DE10259828A1 - Element für ein Fahrzeugdach sowie Herstellungsverfahren dafür - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein mindestens teilweise transparentes Element (10) für ein Fahrzeugdach, mit einer Glasscheibe (12), einem elektrischen Verbraucher (26) und einer mit der Glasscheibe verbundenen elektrisch leitenden Sichtanordnung, die einen ersten und zweiten elektrischen Kontakt (16, 22) für eine Stromquelle sowie einen ersten und einen zweiten Anschluss (32, 34) für den Verbraucher aufweist, wobei die Schichtanordnung eine erste (14) und eine zweite elektrisch leitende Schicht (20) aufweist, die durch eine erste elektrisch isolierende Schicht (18) voneinander isoliert sind, wobei der erste Anschluss (34) und der erste Kontakt (16) mit der ersten leitenden Schicht (14) und der zweite Anschluss (32) und der zweite Kontakt (22) mit der zweiten leitenden Schicht (20) in leitender Verbindung stehen, aber jeweils bezüglich der anderen leitenden Schicht elektrisch isoliert sind. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Herstellungsverfahren.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein mindestens teilweise transparentes, elektrisch leitendes Element für ein Fahrzeugdach sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren.
- Aus der
GB 2 357 638 A - Aus der
US 5 528 314 ist es bekannt, eine elektrische Antenne in eine Doppelglasscheibe eines Fahrzeugfensters zu integrieren. - Aus der
DE 196 30 812 A1 , derEP 1 234 721 A2 sowie derDE 196 30 813 A1 ist es bekannt, eine transparente Scheibe für ein Fahrzeugdach mit einer elektrochromen Schichtanordnung zu versehen. - Aus der
DE 102 04 359 A1 ist es bekannt, Leuchtdioden in die Umschäumung eines Glasdeckels zu integrieren, um den Deckel zu beleuchten. - Aus der
GB 817 230 - Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zumindest teilweise transparentes Element für ein Fahrzeugdach zu schaffen, welches zugleich für die Stromversorgung eines elektrischen Verbrauchers ausgebildet ist, auf relativ einfache Weise hergestellt werden kann, eine relativ gute elektrische Leitfähigkeit aufweist und in ästhetischer Hinsicht möglichst ansprechend ausgebildet werden kann. Insbesondere sollen die elektrischen Zuleitungen für den elektrischen Verbraucher für die Fahrzeuginsassen möglichst nicht sichtbar sein. Ferner soll ein entsprechendes Herstellungsverfahren für ein solches Dachelement geschaffen werden.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Dachelement gemäß Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 14.
- Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist vorteilhaft, dass die beiden elektrisch leitenden Schichten aufgrund des Vorsehens einer elektrisch isolierenden Schicht dazwischen flächig ausgebildet sein können, wodurch eine aufwendige und optisch störende Ausbildung von galvanisch getrennten Leiterbahnen nicht erforderlich ist; d.h., dadurch, dass die Schichten übereinander angeordnet sind, kann auf eine laterale Strukturierung verzichtet werden.
- Besonders vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Schichtaufbau, wenn es sich bei den elektrisch leitenden Schichten um Metallschichten und bei den elektrisch isolierenden Schichten um Schichten des jeweiligen Metalloxids handelt. In diesem Fall kann sowohl eine hohe elektrische Leitfähigkeit sowie eine einfache Schichtaufbringung erzielt werden.
- Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert, welche eine Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Dachelements zeigt.
- In der einzigen Zeichnung ist schematisch der Aufbau eines zumindest teilweise transparenten Deckels
10 für ein Fahrzeugdach gezeigt. Dabei kann es sich um einen verstellbaren öffnungsfähigen Deckel oder um einen fest an der Karosserie angebrachten Deckel handeln. - Der Deckel
10 umfasst eine Glasscheibe12 aus Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG), auf deren Unterseite eine erste Metallschicht14 aufgebracht ist, die mit einem Kontakt bzw. einer Kontaktierung16 für eine Stromquelle versehen ist. Auf die erste Metallschicht14 ist eine erste elektrisch isolierende Oxidschicht18 aufgebracht, auf welche wiederum eine zweite elektrisch leitende Metallschicht20 aufgebracht ist, die mit einer Kontaktierung22 für die Stromquelle versehen ist. Auf die zweite Metallschicht20 ist eine zweite isolierende Oxidschicht24 aufgebracht, die eine Leuchtdiode26 trägt. Den Abschluss der Schichtanordnung zum Fahrzeuginnenraum hin bildet eine Deckfolie28 , die beispielsweise aus Dünnglas, PET oder Polycarbonat besteht und mittels einer Klebefolie30 auf die zweite Oxidschicht24 aufgeklebt ist. Die Deckfolie28 ist vorzugsweise mit einer Hardcoatschicht beschichtet (nicht gezeigt). Als Alternative könnte der Abschluss der Schichtanordnung statt von der Deckfolie28 von einer zweiten Glasscheibe gebildet werden, wodurch im Zusammenspiel mit der ersten Glasscheibe12 dann ein Verbund aus Verbundsicherheitsglas (VSG) realisiert wird, der die Funktionsschichten enthält. - Die Leuchtdiode
26 ist mittels eines Anschlusses32 , der mit der zweiten Metallschicht20 in leitender Verbindung steht und durch die zweite Oxidschicht24 hindurchkontaktiert ist, sowie einen Anschluss34 , der mit der ersten Metallschicht14 leitend verbunden ist und durch die Schichten24 ,20 und18 hindurchkontaktiert ist, über die zweite Metallschicht20 bzw. die erste Metallschicht14 mit den jeweiligen Stromquellenkontakten22 bzw. 16 verbunden ist auf diese Weise an die Stromquelle angeschlossen. Das Material der zweiten Oxidschicht24 dient dabei dazu, die Durchkontaktierung des Anschlusses34 elektrisch bezüglich der zweiten Metallschicht20 zu isolieren. - Bei der Herstellung werden die Schichten, beginnend mit der ersten Metallschicht
14 , nacheinander aufgebracht, wobei die Durchkontaktierungen für die Anschlüsse32 und34 durch das partielle Aufkleben von entsprechenden Folienmasken an der Kontaktstelle ausgebildet werden. Die Kontakte16 und22 für die Stromquelle können in ähnlicher Weise während des Beschichtungsprozesses durch eine entsprechende Maskierung ausgebildet werden. - Bei dem Herstellungsprozess wird die Scheibe
12 zunächst gereinigt, bevor die erste leitende Schicht14 aufgebracht wird. Anschließend wird eine erste Klebemaskierung für den Anschluss34 auf die Schicht14 aufgeklebt, bevor die erste isolierende Schicht18 aufgebracht wird. Dann wird eine zweite Klebemaskierung für den Anschluss34 , die über die erste Klebemaskierung übersteht, auf der ersten Klebemaskierung angebracht, bevor die zweite leitende Schicht20 aufgebracht wird. Anschließend wird die zweite Klebemaskierung abgezogen und es wird eine dritte Klebemaskierung für den Anschluss32 aufgebracht, bevor die zweite isolierende Schicht24 aufgebracht wird. Daraufhin werden alle Klebemaskierungen abgezogen und die Anschlüsse32 und34 werden mittels Bonden oder Löten der Leuchtdiode26 hergestellt. Abschließend werden die Klebefolie30 und die Schutzfolie bzw. das Dünnglas28 auf die Schichtfolge gelegt und anschließend auflaminiert. - Die Schutzschicht
28 dient dazu, die zweite Oxidschicht24 und die Leuchtdiode26 gegen mechanische Beschädigung zu schützen, wobei die Schicht 30 zum Aufkleben oder Auflaminieren der Schutzschicht28 dient. Bei der Schicht30 kann es sich um eine Klebefolie aus beispielsweise Polyvinylbutyral (PVB), Polyurethan (PU) oder Ethylen-Vinyl-Acetat (EVA) handeln. - Es versteht sich, dass mehrere Leuchtdioden in der Art der Leuchtdiode
26 vorgesehen sein können, wobei diese Leuchtdioden durch die Schutzschicht28 hindurch in den Fahrzeuginnenraum Licht abstrahlen. Statt Leuchtdioden können gegebenenfalls auch andere Lichtquellen bzw. Leuchtmittel als elektrische Verbraucher vorgesehen sein. - Die Schichten
14 ,18 ,20 und24 sind vorzugsweise ganzflächig auf der Glasscheibe12 vorgesehen. Falls mehrere elektrische Verbraucher vorgesehen sind, sind diese dann in elektrischer Parallelschaltung mit der Stromquelle verbunden. - Zweckmäßigerweise sind die Kontakte
16 ,22 für die Stromquelle so angeordnet, dass die Zuleitung über die Metallschichten14 und20 möglichst kurz ist und sich ein gleichmäßiger Spannungsabfall über die leitenden Flächen ausbildet, was auch über die Abmessungen (z.B. unterschiedlich große Kontaktflächen) der Kontaktierung zwischen Leitschicht und elektrischem Kabel beeinflusst werden kann. - Als Material für die Metallschichten kann beispielsweise Titan verwendet werden, wobei die Oxidschichten dann aus Titanoxid bestehen. Als Schichtdicke kann beispielsweise für jede Schicht 25 nm gewählt werden. Damit lässt sich eine Lichttransmission von ca. 12% im sichtbaren Spektralbereich erzielen. Alternativ kann beispielsweise auch Aluminium für die Metallschichten verwendet werden, beispielsweise mit einer Schichtdicke von 20 nm, wobei die Oxidschichten dann aus Aluminiumoxid, beispielsweise mit einer Schichtdicke von 30 nm, bestehen. Mit einem solchen Metall/Metalloxid-Schichtaufbau kann eine Tönung erzielt werden, die als neutrales Grau empfunden wird. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Metallschichten besteht darin, dass diese eine hohe Infrarot-Reflexion bei geringer Absorption im Vergleich beispielsweise zu massegefärbtem Glas zeigen, wodurch eine zu starke Erwärmung des Fahrzeuginnenraums durch Sonneneinstrahlung verhindert werden kann.
- Ferner hat die Verwendung von Metalloxiden in den isolierenden Schichten den Vorteil, dass diese Oxidschichten in der selben Beschichtungsanlage wie die entsprechenden leitenden Metallschichten hergestellt werden können. Wenn es sich bei dem Oxid der Oxidschicht um ein Oxid der entsprechenden Metallschicht handelt, kann somit einerseits die Herstellung besonders effizient gestaltet werden; andererseits ist auch die dabei erzielte Ähnlichkeit der Festköperstruktur der Schichten von Vorteil. Jedoch kann es auch Gründe geben, Oxidschichten zu verwenden, bei denen es sich nicht um ein Oxid der Metallschicht handelt.
- Grundsätzlich kommen neben den beschriebenen Metallen auch andere Metalle mit entsprechender Leitfähigkeit für die leitenden Schichten in Frage, z.B. Silber, Kupfer oder Gold.
- Die leitenden Schichten müssen aber nicht notwendigerweise Metallschichten sein, sondern können beispielsweise auch als leitende Oxidschichten ausgebildet sein. So kann beispielsweise die erste leitende Schicht
14 von einer Schicht aus Indiumzinnoxid (ITO) gebildet werden, die bereits vor dem Biegeprozess der Glasscheibe12 pyrolitisch auf die Glasscheibe12 aufgebracht wird. Nach Ausbringen der isolierenden Schicht18 könnte dann durch ein Vakuumverfahren eine weitere leitende Oxidschicht oder eine Metallschicht als zweite leitende Schicht20 aufgebracht werden. -
- 10
- Deckel
- 12
- Glasscheibe
- 14
- Metallschicht
- 16
- Kontakt
- 18
- Metalloxidschicht
- 20
- Metallschicht
- 22
- Kontakt
- 24
- Metalloxidschicht
- 26
- Leuchtdiode
- 28
- Schutzfolie
- 30
- Klebefolie
- 32
- Anschluss
für
26 - 34
- Anschluss
für
26
Claims (18)
- Mindestes teilweise transparentes Element (
10 ) für ein Fahrzeugdach, mit einer Glasscheibe (12 ), einem elektrischen Verbraucher (26 ) und einer mit der Glasscheibe verbundenen elektrisch leitenden Schichtanordnung, die einen ersten und zweiten elektrischen Kontakt (16 ,22 ) für eine Stromquelle sowie einen ersten und einen zweiten Anschluss (32 ,34 ) für den Verbraucher aufweist, wobei die Schichtanordnung eine erste (14) und eine zweite elektrisch leitende Schicht (20 ) aufweist, die durch eine erste elektrisch isolierende Schicht (18 ) voneinander isoliert sind, wobei der erste Anschluss (34 ) und der erste Kontakt (16 ) mit der ersten leitenden Schicht (14 ) und der zweite Anschluss (32 ) und der zweite Kontakt (22 ) mit der zweiten leitenden Schicht (20 ) in leitender Verbindung stehen, aber jeweils bezüglich der anderen leitenden Schicht elektrisch isoliert sind. - Dachelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von der ersten isolierenden Schicht (
18 ) abgewandten Seite der zweiten leitenden Schicht (20 ) eine zweite elektrisch isolierende Schicht (24 ) aufgebracht ist. - Dachelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschluss (
34 ) als Durchkontaktierung durch die zweite leitende Schicht (20 ) und die erste (18) und die zweite isolierende Schicht (24 ) hindurch geführt ist, und der zweite Anschluss (32 ) als Durchkontaktierung durch die zweite isolierende Schicht (24 ) hindurch geführt ist. - Dachelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der zweiten isolierenden Schicht (
24 ) für die Isolierung des ersten Anschlusses (34 ) bezüglich der zweiten leitenden Schicht (20 ) sorgt. - Dachelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher (
26 ) auf der zweiten isolierenden Schicht (24 ) angeordnet ist. - Dachelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzschicht (
28 ) für die zweite isolierende Schicht (24 ) und den Verbraucher (26 ) vorgesehen ist. - Dachelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (
28 ) mittels einer Klebefolie (30 ) auf die zweite isolierende Schicht (24 ) aufgebracht ist. - Dachelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Verbraucher (
26 ) um eine Lichtquelle, insbesondere Leuchtdiode, handelt. - Dachelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtanordnung (
14 ,18 ,20 ,24 ) und die Leuchtdiode (26 ) auf der Innenseite der Glasscheibe (12 ) angeordnet sind, wobei die Leuchtdiode als Beleuchtung für den Fahrzeuginnenraum vorgesehen ist. - Dachelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste leitende Schicht (
14 ) direkt auf die Glasscheibe (12 ) aufgebracht ist. - Dachelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden leitenden Schichten (
14 ,20 ) und die beiden isolierenden Schichten (18 ,24 ) jeweils aus dem gleichen Material bestehen. - Dachelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden leitenden Schichten (
14 ,20 ) aus Metall bestehen und die beiden isolierenden Schichten (18 ,24 ) aus einem Oxid dieses Metalls bestehen. - Dachelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Metall um Aluminium oder Titan handelt.
- Verfahren zum Herstellen eines mindestes teilweise transparenten Elements (
10 ) für ein Fahrzeugdach, wobei auf eine Glasscheibe (12 ) eine elektrisch leitende Schichtanordnung aufgebracht wird, die einen ersten und zweiten elektrischen Kontakt (16 ,22 ) für eine Stromquelle sowie einen ersten und einen zweiten Anschluss (32 ,34 ) für einen Verbraucher (26 ) aufweist, wobei die Schichtanordnung dadurch gebildet wird, dass eine erste elektrisch leitende Schicht (14 ) aufgebracht wird, auf die erste elektrisch leitende Schicht eine erste elektrisch isolierende Schicht (18 ) aufgebracht wird, auf die erste elektrisch isolierende Schicht eine zweite leitende Schicht (20 ) aufgebracht wird, wobei der erste Anschluss und der erste Kontakt mit der ersten leitenden Schicht und der zweite Anschluss und der zweite Kontakt mit der zweiten leitenden Schicht in leitende Verbindung gebracht werden, aber jeweils bezüglich der anderen leitenden Schicht elektrisch isoliert werden. - Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstellen für die Kontakte (
16 ,22 ) durch eine Maskierung während des Beschichtungsprozesses ausgebildet werden. - Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Maskierung aufgeklebt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von der ersten isolierenden Schicht (
18 ) abgewandten Seite der zweiten leitenden Schicht (20 ) eine zweite elektrisch isolierende Schicht (24 ) aufgebracht wird. - Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschluss (
34 ) als Durchkontaktierung durch die zweite leitende Schicht (20 ) und die erste (18) und die zweite isolierende Schicht (24 ) hindurch geführt ist, und der zweite Anschluss (32 ) als Durchkontaktierung durch die zweite isolierende Schicht hindurch geführt ist, wobei die Öffnungen für die Durchkontaktierung des ersten und des zweiten Anschlusses durch Aufkleben von Folienmasken während des Beschichtungsprozesses geschaffen werden.
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