DE3642596C2

DE3642596C2 -

Info

Publication number: DE3642596C2
Application number: DE3642596A
Authority: DE
Inventors: Jun Hasegawa; Jun Osaka Jp Kawaguchi
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1985-12-13
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1991-02-14
Also published as: KR870005920A; JPS6299191U; IT8648724A0; GB2184929A; FR2591839A1; GB8628869D0; CA1298085C; DE3642596A1; US4778732A; IT1198500B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch beheizbare Glasscheibe für die Verwendung als anlaufbeständige bzw. gegenüber einem Beschlagen beständige Glasscheibe oder dgl.

Elektrisch beheizbare Glasscheiben werden beispielsweise als anlaufbeständige Autofenster-Glasscheiben ver wendet. Gewisse konventionelle elektrisch beheizbare Glasscheiben enthalten eine Heizscheibe, die hauptsächlich aus einem Metalloxid besteht, das auf einer Oberfläche der Glas scheibe durch Vakuumablagerung, durch Aufstäuben oder dgl. gebildet ist (offengelegte japanische GM-Anmeldungen 60-20 449 und 60-1 95 251).

Gemäß einem anderen bekannten Verfahren (japanische Offenlegungsschrift 33-8 230) wird eine Lösung, die eine Zinnverbindung enthält, wie beispielsweise Zinn tetrachlorid, Dibutylzinnoxid, Bibutylzinnazetat, Dibulzinnchlorid oder Zinnalkylat, auf einer erwärmten Ober fläche einer Glasscheibe ausgebreitet oder mit die ser in Kontakt gebracht. Es ist aber auch möglich, eine mit einer derartigen Lösung überzogene Glasscheibe zu erwärmen, so daß die abge lagerte Zinnverbindung sich auflöst und eine Heizschicht hauptsächlich aus Zinnoxid auf der Glasscheibenober fläche bildet.

Ein elektrischer Strom wird über Anschlußschienen durch die Heizschicht hindurch geleitet, um die betreffende Heizschicht zur Beseitigung eines Beschlags bzw. Nebelniederschlags auf der Glas scheibenoberfläche, zu erwärmen.

In dem Fall, daß die elektrich leitende dünne Heizschicht auf der Glasscheibe durch Aufstäuben oder dgl. abge lagert ist, weist die dünne Heizschicht eine Dicke von etwa 0,1 Mikrometer auf. Da die Anschlußschienen eine Dicke im Bereich von 10 bis 20 Mikrometer aufweisen, neigt die elektrisch leitende Heizschicht an den Stoßstellenbereichen, an denen sie mit den Anschlußschienen verbunden ist, zum Bruch. Deshalb ist die elektrische Leitung an den Verbindungsstellen störanfällig. Dies führt dazu, daß der durch die dünne Heizschicht fließende Strom vermindert ist und daß durch die dünne Heizschicht keine genügende Wärme erzeugt werden kann. Deshalb ändern sich die Beschlag- bzw. Anlaufbeständigkeiten der konventionellen elektrisch leitenden Glasscheiben von Glasscheibe zu Glasscheibe, wobei einige Glas scheiben ausfallen hinsichtlich der Erzielung eines gewünschten Ausmaßes an Anlaufbeständigkeit.

Eine weitere bekannte Methode der Antibeschlag-Er wärmung umfaßt spannungsführende Drähte bzw. Heiz drähte, die zwischen Anschlußschienen verlaufen und diese miteinander verbinden. Dabei weisen die be treffenden spannungsführenden Drähte mit den Sammel schienen verbundene weitere bzw. breitere Bereiche auf. Diese Anordnung kann jedoch nicht in Glasschei ben verwendet werden, die mit elektrisch leitenden dünnen Heizschichten überzogen sind.

Aus der DE-AS 20 44 675 ist eine elektrisch leitende Glas scheibe bekannt mit einem Paar von in Abstandsbeziehung von einander auf der Glasscheibenoberfläche gebildeten Anschluß schienen, die dadurch gebildet sind, daß eine auf die Glas scheibenoberfläche aufgedruckte elektrisch leitende Paste getrocknet ist und mit der auf der Glasscheibenoberfläche gebildeten dünnen Heizschicht durch eine metallische Zwischenschicht elektrisch verbunden ist.

Aus der DE-AS 10 81 530 ist ein elektrisch leitender, licht durchlässiger Gegenstand aus einem durchsichtigen Trägerma terial mit einem an dessen Oberfläche haftenden, durchsich tigen, elektrisch leitenden Metallfilm, mit dem im Abstand voneinander angeordnete Elektroden in Kontakt stehen, und einer harten, durchsichtigen Schutzschicht über dem Film bekannt, wobei die Schutzschicht und die Elektroden in einem Bereich, der sich an die Kontaktfläche zwischen Elektrode und Metallfilm anschließt, einander überlappen.

Aus der DE-AS 10 93 163 ist ein Verfahren zum Herstellen durchsichtiger und elektrisch leitender Überzüge durch Vaku umbedampfung bekannt, bei dem ein elektrisch leitender Film aus mehreren Metallschichten gebildet wird.

Aus der DE 29 36 398 A1 ist eine elektrisch beheizbare Glas scheibe mit einer auf einer transparenten Unterlage aufge brachten elektrisch leitenden dünnen Schicht mit einem Flä chenwiderstand von 1 bis 10 Ohm pro Quadratfläche, die mit steifenförmigen, der Stromzuführung dienenden Elektroden in leitender Verbindung stehen, bekannt.

Aus DE 32 02 239 A1 ist ein Spiegel mit einer auf einer Glasunterlage angeordneten, reflektierenden und gegebe nenfalls gleichzeitig als Heizwiderstand dienenden Metall schicht bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer elek trisch bezeizbaren Glasscheibe der im Oberbegriff des An spruchs 1 beschriebenen Art einen elektrisch dauerhaften und sicheren Kontakt zwischen der Heizschicht und den Anschluß schienen zu gewährleisten.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Ansprüchen erfaßte Erfindung.

Gemäß der Erfindung ist eine elektrisch beheizbare Glas scheibe geschaffen, die eine Scheibenoberfläche aufweist, auf der zwei Anschlußschienen in räumlicher Beziehung zuein ander dadurch gebildet sind, daß auf der Glasscheibenober fläche eine auf diese aufgedruckte elektrisch leitende Paste getrocknet wird. Auf der Glasscheibenoberfläche ist ferner eine elektrisch leitende dünne Heizschicht gebildet, die mit den Anschlußschienen verbundenen Verbindungsbereiche auf weist. Auf der elektrisch leitenden dünnen Heizschicht sind in Abdeckungsbeziehung zu den Verbindungsbereichen Schutz überzüge gebildet.

Anhand von Figuren wird die Erfindung nachstehend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 bis Fig. 3 veranschaulichen in Draufsichten ein Ver fahren zur Herstellung einer elektrisch beheizbaren Glasscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Teilschnittansicht der Glasscheibe.

Wie in Fig. 1 veranschaulicht, sind auf der Oberfläche einer Glasscheibe 1 zwei Anschluß- bzw. Sammelschie nen 2 gebildet, wie durch Aufdrucken einer elektrisch leitenden Paste, beispielsweise im Siebdruckprozeß, und durch Trocknen der aufgedruckten Paste mittels der Wärme, die zur Wirkung gebracht wird, wenn die Glasscheibe 1 erwärmt und gebogen wird. Jede der Anschlußschienen 2 weist eine Dicke im Bereich von 10 bis 20 Mikrometer auf.

Die elektrisch leitende Paste kann eine teigige Mixtur aus Glaspulver (Glasmasse bzw. Fritte) mit einem niedrigen Schmelzpunkt, enthaltend feine Metall partikel, wie aus Ag, Cu oder Pd, und ein organisches Lösungsmittel oder einen Binder, wie Methylalkohol, Äthylalkohol, Propylalkohol, ein höheres Alkohol oder ein Ester, wie Acetat oder Propionat, sein.

Danach wird eine elektrisch leitende dünne Heizschicht 3 nahezu über die gesamte Oberfläche der Glasscheibe 1 in Überlappungsbeziehung zu den Anschlußschienen 2 gebildet, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist.

Wenn die elektreisch leitende Paste unter Bildung der Anschlußschienen getrocknet bzw. ausgebacken wird, entsteht in der Paste enthaltenes SiO₂ auf der An schlußschienen-Oberfläche, was zu der Neigung führt, die elektrische Leitfähigkeit zwischen den Anschluß schienen 2 und der elektrisch leitenden dünnen Heizschicht 3 zu vermindern. Dies würde den elektrischen Widerstand zwischen den Anschlußschienen 2 erhöhen, so daß die durch die dünne Heizschicht 3 erzeugte Wärmemenge vermindert wäre. Dies führte zu einer Herabsetzung der Anlauf- bzw. Beschlagbeständigkeit. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird es bevorzugt, vor der Bildung der elektrisch leitenden dünnen Heizschicht 3 die Oberflächen der Anschlußschienen 2 mit Stahlwolle oder dgl. auf zurauhen bzw. abzureiben, und zwar über eine Breite von 0,5 mm oder mehr, vorzugsweise über eine Breite von 1 mm oder mehr und in einer Tiefe, die von 1 bis 5 Mikrometer reicht, um eine an SiO₂ reiche Schicht von den Anschlußschienen-Oberflächen zu entfernen, oder die Anschlußschienen-Oberflächen mit einer Bürste oder dgl. abzukratzen.

Die elektrisch leitende dünne Heizschicht 3 umfaßt eine Schichtung aus dünnen Metallschichten, die in der nachstehend beschriebenen Weise aufgebaut sein können.

Die erste Schicht der dünnen Heizschicht 3 wird dadurch ge bildet, daß Indiumoxid (In₂O₃), Zinnoxid (SnO₂) oder deren Mischung durch Kathodenzerstäubung aufgebracht wird. Die erste Schicht weist eine Dicke im Bereich von 30 bis 50 nm, vorzugsweise von 40 nm auf. In dem Fall, daß die erste Schicht aus der Oxidmischung gebildet ist, besteht die Schicht aus einer Legierung, die beispielsweise 80 bis 90 Gewichtsprozent Indium, 5 bis 10 Gewichtsprozent Zinn und 2 bis 15 Gewichts prozent Blei enthält. In dem Fall, daß die erste Schicht aus Zinnoxid gebildet ist, weist die Schicht eine Legierung auf, die beispielsweise 85 bis 98 Gewichtsprozent Zinn und 2 bis 15 Gewichtsprozent Blei aufweist.

Die zweite Schicht besteht aus Silber, und sie wird auf der Oberfläche der ersten Schicht durch Kathoden zerstäubung niedergeschlagen. Die zweite Schicht weist eine Dicke im Bereich von 5 bis 15 nm, vorzugs weise von 10 nm auf. Vorzugsweise weist die Schicht 0,001 bis 1,0 Gewichtsprozent Nickel auf, um die Homogenität der Silberschicht zu verbessern.

Die dritte Schicht, die auf der Oberfläche der zweiten Schicht durch Kathodenzerstäubung niederge schlagen wird, besteht aus einem Metall, bei dem es sich um Aluminium, Titan, Tantal, Chrom, Mangan oder Zirkon handeln kann. Durch diese Bildung der Metall schicht auf der Oberfläche der Silberschicht ist ver hindert, daß die Silberschicht aufreißt, wenn als vierte Schicht durch Kathodenzerstäubung eine Metall oxidschicht gebildet wird.

Die vierte Schicht, die schließlich auf der Oberfläche der dritten Metallschicht abgelagert wird, wird aus demselben Metalloxid gebildet wie die erste Schicht, d. h. aus Indiumoxid, Zinnoxid oder aus deren Mischung.

Sodann werden, wie dies in Fig. 3 und 4 veranschau licht ist, Schutzüberzüge 4 dadurch gebildet, daß eine elektrisch leitende Harzpaste, wie beispiels weise eine organische Ag-Paste, auf die Grenz bereiche 3a des dünnen Filmes 3 mit den Anschluß schienen 2 aufgebracht wird, d. h. auf die oberen Oberflächen der Verbindungsbereiche zwischen den Anschlußschienen 2, und daß danach die überzogene Paste getrocknet wird.

Die so aufgebrachte bzw. überzogene und getrocknete Paste kann auf Silber-Acryl-Basis oder Silber-Epoxid-Basis hergestellt sein.

Bei einem Experiment wurden keine Schutzüberzüge gebildet, und es wurde eine Spannung im Bereich von 12 bis 36 Volt zwischen die Anschlüsse angelegt, um zwischen die Anschlußschienen einen elektrischen Strom hindurchzuleiten. Die Grenzbereiche zwischen den Anschlußschienen und der dünnen Heizschicht waren ab normal schwach erwärmt und sprühten. Wenn ein Strom 20 Minuten lang bei einer Spannung von 36 Volt floß, wurden örtliche Unterbrechungen hervorgerufen, wodurch der elektrische Widerstand von 2,6 auf 5,2 Ohm stieg. Andererseits wurden die Grenzbereiche zwischen den Anschlußschienen und dem dünnen Film mittels einer Bürste oder organischer Ag-Paste überzogen (wie sie von der Firma Fujikura Kasei Co., Ltd. unter dem Handelsnamen "XG = #300" hergestellt wird). Wenn ein Strom 5 Minuten lang bei einer Spannung von 36 Volt hindurchgeleitet wurde, und dies in 1000 Zyklen wie derholt, zeigte sich keinerlei Anstieg im elektrischen Widerstand. Schwankungen bzw. Veränderungen im An fangswiderstand waren vermindert.

Die organische Ag-Paste kann durch einen Lötmittel überzug ersetzt werden, der durch Hochfrequenzer wärmung aufgebracht wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben be schrieben worden ist, werden Schutzüberzüge dadurch gebildet, daß eine elektrisch leitende Harzpaste auf die Verbindungsbereiche zwischen den Anschluß schienen und einer elektrisch leitenden dünnen Heizschicht aufgebracht wird, um dadurch das Hervorrufen jeg licher Unterbrechung zwischen den Anschlußschienen und der elektrisch leitenden dünnen Heizschicht zu ver hindern. Deshalb wird die elektrische Leitfähigkeit zwischen den Anschlußschienen und der elektrisch leitenden dünnen Heizschicht stabil gemacht, um jeglichen Anstieg und jegliche Schwankungen im elektrischen Widerstand zwischen den Anschlußschienen zu eliminie ren. Die elektrisch leitende dünne Heizschicht ist somit imstande, eine hinreichende Wärmemenge für eine erhöhte Anlaufbeständigkeit zu erzeugen.

Claims

1. Elektrisch beheizbare Glasscheibe, mit einem Paar in ei nem Abstand voneinander angeordneten Anschlußschienen (2) auf der Glasscheibenoberfläche, die dadurch gebildet sind, daß eine auf die Glassscheibenoberfläche aufgedruck te elektrisch leitende Paste getrocknet ist, und einem auf der Glasscheibenoberfläche sowie einer auf dem Paar von Anschlußschienen (2) gebildeten elektrisch leitenden Heizschicht (3), die in unmittelbarem elektrischem Kon takt mit dem Paar von Anschlußschienen (2) steht, dadurch gekennzeichnet, daß elektrisch leitende Schutzüberzüge (4) nur in den Stoßstellen-Bereichen der Verbindungen (3a) zwischen der Heizschicht (3) und den Anschlußschienen (2) vorgesehen sind.

2. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Schutz überzüge (4) dadurch gebildet sind, daß eine elektrisch leitende Paste getrocknet ist.

3. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Schutz überzüge (4) Lötmittelüberzüge sind.