优选30μm至200μm，特别是70μm至140μm。在该区域中，通过激光束发生特别干净且无残留的去涂层。借助于激光束的去涂层是特别有利的，因为去涂层的线在光学上非常不显眼并且仅略微损害外观和透视。宽度比激光切割宽度宽的线的去涂层通过用激光束多次脱除线来进行。工艺持续时间和工艺成本因此随着线宽的增加而增加。替代地，可以通过机械去除以及通过化学或物理蚀刻来进行去涂层。
替代地，层状区域(电容性开关区域、覆盖区域、框架区域)可以例如借助于含金属且特别是含银的导电印刷膏来印刷。
所述中间层可以由单个或也由两个或更多个平面叠置布置的薄膜来形成。
第一玻璃板和第二玻璃板的连接优选在热、真空和/或压力的作用下进行。可以使用本身已知的用于制造复合玻璃板的方法。例如，所谓的高压釜方法可以在约10 bar至15bar的高压和130℃至145℃的温度下进行约2小时。本身已知的真空袋或真空环方法例如在大约 200 mbar和 80℃ 至 110℃ 下工作。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对之间被压制成玻璃板。这种类型的设备已知用于制造玻璃板，并且通常在压制机之前具有至少一个加热通道。压制过程期间的温度为例如40℃至150℃。实践中已证明，压延方法和高压釜方法的组合是特别有用的。替代地，可以使用真空层压机。这些由一个或多个可加热且可抽真空的室组成，在其中在例如约 60 分钟内在 0.01mbar至 800 mbar的减压和 80℃ 至 170℃ 的温度下层压第一玻璃板和第二玻璃板。
此外，本发明包括根据本发明的玻璃板组件在建筑物中，特别是在入口区域、窗户区域、顶部区域或立面区域中，作为家具和电器中的内置构件，在用于陆地、空中或水上交通的运输工具中，特别是在火车、船舶和机动车辆中，例如作为挡风玻璃、后窗玻璃、侧窗玻璃和/或天窗玻璃的用途。
本发明的各种实施方案可以单独地或以任何组合来实现。特别地，在不偏离本发明的范围的情况下，上面提到的和下面将要解释的特征不仅可以以给出的组合来使用，而且可以以其他组合或单独地来使用。
现在将借助实施例进一步阐述本发明，其中参考附图。以简化的、不按比例的图示示出了：
图1 穿过根据本发明的玻璃板组件的一个实施方案的剖视图，
图2-3 穿过根据本发明的玻璃板组件的替代实施方案的剖视图，
图4 图3的玻璃板组件的透视分解图，
图5-6 图4的玻璃板组件的替代实施方案。
首先考虑图1，其中借助剖视图图示了根据本发明的玻璃板组件100的一个实施方案。玻璃板组件100包括复合玻璃板1。在图1的视图中，玻璃板组件100是垂直于玻璃板平面切开的。
复合玻璃板1例如是交通工具玻璃板并且特别是客车的挡风玻璃。复合玻璃板1的尺寸为例如0.9m×1.5m。复合玻璃板1包括第一玻璃板2和第二玻璃板3，它们通过至少一个热塑性中间层4彼此牢固地连接。例如，提供第一玻璃板2，在安装位置上将其布置在交通工具的内部空间侧。因此，第一玻璃板2可以是内玻璃板，第二玻璃板3可以是外玻璃板。在通用符号中，第二玻璃板3具有外侧表面I和内侧表面II，第一玻璃板2具有内侧表面III和外侧表面IV。这里，两个内侧表面II和III面向中间层4，两个外侧表面I和IV背向中间层4。
两个玻璃板2、3优选地由玻璃构成，例如钠钙玻璃。第一玻璃板2的厚度例如为1.6mm，第二玻璃板3的厚度例如为2.1mm。不言而喻，两个玻璃板2、3可以具有任意厚度并且例如也可以以相同厚度形成。中间层4是热塑性中间层并且例如由聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成。例如，它具有0.38mm的厚度，其中，不言而喻，中间层4也可以具有其它厚度。
玻璃板组件100具有在整体上用附图标记101表示的电容性传感器组件，其在图1中仅以示意性的方式示出。电容性传感器组件101的具体实施方案例如由图4至6得出。电容性传感器组件101可以位于两个玻璃板2、3之间，如图1中所示。在此，电容性传感器组件101 是平面形成的，因此可以将它层压在两个玻璃板 2、3 之间。然而，同样地，电容性传感器组件101也可以位于第一玻璃板2的外侧表面IV或第二玻璃板3的外侧表面I上。
电容性传感器组件101包括至少一个电容性开关区域5，其与电容性传感器电子器件7电连接。电容性开关区域5形成为层状区域。电容性开关区域5具有面向第一玻璃板2的第一侧和面向第二玻璃板3的第二侧。电容性开关区域5包括接触或接近区域15和引线区域16，引线区域16将接触或接近区域15与电容性传感器电子器件7电连接。
电容性传感器组件101包括在整体上用附图标记102表示的电容性干扰信号的屏蔽体，其由一个或多个层状区域组成，如下面将更详细地解释的。屏蔽体102用于屏蔽对电容性开关区域5的寄生（干扰）影响。这里重要的是，屏蔽体102具有至少一个（电有源的）层状区域，该区域可以加载有电信号（例如电位或频率）或被加载有电信号（例如电位或频率），该电信号与电容性开关区域5的电测试信号相同，该电测试信号根据其电容而改变。优选地，它是电容性开关区域5的基于电容的电（测试）信号的信号孪生。
根据一个实施方案，屏蔽体102在开关区域5的面向第一玻璃板2（例如内玻璃板）的一侧上（优选在与电容性开关区域5的平面平行的平面中）包括层状覆盖区域8，在穿过复合玻璃板1的垂直视图中，该层状覆盖区域8至少部分地、优选地完全地遮盖电容性开关区域5。有利地，至少完全遮盖接触或接近区域15。层状覆盖区域8通过电绝缘层与电容性开关区域5电隔离，这在图1中未示出。层状覆盖区域8与电容性传感器电子器件7电连接并且由电容性传感器电子器件7加载以电容性开关区域5的根据（瞬时）电容而改变的测试信号的信号孪生。
任选地，屏蔽体102在开关区域5的面向第二玻璃板3（例如外玻璃板）的一侧上（优选在与电容性开关区域5的平面平行的平面中）包括另一层状覆盖区域8'，在穿过复合玻璃板1的垂直视图中，该层状覆盖区域8'至少部分地、优选地完全地遮盖引线区域 16。层状覆盖区域8'通过电绝缘层与电容性开关区域5电隔离，这在图1中未示出。层状覆盖区域8'没有遮盖电容性开关区域5，因此可以检测到由于第二玻璃板3的那侧上的外部影响而引起的电容变化（有用信号）。层状覆盖区域8'也与电容性传感器电子器件7电连接并且由电容性传感器电子器件7加载以电容性开关区域5的测试信号的信号孪生。
根据一个实施方案，屏蔽体102在电容性开关区域5的平面中包括层状框架区域9，该层状框架区域9包围电容性开关区域5，优选完全包围，只要这是可能的。在该电容性开关区域的平面中，框架区域9通过无涂层的隔离线和/或介电材料与电容性开关区域5电隔离。层状框架区域9也与电容性传感器电子器件7电连接并且由电容性传感器电子器件7加载以电容性开关区域5的测试信号的信号孪生。有利地，布置在电容性开关区域5的面向第一玻璃板2的一侧上的层状覆盖区域8在穿过复合玻璃板1的垂直视图中也至少部分地、特别是完全地覆盖框架区域9。
如图1中所示，屏蔽体102任选地还包括至少一个(电无源的)层状区域，该层状区域没有被加载以电位或没有被加载以接地。因此，屏蔽体102包括在开关区域5的面向第一玻璃板2（例如内玻璃板）的一侧上的另一层状覆盖区域8''，在穿过复合玻璃板1的垂直视图中，该层状覆盖区域8''至少部分地、优选地完全地遮盖电容性开关区域5。该层状覆盖区域8''通过电绝缘层与层状覆盖区域8电隔离，这在图1中未示出。替代地或补充地，屏蔽体102在引线区域16的面向第二玻璃板3（例如外玻璃板）的一侧上包括另一层状覆盖区域8'''，在穿过复合玻璃板1的垂直视图中，该层状覆盖区域8'''至少部分地、优选地完全地遮盖引线区域 16。层状覆盖区域8'''不遮盖电容性开关区域5。层状覆盖区域8'''通过电绝缘层与层状覆盖区域8'电隔离，这在图1中未示出。
通过该无源屏蔽体可以进一步减少由于寄生电容性（干扰）影响造成的损害。
由于电容性开关区域5在朝向第二玻璃板3的方向上(例如在朝向外玻璃板的方向上)没有被属于屏蔽体102的任何层状区域遮盖，因此可以检测在第二玻璃板3的那侧上引起的电容性开关区域5的电容变化(例如通过第二玻璃板3的外侧表面I上的水分)。替代地，同样可能的是，电容性开关区域5在朝向第一玻璃板2(例如内玻璃板)的方向上没有被属于屏蔽体102的任何层状区域遮盖，因此检测到在第一玻璃板2的那侧上引起的电容性开关区域5的电容变化(例如通过由于人的身体部位，例如手指接近或接触第一玻璃板2的外侧表面IV)。电容性开关区域5的（瞬时）电容可以相对于周围区域来确定，这将结合以图4更详细地解释。由此特别可以检测到由于外部影响而引起的电容性开关区域5的电容变化。
电容性传感器电子器件7通常包括用于处理、特别是调整基于电容性开关区域5的（可变）电容的电信号的多个部件，例如读取电子器件、放大器、AD转换器等。在图1中，传感器电子器件7是平面形成的并且层压在两个玻璃板2、3之间。数字和/或模拟输出信号通过引出线17 输出。
如前所述，屏蔽体102包括至少一个加载有电信号的层状区域8、8'、9，该电信号基于根据电容开关区域5的（瞬时）电容的电（测试）信号5来检测电开关区域5的电容(例如，电容性开关区域5的测试信号的信号孪生)。因此，在屏蔽体层102的至少一个层状区域与电容性开关区域5之间的电压降为零，并由此滤除了电容性干扰信号。通过该任选的无源屏蔽体进一步改善了屏蔽效果。
图2中示出了玻璃板组件100的一个替代实施方案，其与图1的玻璃板组件100的区别仅在于，电容性传感器电子器件7'布置在复合玻璃板 1内，另一个电容性传感器电子器件7''布置在复合玻璃板 1外。不同的电子器件模块（Elektronikbausteine）7'、7''通过连接线11（扁平导体）电连接。
图3的玻璃板组件100的实施方案与图1的玻璃板组件100的不同之处仅在于，电容性传感器电子器件7布置在复合玻璃板1外。电容性开关区域 5 通过扁平导体 6与电容性传感器电子器件 7连接。
现在参考图4，其中借助透视分解图示出了图3的复合玻璃板组件100的示例性实施方案。
为了避免不必要的重复，仅解释了电容性传感器组件101的实施方案，其他方面参考以上陈述。
因此，层压在两个玻璃板2、3之间的电容性传感器组件101包括载体膜12，例如厚度为例如0.05mm的透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。将(第一)导电层13施加在载体膜12的面向第一玻璃板2的一侧上，并将(第二)导电层13'施加在载体膜12的面向第二玻璃板3的一侧上。载体膜12被置于玻璃板内部中与玻璃板边缘相距例如大约8mm处。该区域在层压期间通过中间层4的粘合而被气密密封，从而保护导电层13、13'防止来自复合玻璃板1的周围环境的湿气并因此免受腐蚀和损坏。替代地，也可以使载体膜12在边缘区域中没有涂层或去除那里的导电层13、13'。为了附图的简单起见，这在图4中未示出。
两个导电层13、13'各自被无涂层的隔离线14划分为不同的彼此电绝缘的（层状）区域，这将在下面更详细地解释。
因此，在(第一)导电层13中，电容性开关区域5与框架区域9通过隔离线14被电划分。电容性开关区域5包括这里例如玻璃板状的接触或接近区域15，其逐渐变为条形的引线区域16。引线区域16延伸至载体膜12的边缘。不言而喻，接触或接近区域15可以具有任意形状并且可以是例如以液滴形或正方形形成的。框架区域9遵循电容性开关区域5的外轮廓并且尽可能地包围电容性开关区域5。框架区域9因此完全环绕电容性开关区域5，除了位于载体膜12边缘处的引线区域16的末端部分。框架区域9通过隔离线14'与周围区域17电划分。
电容性开关区域5和框架区域9与(第一)扁平导体18(例如薄膜导体)导电连接。扁平导体18包括至少两个带状导体19、19'，它们在连接区域20中是可接近的，其中（第一）带状导体19经由（第一）电连接21与电容性开关区域5和（第二）带状导体19'经由（第二）电连接21'与框架区域9电连接。在此，优选通过导电粘合剂实现可靠的导电连接。
在（第二）导电层13'中，通过隔离线14''将覆盖区域8与周围区域17'电划分。在穿过载体膜 12 的垂直视图中，覆盖区域 8 完全遮盖电容性开关区域 5 并且任选地也遮盖框架区域 9。在图4中所示的实施例中，覆盖区域8具有相应于电容性开关区域5和框架区域9的组合的形状，其中不言而喻，覆盖区域8也可以具有其它形状，只要确保至少完全遮盖电容性开关区域5，有利地完全遮盖电容性开关区域5和框架区域9。覆盖区域8与（第二）扁平导体18'（薄膜导体）导电连接。扁平导体18'包括至少一个带状导体19''，其在连接区域20'中是可接近的，其中带状导体19''经由电连接21''与覆盖区域8电连接。优选通过导电粘合剂实现可靠的导电连接。
扁平导体18、18'的带状导体19、19'、19''例如由50μm厚的铜箔构成，该铜箔在各自的连接区域20、20'之外用聚酰亚胺层绝缘。由此，扁平导体18、18'可以在没有电短路的情况下被引出超过复合玻璃板1的边缘。扁平导体18、18'各自部分地层压到两个玻璃板2、3中。
两个扁平导体18、18'各自与电容性传感器电子器件7电连接。特别地，导电层13的周围区域17同样与电容性传感器电子器件7连接，这在图4中没有详细地示出。电容性传感器电子器件7适用于精确测量电容性开关区域5相对于周围区域17的电容变化，并且根据阈值将开关信号进一步传输到例如交通工具的CAN总线。通过开关信号可以接通交通工具中的任意功能。例如，可以打开或关闭复合玻璃板1中或复合玻璃板1处的照明。如果将复合玻璃板 1 例如用作机动车辆中的挡风玻璃，则可以选择引线区域16 的长度，使得交通工具的驾驶员或副驾驶可以舒适地够到电容性开关区域5的接触或接近区 15。例如，电容性传感器电子器件7的构造和调整被调整成使得在身体部位如手指接触或接近第一玻璃板2的外侧玻璃板表面IV时，在接触或接近区域15的上方触发开关信号。为此，适当地选择复合玻璃板1的厚度和材料。
框架区域9经由（第一）扁平导体18被加载以电信号（即电势），该电信号基于电容性开关区域5的检测的（瞬时）电容并且类似于（测试）信号，其通过带状导体19传输（孪生信号）。以相应的方式，给覆盖区域8经由（第二）扁平导体18'加载以这种孪生信号。因此，在框架区域9与电容性开关区域5以及与其连接的带状导体19之间的电势差为零。相应地，覆盖区域8与电容性开关区域5以及与其连接的带状导体19之间的电势差为零。通过这种电有源屏蔽体能够屏蔽对电容性开关区域5的电容的寄生影响，因此也能检测小的电容变化作为有用信号。
在图4的实施例中，与图3的实施方案不同，覆盖区域8布置在电容性开关区域5的面向第二玻璃板3的一侧上，从而可以检测到从第一玻璃板2对电容性开关区域5的电容的外部影响。
(第一)导电层13与(第二)导电层13'的电隔离通过载体膜12进行。
由于简化图形表示的原因，结合图1至3解释的任选的无源屏蔽体未在图4中示出。这可以例如作为第二玻璃板3的内侧表面II和第一玻璃板2的内侧表面III的具有导电材料的涂层形成，其中与(第一)导电层13的电隔离以及与(第二)导电层13'的电隔离可以通过各自的介电层实现。
隔离线14、14'、14''优选各自仅具有例如100μm的宽度并且例如通过激光结构化引入到所属的导电层13、13'中。具有如此小的宽度的隔离线在视觉上几乎不可感知并且仅略微干扰透过复合玻璃板1的透视，这特别是对于交通工具中的应用对于驾驶安全是特别重要的并且也特别美观。
不言而喻，同样可以另外地制造层状区域（电容性开关区域5、框架区域9、周围区域17、覆盖区域8、周围区域17'），例如通过印刷（例如丝网印刷方法）或者粘合到载体膜 12上。
从电容性传感器组件101可以被预制或组装并且可以被层压为在玻璃板2、3之间的预制构件中可以看出图4中所示的实施方案的一个特别的优点。将两个扁平导体18、18'从两个玻璃板2、3之间的区域中引出。
虽然这在图4中未示出，但是也可以在扁平导体18的相对侧上布置(未示出的)另外的覆盖区域遮盖引线区域16，如在图1至3中示意性示出的。
在图5中示出了玻璃板组件100的一个替代实施方案，其与图4的实施方案的不同之处仅在于导电层13、13'的布置。因此，没有提供在其上施加两个层13、13'的载体膜12，而是将（第一）导电层13施加在第一玻璃板2的内侧表面III上并将（第二）导电层13'施加在第二玻璃板3的内侧表面II上。
在图6中示出了另一替代实施方案，其与图4的实施方案的不同之处又仅在于导电层13、13'的布置。因此，将（第一）导电层13施加在第一玻璃板2的内侧表面III上。将(第二)导电层13'施加在载体膜12'的面向第二玻璃板3的表面上。
如前所述，电容性传感器电子器件7适用于精确测量电容性开关区域5相对于周围区域17的电容变化，并且根据阈值将开关信号进一步传输到例如交通工具的CAN总线。通过开关信号可以接通交通工具中或交通工具上的任意功能。例如，复合玻璃板1可以具有用于控制光学透明度的功能层，这可以通过开关信号改变其光学透明度。替代地或额外地，也可以控制其他电功能例如电加热或电照明。
如果将复合玻璃板 1 例如用作机动车辆中的车顶玻璃，则可以选择引线区域16的长度，以便交通工具的驾驶员、副驾驶或同车乘客可以舒适地够到接触或接近区域15。不言而喻，为此也可以将多个载体膜12、12'布置在复合玻璃板1中，例如为每个车辆乘员布置一个载体膜12、12'。
由上述详细解释表明，本发明提供了一种新颖的玻璃板组件，通过该玻璃板组件可以有效滤除对电容性开关区域的电容的寄生(干扰)影响。可以以工业批量生产简单且成本有利地制造该玻璃板组件。
附图标记列表
1 复合玻璃板
2 第一玻璃板
3 第二玻璃板
4 中间层
5 电容性开关区域
6 扁平导体
7,7',7'' 电容性感应器电子器件
8, 8',8'', 8''' 覆盖区域
9 框架区域
10 引出线
11 连接线
12, 12' 载体膜
13, 13' 导电层
14, 14', 14'' 隔离线
15 接触或接近区域
16 引线区域
17, 17' 周围区域
18, 18' 扁平导体
19, 19', 19'' 带状导体
20, 20' 连接区域
21, 21', 21'' 电连接
100 玻璃板组件
101 电容性传感器组件
102 屏蔽体

Claims (15)

1.玻璃板组件(100)，其包括：
- 复合玻璃板(1)，其具有通过至少一个中间层(4)彼此连接的两个玻璃板(2, 3)，
- 电容性传感器组件(101)，其具有至少一个层状电容性开关区域(5)，所述层状电容性开关区域(5)可以与电容性传感器电子器件(7, 7’, 7’’)连接，其中所述电容性传感器组件(101)：
- 在电容性开关区域(5)的一侧上包括层状覆盖区域(8)，在穿过玻璃板(1)的垂直视图中所述层状覆盖区域(8)至少部分地遮盖所述电容性开关区域(5)，和/或
- 包括层状框架区域(9)，所述层状框架区域(9)在电容性开关区域(5)的平面中至少部分地包围所述电容性开关区域(5)，
其中所述覆盖区域(8)和框架区域(9)各自可加载有基于电容性开关区域(5)的电容的电信号。
2.根据权利要求1所述的玻璃板组件(100)，
其中所述电容性开关区域(5)包括接触或接近区域(15)和引线区域(16)，其中所述覆盖区域(8) 在穿过玻璃板(1)的垂直视图中至少部分地、特别是完全地遮盖至少所述接触或接近区域(15)。
3.根据权利要求2所述的玻璃板组件(100)，
其中所述覆盖区域(8)在穿过玻璃板(1)的垂直视图中完全地遮盖所述接触或接近区域(15)和引线区域(16)。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的玻璃板组件(100)，
其中所述电容性传感器组件(101)在电容性开关区域(5)的另一侧上包括另一层状覆盖区域(8’)，在穿过玻璃板(1)的垂直视图中所述另一层状覆盖区域(8’)至少部分地、特别是完全地遮盖引线区域(16)，但不遮盖接触或接近区域(15)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃板组件(100)，
其中所述电容性传感器组件(101)包括用于至少一个层状区域(5, 9, 8)的载体膜(12, 12’)。
6.根据权利要求5所述的玻璃板组件(100)，其中
(i) 所述电容性开关区域(5)和所述框架区域(9)布置在所述载体膜(12)的一侧上，并且所述覆盖区域(8)布置在所述载体膜(12)的另一侧上，或者
(ii) 所述电容性开关区域(5)布置在所述载体膜(12)的一侧上，并且所述覆盖区域(8)布置在所述载体膜(12)的另一侧上，其中没有框架区域(9)，或者
(iii) 所述电容性开关区域(5)和所述框架区域(9)布置在所述载体膜(12)的一侧上，其中没有提供覆盖区域(8)。
7.根据权利要求5所述的玻璃板组件(100)，其中
(i) 所述电容性开关区域(5)和所述框架区域(9)布置在两个玻璃板(2, 3)之一上，并且所述覆盖区域(8)布置在所述载体膜(12')上，或者
(ii) 所述电容性开关区域(5)布置在两个玻璃板(2, 3)之一上，并且所述覆盖区域(8)布置在所述载体膜(12')上，其中没有提供框架区域(9)。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃板组件(100)，其中
(i) 所述电容性开关区域(5)和所述框架区域(9)布置在一个玻璃板(2)上并且所述覆盖区域(8)布置在另一玻璃板(3)上，
(ii) 所述电容性开关区域(5)布置在一个玻璃板(2)上并且所述覆盖区域(8)布置在另一玻璃板(3)上，
(iii) 所述电容性开关区域(5)和所述框架区域(9)布置在一个玻璃板(2)上，其中没有提供覆盖区域(8)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的玻璃板组件(100)，
其中所述传感器组件(101)包括导电层(13)，在导电层(13)中通过无涂层的隔离线(14)电划分电容性开关区域(5) 与框架区域(9)，并且在导电层(13)中通过无涂层的隔离线(14')电划分框架区域(9)与周围区域(17)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的玻璃板组件(100)，
其中传感器组件(101)包括导电层(13')，在导电层(13')中通过无涂层的隔离线(14'')电划分覆盖区域与周围区域(17')。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的玻璃板组件(100)，
其中电容性传感器组件(101)至少部分地层压在复合玻璃板(1)中。
12.根据权利要求4至11中任一项所述的玻璃板组件(100)，
其中电容性传感器组件(101)以预制构件的形式形成并且至少部分地层压在复合玻璃板(1)中。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的玻璃板组件(100)，
其中电容性传感器组件(101)布置在第一玻璃板(2)的外侧表面(IV)上或在第二玻璃板(3)的外侧表面(I)上。
14.根据权利要求2至13中任一项所述的玻璃板组件(100)，其中
(i) 电容性传感器组件(101)在电容性开关区域(5)的一侧上包括另一层状覆盖区域(8'')，在穿过玻璃板(1)的垂直视图中，所述另一层状覆盖区域(8'')至少部分地、特别是完整地遮盖电容性开关区域(5)，和/或
(ii) 电容性传感器组件(101)在电容性开关区域(5)的另一侧上包括另一层状覆盖区域(8''')，在穿过玻璃板(1)的垂直视图中，所述另一层状覆盖区域(8''')至少部分地、特别是完全地遮盖引线区域(16)，但不遮盖接触或接近区域(15)。
15.根据权利要求 1 至 14 中任一项所述的玻璃板组件 (100) 在用于陆地、空中或水上交通的运输工具中，特别是在例如具有挡风玻璃、后窗玻璃、侧窗玻璃和/或天窗玻璃的机动车辆中的用途。
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