DE202012012625U1

DE202012012625U1 - Scheibe mit elektrischer Kontaktierung

Info

Publication number: DE202012012625U1
Application number: DE202012012625U
Authority: DE
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2013-07-01
Anticipated expiration: 2022-08-02

Abstract

Scheibe (100) mit elektrischer Kontaktierung, mindestens umfassend: – eine erste Scheibe (1), – mindestens eine elektrisch leitfähige Beschichtung (3) auf mindestens einer Oberfläche (III) der ersten Scheibe (1), – mindestens einen Sammelleiter (5) mit einem spezifischen Widerstand ρa, einer Dicke da und einer Breite ba auf einem Bereich der elektrisch leitfähigen Beschichtung (3) und – mindestens eine Zuleitung (7), die über mindestens eine Kontaktfläche (9) mit dem Sammelleiter (5) elektrisch leitend verbunden ist, wobei mindestens einer der Sammelleiter (5) entlang mindestens einer Erstreckungsrichtung (6) einen Linienwiderstand Ra = ρa/(da·ba) aufweist, der mit zunehmendem Abstand a von der Kontaktfläche (9) zunimmt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibe mit elektrischer Kontaktierung.
Das Sichtfeld einer Fahrzeugscheibe, insbesondere einer Windschutzscheibe muss frei von Eis und Beschlag gehalten werden. Bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor kann beispielsweise ein mittels Motorwärme erwärmter Luftstrom auf die Scheiben gelenkt werden.
Alternativ kann die Scheibe eine elektrische Heizfunktion aufweisen. So sind Verbundscheiben bekannt, die auf einer innenseitigen Oberfläche einer der Einzelscheiben eine transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen. Durch eine externe Spannungsquelle kann ein elektrischer Strom durch die elektrisch leitfähige Beschichtung geleitet werden, der die Beschichtung und damit die Scheibe erwärmt. WO2012/052315 A1 offenbart beispielsweise eine solche beheizbare, elektrisch leitfähige Beschichtung auf Metallbasis.
Die elektrische Kontaktierung der elektrisch leitfähigen Beschichtung erfolgt typischerweise über Sammelleiter, wie aus US 2007/0020465 A1 bekannt ist. Die Sammelleiter bestehen beispielsweise aus einer aufgedruckten und eingebrannten Silberpaste. Die Sammelleiter verlaufen typischerweise entlang der oberen und unteren Kante der Scheibe. Die Sammelleiter sammeln den Strom, der durch die elektrisch leitfähige Beschichtung fließt und leiten ihn zu externen Zuleitungen, die mit einer Spannungsquelle verbunden sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Scheibe mit elektrischer Kontaktierung bereitzustellen, die durch Optimierung der Sammelleiter einfacher und kostengünstiger herzustellen ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Scheibe mit elektrischer Kontaktierung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Scheibe mit elektrischer Kontaktierung umfasst zumindest die folgenden Merkmale:

– eine erste Scheibe,
– mindestens eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf mindestens einer Oberfläche der ersten Scheibe,
– mindestens einen Sammelleiter mit einem spezifischen Widerstand ρ_a, einer Dicke d_a und einer Breite b_a auf einem Bereich der elektrisch leitfähigen Beschichtung und
– mindestens eine Zuleitung, die über mindestens einer Kontaktfläche mit dem Sammelleiter elektrisch leitend verbunden ist,

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Die Zunahme des Linienwiderstands R_a mit zunehmendem Abstand a wird vorteilhafterweise durch eine Verringerung der Breite b_a mit zunehmendem Abstand a, einer Verringerung der Dicke d_a mit zunehmendem Abstand a und/oder der Erhöhung des spezifischen Widerstands ρ_a des Sammelleiters mit zunehmendem Abstand a erzielt.
Erstreckung oder Erstreckungsrichtung bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung die Richtung entlang des Sammelleiters und wenn dieser gekrümmt ist, entlang der Krümmung. Unter dem Abstand a ist folglich der Weg entlang des Sammelleiters zu verstehen und nicht die direkte Strecke zwischen zwei Punkten. Ist die Zuleitung und damit die Kontaktfläche mittig entlang der Längsrichtung auf einem Sammelleiter angeordnet, so weist der Linienwiderstand R_a einen Gradienten nach beiden Richtungen entlang des Sammelleiters auf. Der Sammelleiter hat somit zwei Erstreckungsrichtungen im Sinne der vorliegenden Erfindung. Ist ein Sammelleiter mit mehreren Zuleitungen über mehrere Kontaktflächen verbunden, so bezieht sich die Abstandsabhängigkeit des Linienwiderstands R_a auf den Abstand zu der nächstliegenden Kontaktfläche. Der Sammelleiter kann dann mehrere Erstreckungsrichtungen im Sinne der Erfindung aufweisen. Ein Sammelleiter, der mit zwei Zuleitungen verbunden ist, wobei die Zuleitungen nicht an den Enden des Sammelleiters angeordnet sind, kann somit über vier Abschnitte mit unterschiedlichen Erstreckungsrichtungen aufweisen.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht in der Optimierung der Sammelleiter hinsichtlich ihrer Stromtragefähigkeit und joulschen Erwärmung. Sammelleiter nach dem Stand der Technik weisen einen annähernd konstanten Linienwiderstand R = ρ/(d·b) mit konstanter Dicke d, konstanter Breite b und konstantem spezifischen Widerstand ρ auf. Der elektrische Strom durch die flächenhaft ausgebildete elektrisch leitfähige Beschichtung zwischen den Sammelleitern fliest mit annähernd konstanter Stromdichte. Dies hat zur Folge, dass durch Bereiche der Sammelleiter mit großem Abstand a zu der Kontaktfläche zur Zuleitung nur ein geringer Strom fliest und der Strom mit abnehmendem Abstand a zur Kontaktfläche zunimmt. Im Bereich der Kontaktfläche zur Zuleitung fließt der gesamte Strom, der durch die elektrisch leitfähige Beschichtung fließt, durch einen kleinen Bereich des Sammelleiters. Sammelleiter nach dem Stand der Technik müssen so dimensioniert sein, dass der Sammelleiter sich in diesem Bereich des maximalen Stroms nicht überhitzt. Dies hat zur Folge, dass Abschnitte des Sammelleiters, die weiter von den Zuleitungen entfernt sind, sich weniger stark erwärmen als Abschnitte, die sich näher zu den Zuleitungen befinden. Neben der mangelnden Temperaturhomogenität wird unnötig viel Material des Sammelleiters in von den Kontaktflächen zu den Zuleitungen entfernt liegenden Abschnitten verwendet. Da die Sammelleiter insbesondere Silber oder andere Edelmetalle enthalten, bedeutet dies einen erheblichen Kostenfaktor.
Erfindungsgemäße Sammelleiter sind derart optimiert, dass ihr Linienwiderstand an den Strom angepasst ist, der aus der elektrisch leitfähigen Beschichtung aufgesammelt wird und durch die Sammelleiter zu den Zuleitungen transportiert wird. Vorteilhafterweise ist die Stromdichte annähernd konstant.
Der erfindungsgemäße Sammelleiter weist deshalb einen Linienwiderstand R_a = ρ_a/(d_a·b_a) auf, der im Bereich der Zuleitung und insbesondere im Bereich unmittelbar unterhalb der Kontaktfläche zur Zuleitung minimal ist. Des Weiteren nimmt der Linienwiderstand R_a des Sammelleiters mit zunehmendem Abstand a entlang mindestens einer der Erstreckungsrichtungen des Sammelleiters zu. Zur Ausbildung eines Abschnitts des Sammelleiters mit höherem Linienwiderstand wird weniger leitfähiges Material benötigt. Da das leitfähige Material bevorzugt ein Edelmetall wie Silber enthält, werden dadurch die Herstellungskosten reduziert. Der Verlauf des Linienwiderstands R_a in Abhängigkeit des Abstands a ist bevorzugt monoton und besonders bevorzugt streng monoton.
Der Verlauf des Linienwiderstands R_a in Abhängigkeit des Abstands a weist vorteilhafterweise eine lineare, parabolische, oder hyperbolische Funktion auf, bevorzugt ein Funktion proportional zum Kehrwert des Abstands a. Es versteht sich, dass der Linienwiderstand R_a auch abschnittsweise konstant verlaufen kann, insbesondere im Bereich unmittelbar unterhalb der Kontaktfläche mit der Zuleitung aber auch in anderen Abschnitten. Insbesondere bei komplizierten und gekrümmten Scheibengeometrien oder bei der Verwendung von mehr als zwei Sammelleitern, kann der Linienwiderstand des Sammelleiters durch einfache und dem Fachmann geläufige Simulationen optimiert werden, so dass sich eine weitestgehend homogene Heizleistungsverteilung bei minimalem Materialeinsatz ergibt.
Die Abstandsabhängigkeit des Linienwiderstands R_a kann durch eine Abstandsabhängigkeit von einem oder mehreren der Parameter Dicke d_a, Breite b_a und lokalem spezifischen Widerstand ρ_a des Sammelleiters eingestellt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe weist der Sammelleiter eine konstante Dicke d_a = d_konstant und einen konstanten spezifischen Widerstand ρ_a = ρ_konstant auf. Des Weiteren nimmt die Breite b_a des Sammelleiters entlang der Erstreckungsrichtung des Sammelleiters mit zunehmendem Abstand a von der Kontaktfläche ab. Die Variation der Breite b_a des Sammelleiters bei konstanter Dicke d_konstant und konstantem spezifischen Widerstand ρ_konstant ist besonders einfach herzustellen, beispielsweise durch ein Siebdruckverfahren. Es versteht sich, dass die Breite b_a des Sammelleiters auch abschnittsweise konstant sein kann, insbesondere im Bereich der Kontaktfläche mit der Zuleitung, aber auch in anderen Abschnitten.
Die Breite b_a des Sammelleiters ist vorteilhafterweise im Bereich der Kontaktfläche zur Zuleitung maximal und nimmt mit zunehmendem Abstand a von der Kontaktfläche zur Zuleitung entlang der Erstreckungsrichtung des Sammelleiters ab.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der erfindungsgemäße Sammelleiter im Bereich der Kontaktfläche eine maximale Breite b₁ auf. Die Breite b_a des Sammelleiters nimmt dann mit zunehmendem Abstand a ab und weist in einem von der Kontaktfläche entfernten Bereich, bevorzugt in einem von der Kontaktfläche maximal entfernten Bereich, eine minimale Breite b₂ auf. Die von den Kontaktflächen maximal entfernten Bereiche sind bei einer mittigen Kontaktierung eines Sammelleiters durch eine Zuleitung die beiden außenliegenden Enden des Sammelleiters. Die minimale Breite b₂ beträgt bevorzugt von 5% bis 50%, besonders bevorzugt von 15% bis 40% und insbesondere von 20% bis 35% der maximalen Breite b₁. Die Breite b_a in Abhängigkeit des Abstands a von der Kontaktfläche weist bevorzugt eine lineare, parabolische, oder hyperbolische Funktion auf.
Die Breite b_a des Sammelleiters beträgt bevorzugt von 2 mm bis 30 mm, besonders bevorzugt von 4 mm bis 20 mm. Die maximale Breite des Sammelleiters beträgt bevorzugt von 4 mm bis 30 mm, besonders bevorzugt von 4 mm bis 20 mm und insbesondere von 10 mm bis 20 mm. Dünnere Sammelleiter führen zu einem zu hohen elektrischen Widerstand und damit zu einer zu hohen Erwärmung des Sammelleiters im Betrieb. Des Weiteren sind dünnere Sammelleiter nur schwer durch Drucktechniken wie Siebdruck herzustellen. Dickere Sammelleiter erfordern einen unerwünscht hohen Materialeinsatz. Des Weiteren führen sie zu einer zu großen und unästhetischen Einschränkung des Durchsichtbereichs der Scheibe. Die Länge des Sammelleiters richtet sich nach der Ausdehnung der elektrisch leitfähigen Beschichtung. Bei einem Sammelleiter, der typischerweise in Form eines Streifens ausgebildet ist, wird die längere seiner Dimensionen als Länge und die weniger lange seiner Dimensionen als Breite bezeichnet.
In einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe, weist der Sammelleiter eine konstante Dicke d_a = d_konstant und eine konstante Breite b_a = b_konstant auf und der spezifische Widerstand ρ_a des Sammelleiters nimmt entlang seiner Erstreckungsrichtung mit zunehmendem Abstand a von der Kontaktfläche zu. Dies erfolgt beispielsweise durch eine Verringerung des Anteils an leitfähigem Material, wie Silberpartikeln, in der Druckpaste.
Der Sammelleiter ist bevorzugt entlang einer Seitenkante auf der elektrisch leitfähigen Beschichtung angeordnet. Die Länge des Sammelleiters ist typischerweise im Wesentlichen gleich der Länge der Seitenkante der elektrisch leitfähigen Beschichtung, kann aber auch leicht größer oder kleiner sein. Es können auch mehr als zwei Sammelleiter auf der elektrisch leitfähigen Beschichtung angeordnet sein, bevorzugt im Randbereich entlang zweier gegenüberliegenden Seitenkanten der elektrisch leitfähigen Beschichtung. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die elektrisch leitfähige Beschichtung eine elektrisch beheizbare Beschichtung ist, durch die ein Strom fließen soll. Es können auch mehr als zwei Sammelleiter auf der elektrisch leitfähigen Beschichtung angeordnet sein, beispielsweise um zwei oder mehrere unabhängige Heizfelder in einer elektrisch beheizbaren Beschichtung auszubilden oder wenn der Sammelleiter durch einen entschichteten Bereich unterbrochen oder versetzt ist, beispielsweise im Bereich eines Kommunikationsfensters. Bei einer Verwendung der Scheibe als transparente Flächenelektrode kann auch nur ein Sammelleiter auf der elektrisch leitfähigen Beschichtung angeordnet sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erfindungsgemäße Sammelleiter als aufgedruckte und eingebrannte leitfähige Struktur ausgebildet. Der aufgedruckte Sammelleiter enthält bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung, eine Metallverbindung und/oder Kohlenstoff, besonders bevorzugt ein Edelmetall und insbesondere Silber. Die Druckpaste enthält bevorzugt metallische Partikel Metallpartikel und/oder Kohlenstoff und insbesondere Edelmetallpartikel wie Silberpartikel. Die elektrische Leitfähigkeit wird bevorzugt durch die elektrisch leitenden Partikel erzielt. Die Partikel können sich in einer organischen und/oder anorganischen Matrix wie Pasten oder Tinten befinden, bevorzugt als Druckpaste mit Glasfritten.
Die Schichtdicke des aufgedruckten Sammelleiters beträgt bevorzugt von 5 μm bis 40 μm, besonders bevorzugt von 8 μm bis 20 μm und ganz besonders bevorzugt von 8 μm bis 12 μm. Aufgedruckte Sammelleiter mit diesen Dicken sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf.
Der spezifische Widerstand ρ_a der Sammelleiter beträgt bevorzugt von 0.8 μOhm·cm bis 7.0 μOhm·cm und besonders bevorzugt von 1.0 μOhm·cm bis 2.5 μOhm·cm. Sammelleiter mit spezifischen Widerständen in diesem Bereich sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf.
Alternativ kann der Sammelleiter aber auch als Streifen einer elektrisch leitfähigen Folie ausgebildet sein. Der Sammelleiter enthält dann beispielsweise zumindest Aluminium, Kupfer, verzinntes Kupfer, Gold, Silber, Zink, Wolfram und/oder Zinn oder Legierungen davon. Der Streifen hat bevorzugt eine Dicke von 10 μm bis 500 μm, besonders bevorzugt von 30 μm bis 300 μm. Sammelleiter aus elektrisch leitfähigen Folien mit diesen Dicken sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf. Der Streifen kann mit der elektrisch leitfähigen Struktur beispielsweise über eine Lotmasse, über einen elektrisch leitfähigen Kleber oder durch direktes Auflegen elektrisch leitend verbunden sein.
Die erfindungsgemäße Scheibe umfasst eine erste Scheibe, auf der eine elektrisch leitfähige Beschichtung angeordnet ist. Je nach elektrisch leitfähiger Beschichtung ist es vorteilhaft die Beschichtung mit einer Schutzschicht, beispielsweise einem Lack, einer Polymerfolie und/oder einer zweiten Scheibe zu schützen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe ist die Oberfläche der ersten Scheibe, auf der die elektrisch leitfähige Beschichtung angeordnet ist, über eine thermoplastische Zwischenschicht mit einer zweiten Scheibe flächig verbunden ist
Als erste und gegebenenfalls zweite Scheibe sind im Grunde alle elektrisch isolierenden Substrate geeignet, die unter den Bedingungen der Herstellung und der Verwendung der erfindungsgemäßen Scheibe thermisch und chemisch stabil sowie dimensionsstabil sind.
Die erste Scheibe und/oder die zweite Scheibe enthalten bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, oder klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Die erste Scheibe und/oder die zweite Scheibe sind bevorzugt transparent, insbesondere für die Verwendung der Scheibe als Windschutzscheibe oder Rückscheibe eines Fahrzeugs oder anderen Verwendungen bei denen eine hohe Lichttransmission erwünscht ist. Als transparent im Sinne der Erfindung wird dann eine Scheibe verstanden, die eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich von größer 70%, bevorzugt größer 85% aufweist. Für Scheiben, die nicht im verkehrsrelevanten Sichtfeld des Fahrers liegen, beispielsweise für Dachscheiben, kann die Transmission aber auch viel geringer sein, beispielsweise größer als 5%.
Die Dicke der Scheibe kann breit variieren und so hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 1,0 mm bis 25 mm, bevorzugt von 1,4 mm bis 2,5 mm für Fahrzeugglas und bevorzugt von 4 mm bis 25 mm für Möbel, Geräte und Gebäude, insbesondere für elektrische Heizkörper, verwendet. Die Größe der Scheibe kann breit variieren und richtet sich nach der Größe der erfindungsgemäßen Verwendung. Die erste Scheibe und gegebenenfalls die zweite Scheibe weisen beispielsweise im Fahrzeugbau und Architekturbereich übliche Flächen von 200 cm² bis zu 20 m² auf.
Die Scheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise hat die dreidimensionale Form keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Kathodenzerstäubung beschichtet werden kann. Bevorzugt sind die Substrate planar oder leicht oder stark in einer Richtung oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen. Insbesondere werden planare Substrate verwendet. Die Scheiben können farblos oder gefärbt sein.
Mehrere Scheiben werden durch mindestens eine Zwischenschicht miteinander verbunden. Die Zwischenschicht enthält vorzugsweise mindestens einen thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polyurethan (PU), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, Fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder Copolymere oder Gemische davon enthalten. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder auch durch mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke einer thermoplastischen Folie bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm.
Bei einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe aus einer ersten Scheibe, einer Zwischenschicht und einer zweiten Scheibe kann die elektrisch leitfähige Beschichtung direkt auf die erste Scheibe aufgebracht sein oder auf eine Trägerfolie oder auf die Zwischenschicht selbst aufgebracht sein. Die erste Scheibe und die zweite Scheibe weisen jeweils eine innenseitige Oberfläche und eine außenseitige Oberfläche auf. Die innenseitigen Oberflächen der ersten und der zweiten Scheibe sind einander zugewandt und über die thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden. Die außenseitigen Oberflächen der ersten und der zweiten Scheibe sind voneinander und von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandt. Die elektrisch leitfähige Beschichtung ist auf der innenseitigen Oberfläche der ersten Scheibe aufgebracht. Natürlich kann auch auf der innenseitigen Oberfläche der zweiten Scheibe eine weitere elektrisch leitfähige Beschichtung aufgebracht sein. Auch die außenseitigen Oberflächen der Scheiben können Beschichtungen aufweisen. Die Begriffe „erste Scheibe” und „zweite Scheibe” sind zur Unterscheidung der beiden Scheiben bei einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe gewählt. Mit den Begriffen ist keine Aussage über die geometrische Anordnung verbunden. Ist die erfindungsgemäße Scheibe beispielsweise dafür vorgesehen, in einer Öffnung, beispielsweise eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen, so kann die ersten Scheibe dem Innenraum oder der äußeren Umgebung zugewandt sein.
Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Beschichtung ist für elektromagnetische Strahlung transparent, vorzugsweise elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge von 300 bis 1.300 nm und insbesondere für sichtbares Licht.
Erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Beschichtungen sind beispielsweise aus DE 20 2008 017 611 U1 , EP 0 847 965 B1 oder WO2012/052315 A1 bekannt. Sie enthalten typischerweise eine oder mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier elektrisch leitfähige, funktionelle Schichten. Die funktionellen Schichten enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel und oder Chrom, oder eine Metalllegierung. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.% des Metalls, insbesondere mindestens 99,9 Gew.% des Metalls. Die funktionellen Schichten können aus dem Metall oder der Metalllegierung bestehen. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt Silber oder eine silberhaltige Legierung. Solche funktionellen Schichten weisen eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitiger hoher Transmission im sichtbaren Spektralbereich auf. Die Dicke einer funktionellen Schicht beträgt bevorzugt von 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm. In diesem Bereich für die Dicke der funktionellen Schicht wird eine vorteilhaft hohe Transmission im sichtbaren Spektralbereich und eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit erreicht.
Typischerweise ist jeweils zwischen zwei benachbarten funktionellen Schichten der beheizbaren Beschichtung zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet. Bevorzugt ist unterhalb der ersten und/oder oberhalb der letzten funktionellen Schicht eine weitere dielektrische Schicht angeordnet. Eine dielektrische Schicht enthält zumindest eine Einzelschicht aus einem dielektrischen Material, beispielsweise enthaltend ein Nitrid wie Siliziumnitrid oder ein Oxid wie Aluminiumoxid. Dielektrische Schicht können aber auch mehrere Einzelschichten umfassen, beispielsweise Einzelschichten eines dielektrischen Materials, Glättungsschichten, Anpassungsschichten, Blockerschichten und/oder Antireflexionsschichten. Die Dicke einer dielektrischen Schicht beträgt beispielsweise von 10 nm bis 200 nm.
Dieser Schichtaufbau wird im Allgemeinen durch eine Folge von Abscheidevorgängen erhalten, die durch ein Vakuumverfahren wie die magnetfeldgestützte Kathodenzerstäubung durchgeführt werden.
Weitere geeignete elektrisch leitfähige Beschichtungen enthalten bevorzugt Indium-Zinnoxid (ITO), fluordotiertes Zinnoxid (SnO₂:F) oder aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZnO:Al).
Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann prinzipiell jede Beschichtung sein, die elektrisch kontaktiert werden soll. Soll die erfindungsgemäße Scheibe die Durchsicht ermöglichen, wie es beispielsweise bei Scheiben im Fensterbereich der Fall ist, so ist die elektrisch leitfähige Beschichtung bevorzugt transparent. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die elektrisch leitfähige Beschichtung eine Schicht oder ein Schichtaufbau mehrerer Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von kleiner oder gleich 2 μm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 μm.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann beispielsweise eine elektrisch beheizbare Beschichtung sein, durch welche die Scheibe mit einer Heizfunktion versehen wird.
Eine vorteilhafte erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Beschichtung weist einen Flächenwiderstand von 0,4 Ohm/Quadrat bis 10 Ohm/Quadrat auf. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Beschichtung einen Flächenwiderstand von 0,6 Ohm/Quadrat bis 1 Ohm/Quadrat auf. Beschichtungen mit derartigen Flächenwiderständen eignen sich besonders zur Beheizung von Fahrzeugscheiben bei typischen Bordspannungen von 12 V bis 48 Volt oder bei Elektrofahrzeugen mit typischen Bordspannungen von bis zu 500 V.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann sich über die gesamte Oberfläche der ersten Scheibe erstrecken. Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann sich alternativ aber auch nur über einen Teil der Oberfläche der ersten Scheibe erstrecken. Die elektrisch leitfähige Beschichtung erstreckt sich bevorzugt über mindestens 50%, besonders bevorzugt über mindestens 70% und ganz besonders bevorzugt über mindestens 90% der innenseitigen Oberfläche der ersten Scheibe. Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann einen oder mehrere beschichtungsfreie Bereiche aufweisen. Diese Bereiche können für elektromagnetische Strahlung durchlässig sein und sind beispielsweise als Datenübertragungsfenster oder Kommunikationsfenster bekannt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe als Verbundscheibe weist die innenseitige Oberfläche der ersten Scheibe einen umlaufenden Randbereich mit einer Breite von 2 mm bis 50 mm, bevorzugt von 5 mm bis 20 mm auf, der nicht mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen ist. Die elektrisch leitfähige Beschichtung weist dann keinen Kontakt zur Atmosphäre auf und ist im Inneren der Scheibe durch die thermoplastische Zwischenschicht vorteilhaft vor Beschädigungen und Korrosion geschützt.
Die elektrische Zuleitung ist bevorzugt als flexibler Folienleiter (Flachleiter, Flachbandleiter) ausgebildet. Darunter wird ein elektrischer Leiter verstanden, dessen Breite deutlich größer ist als seine Dicke. Ein solcher Folienleiter ist beispielsweise ein Streifen oder Band enthaltend oder bestehend aus Kupfer, verzinntem Kupfer, Aluminium, Silber, Gold oder Legierungen davon. Der Folienleiter weist beispielsweise eine Breite von 2 mm bis 16 mm und eine Dicke von 0,03 mm bis 0,1 mm auf. Der Folienleiter kann eine isolierende, bevorzugt polymere Ummantelung, beispielsweise auf Polyimid-Basis aufweisen. Folienleiter, die sich zur Kontaktierung von elektrisch leitfähigen Beschichtungen in Scheiben eignen, weisen lediglich eine Gesamtdicke von beispielsweise 0,3 mm auf. Derart dünne Folienleiter können ohne Schwierigkeiten zwischen den einzelnen Scheiben in der thermoplastischen Zwischenschicht eingebettet werden. In einem Folienleiterband können sich mehrere voneinander elektrisch isolierte, leitfähige Schichten befinden.
Alternativ können auch dünne Metalldrähte als elektrische Zuleitung verwendet werden. Die Metalldrähte enthalten insbesondere Kupfer, Wolfram, Gold, Silber oder Aluminium oder Legierungen mindestens zweier dieser Metalle. Die Legierungen können auch Molybdän, Rhenium, Osmium, Iridium, Palladium oder Platin enthalten.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die elektrische Zuleitung mit einem Kontaktband verbunden, beispielsweise mittels einer Lotmasse oder eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs. Das Kontaktband ist dann mit dem Sammelleiter verbunden. Das Kontaktband ist im Sinne der Erfindung eine Verlängerung der Zuleitung, so dass die Verbindungsfläche zwischen Kontaktband und Sammelleiter die erfindungsgemäße Kontaktfläche zu verstehen ist, ab der der Abstand a in Erstreckungsrichtung des Sammelleiters verläuft.
Das Kontaktband erhöht vorteilhaft die Stromtragfähigkeit des Sammelleiters. Außerdem kann durch das Kontaktband eine unerwünschte Erhitzung der Kontaktstelle zwischen Sammelleiter und Zuleitung verringert werden. Zudem vereinfacht das Kontaktband die elektrische Kontaktierung des Sammelleiters durch die elektrische Zuleitung, weil die Zuleitung nicht mit dem bereits aufgebrachten Sammelleiter verbunden, beispielsweise verlötet werden muss.
Das Kontaktband enthält bevorzugt zumindest ein Metall, besonders bevorzugt Kupfer, verzinntes Kupfer, Silber, Gold, Aluminium, Zink, Wolfram und/oder Zinn. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die elektrische Leitfähigkeit des Kontaktbandes. Das Kontaktband kann auch Legierungen enthalten, welche bevorzugt eines oder mehrere der genannten Elemente und gegebenenfalls weitere Elemente enthält, beispielsweise Messing oder Bronze.
Das Kontaktband ist bevorzugt als Streifen einer dünnen, elektrisch leitfähigen Folie ausgebildet. Die Dicke des Kontaktbandes beträgt bevorzugt von 10 μm bis 500 μm, besonders bevorzugt von 15 μm bis 200 μm, ganz besonders bevorzugt von 50 μm bis 100 μm. Folien mit diesen Dicken sind technisch einfach herzustellen und leicht verfügbar und weisen zudem einen vorteilhaft geringen elektrischen Widerstand auf.
Die Länge des Kontaktbandes beträgt bevorzugt von 10 mm bis 400 mm, besonders bevorzugt von 10 mm bis 100 mm und insbesondere 20 mm bis 60 mm. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine gute Handhabbarkeit des Kontaktbandes sowie auf eine zur elektrischen Kontaktierung ausreichend große Kontaktfläche zwischen Sammelleiter und Kontaktband.
Die Breite des Kontaktbandes beträgt bevorzugt von 2 mm bis 40 mm, besonders bevorzugt von 5 mm bis 30 mm. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Kontaktfläche zwischen Kontaktband und Sammelleiter und eine einfache Verbindung des Kontaktbandes mit der elektrischen Zuleitung. Die Ausdrücke Länge und Breite des Kontaktbandes bezeichnen jeweils die Abmessung in der gleichen Ausbreitungsrichtung, durch die die Länge beziehungsweise Breite des Sammelleiters gegeben ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung steht das Kontaktband vollflächig mit der Sammelschiene in direktem Kontakt. Dazu wird ein Kontaktband auf den Sammelleiter aufgelegt. Der besondere Vorteil liegt in einer einfachen Herstellung der Scheibe und der Ausnutzung der gesamten Fläche des Kontaktbandes als Kontaktfläche.
In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung weist das Kontaktband eine größere Breite auf als der Sammelleiter. Das Kontaktband ragt dabei über zumindest eine Seitenkante des Sammelleiters hinaus, bevorzugt über zwei gegenüberliegende Seitenkanten des Sammelleiters. Im Bereich des Sammelleiters steht das Kontaktband bevorzugt vollflächig mit dem Sammelleiter in direktem Kontakt. Der besondere Vorteil besteht darin, dass die gesamte Breite des Sammelleiters als Kontaktierungsfläche ausgenutzt wird. Zudem können Spannungen oder Belastungen, welche sich im Bereich der Seitenkanten des Kontaktbandes ausbilden können, wenn diese Seitenkanten auf dem Sammelleiter angeordnet sind, vermindert werden.
Das Kontaktband kann einfach auf den Sammelleiter aufgelegt sein und wird innerhalb der laminierten Scheibe dauerhaft stabil an der vorgesehenen Position fixiert.
Die Erfindung umfasst weiter ein Verfahren zur Herstellung einer Scheibe mit elektrischer Kontaktierung, mindestens umfassend:

(a) Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Beschichtung auf eine Oberfläche einer ersten Scheibe,
(b) Aufbringen mindestens eines Sammelleiters mit einem spezifischen Widerstand ρ_a, einer Dicke d_a und einer Breite b_a auf einem Bereich der elektrisch leitfähigen Beschichtung und
(c) Elektrisches Verbinden mindestens einer elektrischen Zuleitung mit dem Sammelleiter über mindestens eine Kontaktfläche,

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Das Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung in Verfahrensschritt (a) kann durch an sich bekannte Verfahren erfolgen, bevorzugt durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine einfache, schnelle, kostengünstige und gleichmäßige Beschichtung der ersten Scheibe. Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann aber auch beispielsweise durch Aufdampfen, chemische Gasphasenabscheidung (chemical vapour deposition, CVD), plasmagestützte Gasphasenabscheidung (PECVD) oder durch nasschemische Verfahren aufgebracht werden.
Die erste Scheibe kann nach Verfahrensschritt (a) einer Temperaturbehandlung unterzogen werden. Dabei wird die erste Scheibe mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung auf eine Temperatur von mindestens 200°C, bevorzugt mindestens 300°C erwärmt. Die Temperaturbehandlung kann der Erhöhung der Transmission und/oder der Verringerung des Flächenwiderstands der elektrisch leitfähigen Beschichtung dienen.
Die erste Scheibe kann nach Verfahrensschritt (a) gebogen werden, typischerweise bei einer Temperatur von 500°C bis 700°C. Da es technisch einfacher ist, eine plane Scheibe zu beschichten, ist dieses Vorgehen vorteilhaft, wenn die erste Scheibe gebogen werden soll. Alternativ kann die erste Scheibe aber auch vor Verfahrensschritt (a) gebogen werden, beispielsweise wenn die elektrisch leitfähige Beschichtung nicht dazu geeignet ist, einen Biegeprozess ohne Beschädigungen zu überstehen.
Das Aufbringen des Sammelleiters in Verfahrensschritt (b) erfolgt bevorzugt durch Aufdrucken und Einbrennen einer elektrisch leitfähigen Paste in einem Siebdruckverfahren oder in einem Inkjet-Verfahren. Alternativ kann der Sammelleiter als Streifen einer elektrisch leitfähigen Folie auf die elektrisch leitfähige Beschichtung aufgebracht, bevorzugt aufgelegt, angelötet oder angeklebt werden.
Bei Siebdruckverfahren erfolgt die laterale Formgebung durch die Maskierung des Gewebes, durch das die Druckpaste mit den Metallpartikeln gedrückt wird. Durch eine geeignete Formgebung der Maskierung kann beispielsweise die Breite b des Sammelleiters besonders einfach vorgegeben und variiert werden. Die Dicke des Sammelleiters lässt sich beim Siebdruckverfahren beispielsweise durch Variation des Fadendurchmessers in unterschiedlichen Gewebebereichen variieren.
Bei Inkjet-Verfahren wird der Sammelleiter direkt aus einer Metallpartikel-haltigen Drucktinte durch eine Düse gedruckt. Dadurch kann die Breite b des Sammelleiters besonders einfach vorgegeben und variiert werden. Durch unterschiedlich lange Druckzeiten oder Tintenmengen kann die Dicke d des Sammelleiters besonders einfach vorgegeben und variiert werden. Der spezifische Widerstand ρ kann durch unterschiedliche Tinten oder durch Kontrolle des Metallpartikel-Gehalt in der Drucktinte variiert werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst mindesten die folgenden weiteren Schritte:

(d) Anordnen einer thermoplastischen Zwischenschicht auf der beschichteten Oberfläche der ersten Scheibe und Anordnen einer zweiten Scheibe auf der thermoplastischen Zwischenschicht und
(e) Verbinden der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe über die thermoplastische Zwischenschicht.

In Verfahrensschritt (d) wird die erste Scheibe so angeordnet, dass diejenige ihrer Oberflächen, welche mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen ist, der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandt ist. Die Oberfläche wird dadurch zur innenseitigen Oberfläche der ersten Scheibe.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne oder auch durch zwei oder mehrere thermoplastische Folien, die flächenmäßig übereinander angeordnet werden, ausgebildet werden.
Das Verbinden von erster und. zweiter Scheibe in Verfahrensschritt (e) erfolgt bevorzugt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck. Es können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Scheibe verwendet werden.
Es können beispielsweise sogenannte Autoklavverfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130°C bis 145°C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 80°C bis 110°C. Die erste Scheibe, die thermoplastische Zwischenschicht und die zweite Scheibe können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Scheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Scheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40°C bis 150°C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die erste Scheibe und die zweite Scheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drucken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80°C bis 170°C laminiert werden.
Die Erfindung umfasst weiter die Verwendung der erfindungsgemäßen Scheibe mit elektrischer Kontaktierung in Gebäuden, insbesondere im Zugangsbereich, Fensterbereich, Dachbereich oder Fassadenbereich, als Einbauteil in Möbeln und Geräten, in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Zügen, Schiffen und Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe und/oder Dachscheibe.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigen:
1A eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe mit elektrischer Kontaktierung,
1B eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A' durch die Scheibe nach 1A,
1C eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie B-B' durch die Scheibe nach 1B,
2 eine Draufsicht auf eine Scheibe mit elektrischer Kontaktierung nach dem Stand der Technik,
3 eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe,
4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe,
5A eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe,
5B eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie C-C' durch die Scheibe nach 5A,
6A eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe,
6B eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie C-C' durch die Scheibe nach 6A,
7 ein detailliertes Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
8A eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe,
8B Simulation der Heizleistungsverteilung der erfindungsgemäßen Scheibe nach 8A,
8C Simulation der Heizleistungsverteilung eines Vergleichsbeispiels einer Scheibe nach dem Stand der Technik,
8D Simulation der Temperaturverteilung der erfindungsgemäßen Scheibe nach 8A,
8E Simulation der Temperaturverteilung eines Vergleichsbeispiels einer Scheibe nach dem Stand der Technik,
9A eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe,
9B Simulation der Heizleistungsverteilung der erfindungsgemäßen Scheibe nach 9A,
9C Simulation der Heizleistungsverteilung eines Vergleichsbeispiels einer Scheibe nach dem Stand der Technik,
9D Simulation der Temperaturverteilung der erfindungsgemäßen Scheibe nach 9A und
9E Simulation der Temperaturverteilung eines Vergleichsbeispiels einer Scheibe nach dem Stand der Technik.
1A zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100 mit elektrischer Kontaktierung. 1B zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Scheibe 100 aus 1A im Bereich der unteren Kante entlang der Schnittlinie A-A' und 1C entlang der Schnittlinie B-B'. Die transparente Scheibe 100 umfasst eine erste Scheibe 1 und eine zweite Scheibe 2, die über eine thermoplastische Zwischenschicht 4 miteinander verbunden sind. Die Scheibe 100 ist beispielsweise eine Fahrzeugscheibe und insbesondere die Windschutzscheibe eines Personenkraftwagens. Die erste Scheibe ist beispielsweise dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die erste Scheibe 1 und die zweite Scheibe 2 bestehen aus Natron-Kalkglas. Die Dicke der ersten Scheibe 1 beträgt beispielsweise 1,6 mm und die Dicke der zweiten Scheibe 2 beträgt 2,1 mm. Die thermoplastische Zwischenschicht 4 besteht aus Polyvinylbutyral (PVB) und weist eine Dicke von 0,76 mm auf. Auf der innenseitigen Oberfläche (III) der ersten Scheibe 1 ist eine elektrisch leitfähige Beschichtung 3 aufgebracht. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 3 ist ein Schichtensystem, welches beispielsweise drei elektrisch leitfähige Silberschichten enthält, die durch dielektrische Schichten voneinander getrennt sind. Fließt ein Strom durch die elektrisch leitfähige Beschichtung 3, so wird die elektrisch leitfähige Beschichtung 3 infolge ihres elektrischen Widerstands und joulscher Wärmeentwicklung erwärmt. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 3 kann daher für eine aktive Beheizung der Scheibe 100 verwendet werden.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung 3 erstreckt sich beispielsweise über die gesamte Oberfläche (III) der ersten Scheibe 1 abzüglich eines umlaufenden rahmenförmigen beschichtungsfreien Bereichs mit einer Breite c von 8 mm. Der beschichtungsfreie Bereich dient der elektrischen Isolierung zwischen der spannungsführenden elektrisch leitfähigen Beschichtung 3 und der Fahrzeugkarosserie. Der beschichtungsfreie Bereich ist durch Verkleben mit der Zwischenschicht 4 hermetisch versiegelt, um die elektrisch leitfähige Beschichtung 3 vor Beschädigungen und Korrosion zu schützen.
Zur elektrischen Kontaktierung der elektrisch leitfähigen Beschichtung 3 ist jeweils ein Sammelleiter 5 im oberen und im unteren Randbereich auf der elektrisch leitfähigen Beschichtung 3 angeordnet. Die Sammelleiter 5 enthalten beispielsweise Silberpartikel und wurden im Siebdruckverfahren aufgebracht und anschließend eingebrannt. Die Länge der Sammelleiter 5 entspricht annähernd der Ausdehnung der elektrisch leitfähigen Beschichtung 3.
Wird an die Sammelleiter 5 eine elektrische Spannung angelegt, so fließt ein gleichmäßiger Strom durch die elektrisch leitfähige Beschichtung 3 zwischen den Sammelleitern 5. Auf jedem Sammelleiter 5 ist ungefähr mittig eine Zuleitung 7 angeordnet. Die Zuleitung 7 ist ein an sich bekannter Folienleiter. Die Zuleitung 7 ist über eine Kontaktfläche 9 mit dem Sammelleiter 5 elektrisch leitend verbunden, beispielsweise mittels einer Lotmasse, eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs oder durch einfaches Aufliegen und Andruck innerhalb der Scheibe 100. Der Folienleiter enthält beispielsweise eine verzinnte Kupferfolie mit einer Breite von 10 mm und einer Dicke von 0,3 mm. Über die elektrischen Zuleitungen 7 sind die Sammelleiter 5 über Verbindungskabel 13 mit einer Spannungsquelle 14 verbunden, welche eine für Kraftfahrzeuge übliche Bordspannung, bevorzugt von 12 V bis 15 V und beispielsweise etwa 14 V bereitstellt.
1B zeigt schematisch den Sammelleiter 5 der über die Kontaktfläche 9 mit der Zuleitung 7 verbunden ist. Die Breite b₁ des Sammelleiters 5 beträgt im Bereich der Kontaktfläche 9 unterhalb der Zuleitung 7 beispielsweise 16 mm. Die Breite b₁ ist in diesem Bereich bevorzugt maximal. Der Sammelleiter 5 hat im dargestellten Beispiel eine konstante Dicke d_konstant von beispielsweise etwa 10 μm und einen konstanten spezifische Widerstand ρ_konstant von beispielsweise 2.3 μOhm·cm.
1C zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Scheibe 100 aus 1A im Bereich der unteren Kante entlang der Schnittlinie B-B'. Die Schnittlinie B-B' ist an der äußersten Erstreckung des Sammelleiters 5 an der äußeren Scheibekante angeordnet. 1C zeigt somit den Sammelleiter 5 an seiner Stelle mit maximalem Abstand von der Kontaktfläche 9 zur Zuleitung 7. Die Breite b₂ des Sammelleiters 5 beträgt an dieser Stelle beispielsweise 25% der maximalen Sammelleiterbreite b₁ und etwa 4 mm.
Durch eine an sich bekannte opake Farbschicht als Abdeckdruck 11 kann verhindert werden, dass der Bereich der Sammelleiter 5 für einen Betrachter sichtbar ist. Der Abdeckdruck 11 kann beispielsweise auf der innenseitigen Oberfläche II der zweiten Scheibe 2 rahmenförmig aufgebracht sein.
Im dargestellten Beispiel ist die Breite b_a eine lineare Funktion des Abstands a von der Kontaktfläche 9. Da die Zuleitung 7 in der Mitte der Längsrichtung des Sammelleiters 5 angeordnet ist, hat der Sammelleiter 5 zwei Erstreckungsrichtungen 6, 6' mit den jeweiligen Abständen a, a' von der Kontaktfläche 9. Die Breite b_a nimmt dabei von der Mitte des Sammelleiters 5 von einer Breite b₁ zu den beidseitigen Enden des Sammelleiters 5 auf eine Breite b₂ ab.
Diese Bedingung gilt bevorzugt für den unteren und den oberen Sammelleiter 5 in der Figur. Der Linienwiderstand R_a verläuft bei konstanter Dicke d_konstant und konstantem spezifischen Widerstand ρ_konstant reziprok zur Breite b_a und steigt folglich von der Mitte des Sammelleiters 5 zu beiden Enden des Sammelleiters 5 hin an. Im dargestellten Beispiel ist die Breite b_a in der nach links verlaufenden Erstreckungsrichtung 6 spiegelsymmetrisch zu der nach rechts verlaufenden Erstreckungsrichtung 6 bezüglich der Kontaktfläche 9 ausgebildet, so dass gilt b_a = b_a'. Es versteht sich, dass der Sammelleiter 5 nicht spiegelsymmetrisch sein muss. Insbesondere könnte der Linienwiderstand R_a des Sammelleiters 5 in eine Erstreckungsrichtung einen Gradienten aufweisen und in der entgegengesetzten Erstreckungsrichtung konstant sein.
Zwischen der Zuleitung 7 und dem Sammelleiter 5 kann ein hier nicht dargestelltes Kontaktband angeordnet sein. Das Kontaktband dient der einfachen Verbindung des Sammelleiters 5 mit einer äußeren Zuleitung 7 und ist beispielsweise orthogonal zur Zuleitung 7 und in Erstreckungsrichtung 6 des Sammelleiters 5 angeordnet. Das Kontaktband erhöht vorteilhaft die Stromtragfähigkeit des Sammelleiters 5. Dadurch wird die Überleitung des elektrischen Stroms vom Sammelleiter 5 zur Zuleitung 7 auf eine größere Fläche verteilt und lokale Überhitzungen, sogenannte Hot Spots, vermieden. Das Kontaktband steht beispielsweise vollflächig in direktem Kontakt zum Sammelleiter 5. Das Kontaktband wird beispielsweise bei der Herstellung der Scheibe 100 auf den Sammelleiter 5 aufgelegt und wird durch die thermoplastische Schicht 4 dauerhaft stabil auf dem Sammelleiter 5 fixiert. Das Kontaktband besteht beispielsweise aus Kupfer und weist eine Dicke von 100 μm, eine Breite von 8 mm und eine Länge von 5 cm auf. Das Kontaktband und der Sammelleiter 5 stehen bevorzugt in direktem Kontakt. Die elektrische Verbindung erfolgt also nicht über eine Lotmasse oder einen elektrisch leitfähigen Klebstoff. Dadurch wird der Herstellungsprozess der Scheibe 100 entscheidend vereinfacht. Zudem kann die Gefahr von Beschädigungen des Sammelleiters 5, wie sie beispielsweise beim Löten oder bei Belastung einer gelöteten Verbindung besteht, vermieden werden. Das Kontaktband ist im Sinne der Erfindung eine Verlängerung der Zuleitung 7, so dass die Kontaktfläche 9 zwischen dem Sammelleiter 5 und dem Kontaktband für den Abstand a maßgeblich ist.
2 zeigt eine Scheibe 100 mit elektrischer Kontaktierung nach dem Stand der Technik. Die erste Scheibe 1 mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung 3, die zweite Scheibe 2, die thermoplastische Zwischenschicht 4 und die äußeren Zuleitungen 7 sind wie in 1A ausgestaltet. Der Sammelleiter 5 hat eine konstante Dicke d_konstant von beispielsweise 10 μm und einen konstanten spezifischen Widerstand ρ_konstant von beispielsweise 2.3 μOhm·cm. Die Scheibe 100 nach dem Stand der Technik aus 2 unterscheidet sich von der erfindungsgemäßen Scheibe 100 aus 1A durch eine konstante Breite b_konstant des Sammelleiters 5 von beispielsweise 16 mm.
Der elektrische Strom fließt durch die flächenhaft ausgebildete elektrisch leitfähige Beschichtung 3 zwischen den Sammelleitern 5 mit annähernd konstanter Stromdichte. Dies hat zur Folge, dass durch Bereiche der Sammelleiter 5 mit großem Abstand a zu der Kontaktfläche 9 zur Zuleitung 7 nur ein geringer Strom fließt und der Strom mit zunehmender Nähe zur Kontaktfläche 9 zunimmt. Im Bereich der Kontaktfläche 9 zur Zuleitung 7 fließt der gesamte Strom, der durch die elektrisch leitfähige Beschichtung 3 fließt, durch einen kleinen Bereich des Sammelleiters 5. Der Sammelleiter 5 muss so dimensioniert sein, dass er sich in diesem Bereich des maximalen Stroms nicht überhitzt. Bei den Sammelleitern 5 nach dem Stand der Technik mit konstanter Breite b_konstant wird unnötig viel Material des Sammelleiters 5 in von den Kontaktflächen 9 entfernt liegenden Abschnitten verwendet. Dies führt zu unnötig hohen Herstellungskosten.
3 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100 mit elektrischer Kontaktierung. Die erste Scheibe 1 mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung 3, die zweite Scheibe 2, die thermoplastische Zwischenschicht 4 und die äußeren Zuleitungen 7 sind wie in 1A ausgestaltet.
Im Unterschied zur 1A weist der an der Unterkante der Scheibe 100 angeordnete Sammelleiter 5 zwei Zuleitungen 7.1, 7.2 auf. Im Bereich der Zuleitungen 7.1, 7.2 hat der Sammelleiter 5 eine maximale Breite b₁ von beispielsweise 16 mm. Mit zunehmendem Abstand zu den Kontaktstellen 9.1 und 9.2 zu den Zuleitungen 7.1 und 7.2 ist der Sammelleiter 5 zunehmend schmäler ausgebildet. Bei maximalem Abstand von der jeweiligen nächstliegenden Kontaktfläche 9.1, 9.2 hat der Sammelleiter 5 eine minimale Breite b₂ von beispielsweise 4 mm. Der maximale Abstand von der nächstliegenden Kontaktfläche 9.1, 9.2 befindet sich hier an drei Stellen des Sammelleiters 5: an der linken äußeren Scheibenkante entlang der Ersteckungsrichtung 6 mit Abstand a, in der Mitte zwischen beiden Kontaktflächen 9.1, 9.2 in Erstreckungsrichtung 6' mit Abstand a' sowie Erstreckungsrichtung 6'' mit Abstand a'', und der rechten äußeren Scheibenkante in Erstreckungsrichtung 6''' mit Abstand a'''. Die entsprechenden Stellen sind in 3 mit Pfeilen und der Bezeichnung b₂ kenntlich gemacht.
4 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100 mit elektrischer Kontaktierung. Die erste Scheibe 1 mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung 3, die zweite Scheibe 2, die thermoplastische Zwischenschicht 4 und die äußeren Zuleitungen 7 sind wie in 1A ausgestaltet. Der Sammelleiter 5 hat eine konstante Dicke d_konstant von beispielsweise 10 μm und einen konstanten spezifischen Widerstand ρ_konstant von beispielsweise 2.3 μOhm·cm. Im Unterschied zu 1A sind die Sammelleiter 5 stufenförmig ausgebildet. Beispielsweise weist jeder Sammelleiter 5 drei rechteckige Bereiche auf. Die Breite b₁ Sammelleiters 5 im Bereich der Kontaktfläche 9 zur Zuleitung 7 beträgt beispielsweise 16 mm. Die Breite b₂ des Sammelleiters 5 im Bereich der von der Kontaktfläche 9 am weitesten entfernt ist, beträgt beispielsweise 4 mm. Auf diese Weise kann eine erfindungsgemäße Zunahme des Linienwiderstands R_a erzielt werden und Material des erfindungsgemäßen Sammelleiters 5 im Vergleich zu Sammelleitern 5 nach dem Stand der Technik mit konstanter Breite b_konstant eingespart werden.
5A zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100 mit elektrischer Kontaktierung in Form einer Einzelglasscheibe. Die erste Scheibe 1 mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung 3, die äußeren Zuleitungen 7 sind wie in 1A ausgestaltet. Die erste Scheibe 1 umfasst beispielsweise ein vorgespanntes oder teilvorgespanntes Einscheibensicherheitsglas. Zum Schutz der elektrisch leitfähigen Beschichtung 3 und der Sammelleiter 5 sowie zur elektrischen Isolation, kann eine hier nicht dargestellte Schutzschicht, beispielsweise ein Lack oder ein Polymerfilm auf der ersten Scheibe 1 angeordnet sein.
5B zeigt eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie C-C' aus 5A durch den unteren erfindungsgemäßen Sammelleiter 5. Der Sammelleiter 5 hat eine konstante Breite b_konstant von beispielsweise 16 mm und einen konstanten spezifischen Widerstand ρ_konstant von beispielsweise 2.3 μOhm·cm. Der erfindungsgemäße Sammelleiter 5 hat ein Dickenprofil. An der Kontaktfläche 9 zur Zuleitung 7 hat der Sammelleiter 5 eine Dicke d₁ von beispielsweise 10 μm. Mit zunehmendem Abstand a von der mittig angeordneten Zuleitung 7 nimmt die Dicke d des Sammelleiters zu beiden Enden hin ab. Die minimale Dicke d₂ an den Enden beträgt beispielsweise 6 μm. Auf diese Weise kann eine erfindungsgemäße Zunahme des Linienwiderstands R_a = ρ_konstant/(b_konstant·d_a) erzielt werden und Material des erfindungsgemäßen Sammelleiters 5 im Vergleich zum Stand der Technik eingespart werden.
6A zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100 mit elektrischer Kontaktierung. Die erste Scheibe 1 mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung 3, die zweite Scheibe 2, die thermoplastische Zwischenschicht 4 und die äußeren Zuleitungen 7 sind wie in 1A ausgestaltet.
6B zeigt eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie C-C' aus 6A durch den unteren erfindungsgemäßen Sammelleiter 5. Der Sammelleiter 5 hat eine konstante Breite b_konstant von beispielsweise 16 mm und eine konstante Dicke d_konstant von beispielsweise 10 μm. Der erfindungsgemäße Sammelleiter 5 hat ein Profil im spezifischen Widerstand ρ_a. An der Kontaktfläche 9 zur Zuleitung 7 hat der Sammelleiter 5 einen spezifischen Widerstand ρ₁ von beispielsweise 1 μOhm·cm. Mit zunehmendem Abstand a von der mittig angeordneten Zuleitung 7 nimmt der spezifische Widerstand ρ_a Sammelleiters zu beiden Enden hin zu. Der maximale spezifische Widerstand ρ₂ an den Enden beträgt beispielsweise 2.3 μOhm·cm. Die Zunahme des spezifischen Widerstands ρ_a wird beispielsweise durch eine Erniedrigung des Anteils von metallischen Partikel und insbesondere von Silberpartikeln in einer Siebdruckpaste erzielt. Auf diese Weise kann eine erfindungsgemäße Zunahme des Linienwiderstands R_a erreicht werden. Des Weiteren wird der Anteil an Silberpartikeln reduziert und der erfindungsgemäße Sammelleiter 5 ist kostengünstiger als Sammelleiter 5 nach dem Stand der Technik mit konstantem Linienwiderstand.
Es versteht sich, dass über die Ausgestaltungsbeispiele aus 1A–C und den 3–6 hinaus die Dicke d, die Breite b und der spezifische Widertand ρ des Sammelleiters 5 auch gleichzeitig variiert werden können, um eine optimale Materialersparnis bei gewünschter Verteilung des Linienwiderstands zu erreichen.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Scheibe 100 mit elektrischer Kontaktierung.
8A zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100. Die erste Scheibe 1, die zweite Scheibe 2, die elektrisch leitfähige Beschichtung 3 und die thermoplastische Zwischenschicht 4 entsprechen denjenigen aus 1A. Die Fläche der elektrisch leitfähigen Beschichtung 3 beträgt 1.28 m². Die Scheibe weist an der unteren Kante einen Sammelleiter 5 auf. Der Strom wird durch eine Zuleitung 7, gekennzeichnet durch einen Pfeil, über eine Kontaktfläche in den Sammelleiter 5 eingespeist. Der Sammelleiter 5 hat an der Einspeisestelle eine Breite b₁ von 16 mm. Die Breite des Sammelleiters 5 nimmt mit zunehmendem Abstand a von der Zuleitung 7 ab und hat an den maximal beabstandeten Bereichen eine Breite b₂ von 4 mm. Der obere Sammelleiter 5 ist in der Mitte durch einen entschichteten Bereich 8 unterbrochen. Der Strom wird durch zwei Zuleitungen 7.3, 7.4 eingespeist. Des Weiteren ist ein weiterer entschichteter Bereich 8 innerhalb der elektrisch leitfähigen Beschichtung 3 angeordnet. Die entschichteten Bereiche 8 dienen beispielsweise als Kommunikationsfenster. Der untere Sammelleiter 5 und die beiden Abschnitte des oberen Sammelleiters 5 haben eine Dicke von 10 μm und einen spezifischen Widerstand von etwa 2.3 μOhm·cm. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 3 hat einen Flächenwiderstand von 0.9 Ohm/Quadrat. Für eine Finite-Elemente-Simulation wurde eine Spannung von 14 V zwischen den oberen Zuleitungen 7.3 und 7.4 und der unteren Zuleitung 7 und eine Umgebungstemperatur von 23°C angenommen. Des Weiteren wurde in der Simulation eine Heizzeit von 12 min. angenommen.
8B zeigt die Simulation der Heizleistungsverteilung der erfindungsgemäßen Scheibe 100 nach 8A. Die elektrische Leistung der Scheibe beträgt 363.3 W.
8C zeigt die Simulation der Heizleistungsverteilung einer Scheibe 100 nach dem Stand der Technik mit einer konstanten Breite des Sammelleiters von 16 mm. Die elektrische Leistung der Scheibe beträgt 368.7 W.
8D zeigt die Simulation der Temperaturverteilung der erfindungsgemäßen Scheibe 100 nach 8A. Die maximale Temperatur auf der Scheibe beträgt 52.3°C.
8E zeigt die Simulation der Temperaturverteilung des Vergleichsbeispiels nach dem Stand der Technik gemäß 8C. Die maximale Temperatur beträgt 52.4°C.
Die erfindungsgemäße Scheibe 100 nach 8A und die Scheibe 100 nach dem Stand der Technik des Vergleichsbeispiels zeigen nur sehr geringe Unterschiede hinsichtlich der Heizleistung, der maximalen Temperatur und der Homogenität der Heizleistungsverteilung sowie der Homogenität der Temperaturverteilung.
Die Fläche der Sammelleiter 5 bei der erfindungsgemäßen Scheibe 100 nach 8A beträgt etwa 2.884 dm². Die Fläche der Sammelleiter 5 des Vergleichsbeispiels beträgt 4.261 dm². Dies entspricht einer Ersparnis an Silberpaste bei der erfindungsgemäßen Scheibe 100 von 32.3% bei nahezu gleichen Heizeigenschaften der Scheiben.

In Tabelle 1 sind die Simulationsergebnisse nochmals zusammengefasst. Tabelle 1

	Breite des Sammelleiters 5	Heizleistung	Maximale Temperatur	Fläche der Sammelleiter 5	Ersparnis an Silberpaste
Vergleichsbeispiel (Stand der Technik)	16 mm	368.7 W	52.4°C	4.261 dm²
Erfindungsgemäße Scheibe 100 nach Figur 8A	4.0 mm–16.0 mm	363.3 W	52.3°C	2.884 dm²	32,32%

9A zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100. Die erste Scheibe 1, die zweite Scheibe 2, die elektrisch leitfähige Beschichtung 3 und die thermoplastische Zwischenschicht 4 entsprechen denjenigen aus 1A. Die Fläche der elektrisch leitfähigen Beschichtung 3 beträgt 1.28 m². Die Scheibe weist an der unteren Seite einen Sammelleiter 5 auf. Der Strom wird durch zwei Zuleitungen 7.1, 7.2, gekennzeichnet durch einen Pfeil, in den Sammelleiter 5 eingespeist. Der Sammelleiter 5 hat an den Einspeisestellen eine Breite b₁ von 16 mm. Die Breite des Sammelleiters 5 nimmt mit zunehmendem Abstand von den Zuleitungen 7.1, 7.2 ab und hat an den maximal beabstandeten Bereichen eine Breite b₂ von 4 mm. Des Weiteren ist der untere Sammelleiter 5 zwischen den beiden Zuleitungen 7.1 und 7.2 verjüngt ausgebildet und hat eine minimale Breite b₂ von 4 mm. Der obere Sammelleiter 5 ist in der Mitte durch einen entschichteten Bereich 8 unterbrochen. Der Strom wird durch zwei Zuleitungen 7.3, 7.4 in den oberen Sammelleiter 5 eingespeist. Des Weiteren ist ein weiterer entschichteter Bereich 8 innerhalb der elektrisch leitfähigen Beschichtung 3 angeordnet. Die entschichteten Bereiche 8 dienen beispielsweise als Kommunikationsfenster. Der untere Sammelleiter 5 und die beiden Abschnitte des oberen Sammelleiters 5 haben eine Dicke von 10 μm und einen spezifischen Widerstand von etwa 2.3 μOhm·cm. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 3 hat einen Flächenwiderstand von 0.9 Ohm/Quadrat. Für die Finite-Elemente-Simulation wurde eine Spannung von 14 V zwischen den oberen Zuleitungen 7.3, 7.4 und den unteren Zuleitungen 7.1, 7.2 und eine Umgebungstemperatur von 23°C angenommen. Des Weiteren wurde in der Simulation eine Heizzeit von 12 min. angenommen.
9B zeigt die Simulation der Heizleistungsverteilung der erfindungsgemäßen Scheibe 100 nach 9A. Die elektrische Leistung der Scheibe beträgt 374.8 W.
9C zeigt die Simulation der Heizleistungsverteilung einer Scheibe 100 nach dem Stand der Technik mit einer konstanten Breite des Sammelleiters von 16 mm. Die elektrische Leistung der Scheibe beträgt 377.9 W.
9D zeigt die Simulation der Temperaturverteilung der erfindungsgemäßen Scheibe 100 nach 9A. Die maximale Temperatur auf der Scheibe beträgt 53.3°C.
9E zeigt die Simulation der Temperaturverteilung des Vergleichsbeispiels nach dem Stand der Technik gemäß 9C. Die maximale Temperatur beträgt 53.1°C.
Die erfindungsgemäße Scheibe 100 nach 9A und die Scheibe 100 nach dem Stand der Technik des Vergleichsbeispiels zeigen nur sehr geringe Unterschiede hinsichtlich der Heizleistung, der maximalen Temperatur und der Homogenität der Heizleistungsverteilung sowie der Homogenität der Temperaturverteilung.
Die Fläche der Sammelleiter bei der erfindungsgemäßen Scheibe 100 nach 9A beträgt etwa 2.864 dm². Die Fläche der Sammelleiter des Vergleichsbeispiels beträgt 4.261 dm². Dies entspricht einer Ersparnis an Silberpaste bei der erfindungsgemäßen Scheibe 100 von 32.8% bei nahezu gleichen Heizeigenschaften der Scheiben.

In Tabelle 2 sind die Simulationsergebnisse nochmals zusammengefasst. Tabelle 2

	Breite des Sammelleiters 5	Heizleistung	Maximale Temperatur	Fläche der Sammelleiter 5	Ersparnis an Silberpaste
Vergleichsbeispiel (Stand der Technik)	16 mm	377.9 W	53.1°C	4.261 dm²
Erfindungsgemäße Scheibe 100 nach Figur 9A	4.0 mm–16.0 mm	374.8 W	53.3°C	2.864 dm²	32,78%

Die erfindungsgemäßen Scheiben 100 zeigen nahezu dieselben Heizeigenschaften, wie die Scheibe 100 nach dem Stand der Technik. Jedoch beträgt die Ersparnis an Silberpaste mehr als 30%.
Dieses Ergebnis war für den Fachmann unerwartet und überraschend.
Bezugszeichenliste

1: erste Scheibe
2: zweite Scheibe
3: elektrisch leitfähige Beschichtung
4: thermoplastische Zwischenschicht
5: Sammelleiter
6, 6', 6'', 6''': Erstreckungsrichtung des Sammelleiters 5
7, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4: Zuleitung
8: Kommunikationsfenster
9, 9.1, 9.2, 9.3, 9.4: Kontaktfläche zwischen Sammelleiter 5 und Zuleitung 7
11: Abdeckdruck
13: Verbindungskabel
14: Spannungsquelle
100: Scheibe
II: Oberfläche der zweiten Scheibe 2
III: Oberfläche der ersten Scheibe 1
a, a', a'', a''': Abstand
b, b₁, b₂, b_a, b_konstant: Breite des Sammelleiters 5
c: Breite der Randentschichtung
d, d₁, d₂, d_a, d_konstant: Dicke des Sammelleiters 5
R, R_a: Linienwiderstand
P, ρ₁, ρ₂, ρ₃, ρ_konstant: spezifischer Widerstand des Sammelleiters 5
A-A': Schnittlinie
B-B': Schnittlinie
C-C': Schnittlinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/052315 A1 [0003, 0034]
US 2007/0020465 A1 [0004]
DE 202008017611 U1 [0034]
EP 0847965 B1 [0034]

Claims

Scheibe (100) mit elektrischer Kontaktierung, mindestens umfassend: – eine erste Scheibe (1), – mindestens eine elektrisch leitfähige Beschichtung (3) auf mindestens einer Oberfläche (III) der ersten Scheibe (1), – mindestens einen Sammelleiter (5) mit einem spezifischen Widerstand ρ_a, einer Dicke d_a und einer Breite b_a auf einem Bereich der elektrisch leitfähigen Beschichtung (3) und – mindestens eine Zuleitung (7), die über mindestens eine Kontaktfläche (9) mit dem Sammelleiter (5) elektrisch leitend verbunden ist, wobei mindestens einer der Sammelleiter (5) entlang mindestens einer Erstreckungsrichtung (6) einen Linienwiderstand R_a = ρ_a/(d_a·b_a) aufweist, der mit zunehmendem Abstand a von der Kontaktfläche (9) zunimmt.
Scheibe (100) nach Anspruch 1, wobei der Sammelleiter (5) eine konstante Dicke d_konstant und einen konstanten spezifischen Widerstand ρ_konstant aufweist und die Breite b_a des Sammelleiters (5) entlang mindestens einer Erstreckungsrichtung (6) mit zunehmendem Abstand a von der Kontaktfläche (9) abnimmt.
Scheibe (100) Anspruch 1 oder 2, wobei der Sammelleiter (5) im Bereich der Kontaktfläche (9) eine maximalen Breite b₁ aufweist und in einem von der Kontaktfläche (9) entfernten Bereich eine minimale Breite b₂ von 5% bis 50%, bevorzugt von 15% bis 40% und besonders bevorzugt von 20% bis 35% der maximalen Breite b₁ aufweist.
Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Sammelleiter (5) eine maximale Breite b₁ von 4 mm bis 30 mm, bevorzugt von 4 mm bis 20 mm und besonders bevorzugt von 10 mm bis 20 mm aufweist.
Scheibe (100) nach Anspruch 1, wobei der Sammelleiter (5) eine konstante Dicke d_konstant und eine konstante Breite b_konstant aufweist und der spezifische Widerstand ρ_a des Sammelleiters (5) entlang mindestens einer Erstreckungsrichtung (6) mit zunehmendem Abstand a von der Kontaktfläche (9) zunimmt
Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Sammelleiter (5) als gebrannte Druckpaste ausgebildet ist, die bevorzugt metallische Partikel, Metallpartikel und/oder Kohlenstoffpartikel und insbesondere Silberpartikel enthält.
Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Sammelleiters (5) einen spezifischen Widerstand ρ_a von 0.8 μOhm·cm bis 7.0 μOhm·cm und bevorzugt von 1.0 μOhm·cm bis 2.5 μOhm·cm aufweist.
Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Sammelleiter (5) eine Dicke d von 5 μm bis 40 μm, bevorzugt von 8 μm bis 20 μm und besonders bevorzugt von 8 μm bis 12 μm aufweist.
Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mindestens zwei Sammelleiter (5) auf dem Bereich der elektrisch leitfähigen Beschichtung (3) angeordnet sind und/oder die Oberfläche (III) der ersten Scheibe (1) über eine thermoplastische Zwischenschicht (4) mit einer zweiten Scheibe (2) flächig verbunden ist.
Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste Scheibe (1) und/oder die zweite Scheibe (2) Glas, bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, oder Polymere, bevorzugt Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat und/oder Gemische davon enthält.
Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die elektrische Zuleitung (7) als Folienleiter ausgebildet ist und bevorzugt über ein Kontaktband mit dem Sammelleiter (5) verbunden ist.
Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die elektrisch leitfähige Beschichtung (3) eine transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung ist und/oder einen Flächenwiderstand von 0,4 Ohm/Quadrat bis 10 Ohm/Quadrat und bevorzugt von 0,6 Ohm/Quadrat bis 1 Ohm/Quadrat aufweist und/oder Silber (Ag), Indium-Zinnoxid (ITO), fluordotiertes Zinnoxid (SnO₂:F) oder aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZnO:Al) enthält.