DE60306820T2

DE60306820T2 - Verbundglas für Windschutzscheibe

Info

Publication number: DE60306820T2
Application number: DE60306820T
Authority: DE
Inventors: c/o Nippon Sheet Glass Co. Ltd. Tatsuya Osaka-shi Noguchi; c/o Nippon Sheet Glass Co. Satoshi Osaka-shi Furusawa
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2023-01-25
Also published as: EP1331089A1; JP3849533B2; ATE333365T1; JP2003211956A; US20030150848A1; DE60306820D1; US6765177B2; EP1331089B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine laminierte Glasscheibe für eine Windschutzscheibe mit einem transparenten leitenden Film für eine elektrische Heizfunktion und eine Wärmeabschirmungsfunktion. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine laminierte Glasscheibe für eine Windschutzscheibe, die eine ITS-Kommunikation (ITS = Informationstechniksystem) ermöglicht, wie z. B. ETC (Electronic Toll Collections = elektronisches Gebühreninkasso) und VICS (Vehicle Information and Communication System = Fahrzeuginformations- und Kommunikationssystem).
Zum Beispiel offenbart JP7 (1995)-309210A eine Heizvorrichtung zum elektrischen Beheizen einer Windschutzscheibe für ein elektrisches Kraftfahrzeug, die einen transparenten leitenden Film und Sammelschienen auf oberen und unteren Seiten der Windschutzscheibe enthält. Diese Heizvorrichtung ist zum Zweck des Beseitigens von Reif oder Beschlag vorgesehen, die sich auf der Windschutzscheibe bilden. Der transparente leitende Film ist gewöhnlich wenigstens in einem Bereich vorgesehen, der einem Sichtfeld der Windschutzscheibe entspricht, um die Fahrsicherheit zu gewährleisten.
Im Fall der Verwendung eines transparenten leitenden Films, der eine Metallschicht wie z. B. eine Silber-(Ag)-Schicht enthält, werden eine Wärmeabschirmungsfunktion sowie eine Heizfunktion erhalten. Der leitende Film, der einen Metallfilm enthält, bewirkt jedoch eine Abschirmung elektromagnetischer Strahlung. Dies macht es schwierig, eine Kommunikation wie z. B. ETC oder VICS durchzuführen.
JP8 (1996)-210042A offenbart als Fensterscheibe, die elektromagnetische Strahlung durchlassen kann, eine Fensterscheibe mit Reflexionsfähigkeit und/oder Absorptionsfähigkeit für eine elektromagnetische Strahlung, mit Ausnahme eines vorgegebenen Bereiches zum Übermitteln eines elektromagnetischen Signals.
JP8 (1996)-250915A offenbart als Glasscheibe für ein Kraftfahrzeug mit einer leitenden Schicht eine Glasscheibe für ein Kraftfahrzeug, die mit einer transparenten leitenden Schicht bedeckt ist, die schlitzförmige Lücken mit einer Länge aufweist, die durch die Funktion einer Mikrowellenstrahlungs-Wellenlänge repräsentiert wird.
Jedoch ist in JP8 (1996)-210042A und JP8 (1996)-250915A ein Bereich zum Übermitteln einer elektromagnetischen Strahlung in einem Sichtfeld des Fahrers vorgesehen. Dieser Bereich macht somit tendenziell die Wärmeabschirmungsfunktion und die elektrische Heizfunktion unzulänglich.
WO-A-0072635 offenbart eine Anordnung, in der ein Datenübertragungsfenster in einer elektrisch heizbaren Solarsteuerungs-Deckschicht einer Windschutzscheibe vorgesehen ist. Eine Sammelschiene ist an der Oberseite und der Unterseite der Windschutzscheibe vorgesehen. Um die Störung des Beheizens der Verglasung, die durch die Anwesenheit des Datenübertragungsfensters hervorgerufen wird, zu reduzieren, ist ein elektrisch leitendes Band um den Rand des Datenübertragungsfensters angeordnet.
WO-A-0072634 offenbart eine Anordnung, in der ein Datenübertragungsfenster neben der Kante der Verglasungsscheibe angeordnet ist und eine Sammelschiene neben jeder Seitenkante der Verglasungsscheibe angeordnet ist. Durch Platzieren der Sammelschienen an den Seitenkanten wird die Störung des Stromflusses in der Deckschicht, die durch die Anwesenheit des Übertragungsfensters hervorgerufen wird, reduziert. Das Datenübertragungsfenster weist eine rechteckige Form auf.
Die vorliegende Erfindung schafft eine laminierte Glasscheibe für eine Windschutzscheibe, die wenigstens zwei Glasscheiben, wenigstens einen thermoplastischen Kunstharzfilm, der zwischen den wenigstens zwei Glas scheiben vorgesehen ist, und einen transparenten leitenden Film und Sammelschienen zum Zuführen elektrischer Leistung zum transparenten leitenden Film enthält. Der transparente leitende Film und die Sammelschienen sind auf einer Oberfläche einer der Glasscheiben ausgebildet. Die Sammelschienen enthalten eine erste Sammelschiene, die längs eines oberen Endes der laminierten Glasscheibe angeordnet ist, und eine zweite Sammelschiene, die längs eines unteren Endes der laminierten Glasscheibe angeordnet ist. Die erste Sammelschiene enthält einen vorstehenden Abschnitt, der sich in Richtung zur zweiten Sammelschiene erstreckt und eine invertierte Trapezform aufweist. Mit anderen Worten, die erste Sammelschiene enthält einen Einsatz, der sich in Richtung zur zweiten Sammelschiene erstreckt. Der transparente leitende Film ist nicht in einem konkaven Abschnitt ausgebildet, der von dem vorstehenden Abschnitt gebildet wird.
Der konkave Abschnitt ermöglicht die ITS-Kommunikation. Der transparente Film kann frei von einer Öffnung zum Übertragen einer elektromagnetischen Strahlung sein. Somit können die Wärmeabschirmungsfunktion und/oder eine elektrische Heizfunktion im gesamten Bereich des Sichtfeldes eines Fahrers erhalten werden.
1 ist eine Ansicht, die eine Grundkonfiguration der Sammelschienen für die vorliegende Erfindung zeigt.
2A und 2B sind eine Querschnittsansicht und eine Teilquerschnittsansicht von Beispielen der laminierten Glasscheibe der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Querschnittsansicht eines transparenten leitenden Films, der auf die laminierte Glasscheibe der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
4 ist eine vergrößerte Ansicht eines vorstehenden Abschnitts einer oberen Sammelschiene in der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer keramischen Maske (Maskendruck) in der vorliegenden Erfindung darstellt.
6 ist eine Ansicht, die ein weiteres Konfigurationsbeispiel einer kerami schen Maske in der vorliegenden Erfindung darstellt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die obere Sammelschiene eine nach unten konvexe Form auf, z. B. in ihrer Mitte. Die obere Sammelschiene ist teilweise nach unten verschoben, um die konvexe Form zu bilden, wobei der transparente leitende Film in einem konkaven Abschnitt, der durch die Verschiebung der Sammelschiene gebildet wird, oder in einem Bereich zwischen der verschobenen Sammelschiene und der Oberkante der laminierten Glasscheibe nicht vorgesehen ist.
Die obere Sammelschiene kann durch Aufdrucken in einem vorgegebenen Muster gebildet werden. Der Bereich, wo der transparente leitende Film nicht ausgebildet wird, kann erhalten werden, indem ein transparenter leitender Film durch Maskieren oder durch teilweises Entfernen eines ausgebildeten transparenten leitenden Films mittels Ätzen oder dergleichen selektiv nicht ausgebildet wird.
Die laminierte Glasscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner ein keramisches Muster enthalten, wobei das keramische Muster in einem Umfangsabschnitt der laminierten Glasscheibe gebildet wird. Der keramische Aufdruck sollte so geformt sein, dass er wenigstens die Sammelschiene abdeckt. Der keramische Aufdruck weist vorzugsweise eine umgekehrte Trapezform auf, die den vorstehenden Abschnitt der Sammelschiene abdeckt. Der keramische Aufdruck weist vorzugsweise eine Öffnung im konkaven Abschnitt auf.
Der transparente leitende Film kann eine Metallschicht enthalten. Dieser Film enthält ferner vorzugsweise eine leitende Oxidschicht, wie z. B. eine Indium-Zinn-Oxid-(ITO)-Schicht.
1 ist eine Draufsicht einer laminierten Glasscheibe 1 für eine Windschutzscheibe von außerhalb eines Kraftfahrzeuges her gesehen. In 1 ist eine einzelne Glasscheibe 21 auf der Außenseite des Kraftfahrzeugs, die die laminierte Glasscheibe 1 wie in 2A gezeigt bildet, weggelassen.
In der laminierten Glasscheibe 1 sind obere und untere Sammelschienen 41 und 42 auf einer einzelnen Glasscheibe 22 vorgesehen, so dass sie dem Inneren des Automobils zugewandt sind. In einem Bereich zwischen der oberen Sammelschiene 41 und der unteren Sammelschiene 42 ist ein transparenter leitender Film 3 ausgebildet. Die obere Sammelschiene 41 ist umgeleitet, so dass sie einen nach unten konvexen Abschnitt 41b aufweist, wo ein konkaver Abschnitt 5 ausgebildet ist. Der konvexe Abschnitt 41b definiert ein invertiertes gleichschenkliges Trapez. Ein Bereich zwischen dem konvexen Abschnitt 41b und der Oberkante der Glasscheibe 22, wo der leitende Film 3 nicht ausgebildet ist, dient als Öffnung für eine elektromagnetische Welle.
Die Leistungszuführungsmuster 41a und 42a der Sammelschienen 41 und 42 erstrecken sich zu einer Position am unteren Ende der laminierten Glasscheibe, so dass eine Verdrahtungsoperation für die Leistungszuführungsleitungen einfacher wird.
2A zeigt ein Beispiel, in welchem ein keramischer Aufdruck 6 auch in einem konkaven Abschnitt 5 vorgesehen ist. 2B zeigt ein Beispiel, in welchem ein keramischer Aufdruck 6 eine Öffnung 61 im konkaven Abschnitt 5 aufweist. Wenn der keramische Aufdruck 6 eine metallfreie Zusammensetzung aufweist, besteht keine Notwendigkeit zur Ausbildung der Öffnung 61.
Die laminierte Glasscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit den folgenden Prozessen hergestellt werden.

(1) Zwei Glasscheiben mit einer vorgegebenen Form werden aus einer größeren Materialscheibe ausgeschnitten.
(2) Die Stirnflächen der Glasscheiben werden geschliffen.
(3) Eine der Glasscheiben, die zum Innenraum des Kraftfahrzeugs hin angeordnet werden soll, wird durch Aufdrucken mit Sammelschienen versehen.
(4) Ein keramischer Aufdruck wird auf die Umfangsabschnitte der zwei Glasscheiben aufgedruckt.
(5) Die zwei Glasscheiben werden einander überlagert und durch ihr eigenes Gewicht gebogen (Durchbiegung).
(6) Auf einer der Glasscheiben, die zum Innenraum des Kraftfahrzeugs hin angeordnet werden soll, wird teilweise eine Maskierung vorgesehen, wobei durch Sputtern ein transparenter leitender Film ausgebildet wird.
(7) Die zwei Glasscheiben werden über einen Polyvinyl-Butyral-(PVB)-Film, der ein thermoplastischer Kunstharzfilm ist, aneinander befestigt, um eine laminierte Glasscheibe zu bilden.

(Verfahren zur Herstellung eines transparenten leitenden Films)
Für den transparenten leitenden Film 3, der in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann irgendein wohlbekannter Film verwendet werden, wie z. B. der Folgende (siehe 3).
Der transparente leitende Film wird erhalten durch sukzessives Stapeln einer ersten Metalloxidschicht, einer ersten Metallschicht, einer zweiten Metalloxidschicht, einer zweiten Metallschicht und einer dritten Metalloxidschicht auf einer Glasscheibe 22 durch Sputtern. Die Metalloxidschichten 31 können aus leitendem Oxid gefertigt sein, wie z. B. Indium-Zinn-Oxid (ITO). Die Metallschichten 32 könne Ag-Schichten sein.
Zum Beispiel ist die Basisschichtdicke des leitenden Films wie folgt aufgebaut:

Erste Metalloxidschicht: 20 bis 40 nm
Erste AG-Schicht: 7 bis 11 nm
Zweite Metalloxidschicht: 60 bis 100 nm
Zweite AG-Schicht: 7 bis 11 nm
Dritte Metalloxidschicht: 20 bis 40 nm

Durch die Verwendung einer Gleichstrom-Sputtervorrichtung eines Reihentyps können fünf Filme des transparenten leitenden Films sukzessive auf einer Glasscheibe ausgebildet werden. In Bezug auf drei Beispiele der Basisfilmkonfigurationen zeigt Tabelle 1 die Durchflussmengen von Ar und O₂, den Entladungsstrom und die Dicke eines auszubildenden Films.
Tabelle 1 Filmausbildungsbedingung eines transparenten leitenden Films.
Die einzelne Glasscheibe 22, auf der ein transparenter leitender Film mit der obenerwähnten Basisfilmkonfiguration ausgebildet wurde, wurde an einer weiteren einzelnen Glasscheibe 21 an der Außenseite eines Kraftfahrzeugs mittels eines PVB-Zwischenfilms 23 (z. B. Dicke: 0,76 mm) befestigt. Somit wurde eine laminierte Glasscheibe erhalten. Die Basisfilmkonfigurationen 1, 2 und 3 entsprechen den Basisbeispielen 1, 2 und 3. In den Basisbeispielen 1, 2 und 3 wurden eine Klarglasscheibe (2 mm) und eine Grünglasscheibe (2 mm) als Glasscheiben verwendet.
Ferner wurde das Basisbeispiel 4 erhalten durch Verwenden der Basisfilmkonfiguration 1 und zweier Stücke von Klarglas (2 mm).
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der optischen Eigenschaften (Transparenz- und Reflexionseigenschaft) in den obenerwähnten Basisbeispielen. Tabelle 2 zeigt ferner die optischen Eigenschaften der Glasscheiben und der laminierten Glasscheiben, auf denen kein transparenter leitender Film ausgebildet ist.
Tabelle 2 Transparenz des laminierten Glases unter Verwendung einer Basisfilmkonfiguration
Wie aus Tabelle 2 deutlich wird, wies jedes der Basisbeispiele eine hervorragende Solarstrahlung-Abschirmungsfunktion (Durchlässigkeit: 40 % oder weniger) auf, während es eine Durchlässigkeit von 70 % oder mehr bezüglich des sichtbaren Lichts aufwies, was ein Standard einer Windschutzscheibe für ein Kraftfahrzeug ist. Der Farbton desselben war neutral.
(Öffnung für ITS-Kommunikation)
Eine Öffnung für einen Sender/Empfänger zur ITS-Kommunikation, wie z. B. VICS und ETC, sollte wie folgt ausgebildet werden.
(Ausbildung einer oberen Sammelschiene)
Während des Prozesses (3) unter den obenerwähnten Basisprozessen des laminierten Glases kann eine obere Sammelschiene, z. B. mit der in 1 gezeigten Form, aufgedruckt werden. Wenn ein Abschnitt, der keine vorstehende Form aufweist, hinter einem Fahrerspiegel relativ zur Fahrerseite platziert wird, wird ein Sichtfeld kaum blockiert, was bevorzugt wird.
Als spezifische vorstehende Form wird die Form bevorzugt, die erhalten wird durch Invertieren eines gleichschenkligen Trapezes, wie in 1 gezeigt ist. Der Zweck hiervon ist, die Tendenz eines Stromes zu verringern, sich an einer Ecke des nach unten konvexen Abschnitts zu konzentrieren. Wie in 4 gezeigt ist, ist ferner ein Eckabschnitt des vorstehenden Abschnitts vorzugsweise in einer Rundung ausgebildet.
(Verfahren zur Ausbildung eines transparenten leitenden Films)
In einem Bereich, der von dem nach unten konvexen Abschnitt der oberen Sammelschiene und der Außenkante des laminierten Glases umgeben ist, sollte kein transparenter leitender Film ausgebildet werden. Das Verfahren selbst wird im Folgenden dargestellt.
– Maskierungsverfahren
Im Verlauf der Ausbildung eines transparenten leitenden Films wird der Bereich, wo es nicht erwünscht ist, den leitenden Film auszubilden, maskiert, woraufhin ein Metalloxidfilm und ein Ag-Film abwechselnd durch Sputtern gestapelt werden können, wie oben beschrieben worden ist.
– Ätzverfahren
Zuerst wird ein transparenter leitender Film auf der gesamten Oberfläche der Glasscheibe ausgebildet. Anschließend kann der transparente leitende Film in dem Bereich, wo es erwünscht ist, den leitenden Film zu entfernen, selektiv mit einem Ätzmittel, wie z. B. Phosphorsäure, entfernt werden.
Der Bereich, wo der transparente leitende Film nicht ausgebildet wird, wird als Öffnung für eine elektromagnetische Welle bei der ITS-Kommunikation, wie z. B. ETC und VICS, verwendet. Die Fläche der Öffnung (5 in 4) kann wenigstens 9 cm² betragen. Ein Sender/Empfänger kann in der Öffnung an der Innenseite eines Kraftfahrzeugs platziert werden, wodurch die obenerwähnte Kommunikation durchgeführt werden kann. Wenn die Fläche der Öffnung kleiner als der obige Wert ist, wird der Bereich zum Senden/Empfangen durch eine elektromagnetische Abschirmungsfunktion des leitenden Films beeinflusst, was eine fehlerhafte Kommunikation hervorrufen kann.
(Keramischer Aufdruck)
Um das äußere Erscheinungsbild einer laminierten Glasscheibe für eine Windschutzscheibe zu verbessern, wird vorzugsweise ein keramischer Aufdruck in einem Umfangsabschnitt der laminierten Glasscheibe ausgebildet. Derzeit wird bevorzugt, den keramischen Aufdruck so auszubilden, dass er den vorstehenden Abschnitt sowie andere Abschnitte der Sammelschiene abdeckt. Es wird schwierig, die Sammelschienenabschnitte visuell zu erkennen, was bevorzugt wird. 5 zeigt ein Beispiel dieses Falls, der dem Fall in 2A entspricht.
Ferner wird irgendein keramischer Aufdruck bevorzugt, der keine Metallkomponente enthält, da sich keine Dämpfung einer elektromagnetischen Welle in der Öffnung für die Kommunikation ergibt.
Wenn der keramische Aufdruck 6 eine Metallkomponente enthält, sollte im konkaven Abschnitt eine Öffnung vorgesehen sein, an der der keramische Aufdruck nicht ausgebildet ist. In diesem Fall sollte ein Sender/Empfänger hinsichtlich des äußeren Erscheinungsbildes so gesetzt werden, dass er in Kontakt mit der Öffnung 61 ist. 6 zeigt ein Beispiel dieses Falls, der dem Fall in 2B entspricht.
Selbst in dem Fall, in dem ein Regensensor, eine CCD-Kamera oder dergleichen, die sichtbares Licht und einen Infrarotstrahl nutzen, als Kommunikationsausrüstung eingesetzt werden, sollte eine Öffnung vorgesehen werden, an der der keramische Aufdruck nicht ausgebildet ist.
Im Folgenden wird ein spezifisches Beispiel beschrieben. In diesem spezifischen Beispiel wurde die Basisfilmkonfiguration 1 als transparenter leitender Film verwendet.
Zuerst wurde ein transparenter leitender Film auf der gesamten Oberfläche eines Bereiches, der einem Sichtfeld der Windschutzscheibe entspricht, ausgebildet. Wie in 6 gezeigt ist, war die Öffnung 61 des keramischen Aufdrucks im Bereich 5 für die elektromagnetische Kommunikation ein Quadrat mit einer Seitenlänge von 30 mm.
Ferner wurde einem Strom erlaubt, unter der Bedingung zu fließen, dass der Widerstand zwischen den Anschlüssen der Sammelschienenelektroden der resultierenden Windschutzscheibe etwa 2 Ω betrugt, wobei eine angelegte Spannung zwischen den Sammelschienen 42 V betrug.
Die Wärmeerzeugungstemperatur betrug 90°C oder weniger in einem Bereich, wo der leitende Film ausgebildet war, wobei Reif und Beschlag effektiv beseitigt wurden. Bei dieser Wärmeerzeugungstemperatur bestand keine Möglichkeit der Überhitzung.
Ferner wurde ein Antenne für ETC (5,8 GHz) an der Innenseite der Windschutzscheibe in der Öffnung für die Kommunikation gesetzt, so dass sie sich dicht an der Windschutzscheibe befand, wobei die Antenneneigenschaften geprüft wurden. Es wurde festgestellt, dass die Antenneneigenschaften gleich denjenigen mit einer gewöhnlichen Windschutzscheibe ohne leitende Filme sind, wobei die Kommunikation nicht beeinflusst wurde.
Wie oben beschrieben worden ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Form einer Sammelschiene in der laminierten Glasscheibe für eine Windschutzscheibe modifiziert, wodurch ein transparenter leitender Film mit einer elektromagnetischen Abschirmungsfunktion teilweise nicht ausgebildet wird. Anschließend kann der Bereich, wo der leitende Film nicht ausgebildet wurde, als Öffnung für eine Kommunikation, wie z. B. ETC und VICS, verwendet werden.

Claims

Laminierte Glasscheibe (1) für eine Windschutzscheibe, die wenigstens zwei Glasscheiben (21, 22), wenigstens einen thermoplastischen Kunstharzfilm (23), der zwischen den wenigstens zwei Glasscheiben vorgesehen ist, und einen transparenten leitenden Film (3) sowie Sammelschienen (41, 42) zum Zuführen von elektrischer Leistung zum transparenten leitenden Film umfasst, wobei der transparente leitende Film und die Sammelschienen auf einer Oberfläche einer der Glasscheiben ausgebildet sind, wobei die Sammelschienen eine erste Sammelschiene (41), die längs eines oberen Endes der laminierten Glasscheibe angeordnet ist, und eine zweite Sammelschiene (42), die längs eines unteren Endes der laminierten Glasscheibe angeordnet ist, umfassen, und wobei die erste Sammelschiene einen vorstehenden Abschnitt (41b) umfasst, der sich in Richtung zur zweiten Sammelschiene erstreckt, und der transparente gleitende Film in einem konkaven Abschnitt (5), der vom vorstehenden Abschnitt gebildet wird, nicht ausgebildet ist.
Laminierte Glasscheibe (1) nach Anspruch 1, wobei der transparente leitende Film (3) keine Öffnung aufweist.
Laminierte Glasscheibe nach Anspruch 1, wobei der vorstehende Abschnitt eine invertierte Trapezform aufweist.
Laminierte Glasscheibe (1) nach Anspruch 1, die ferner ein Keramikmuster (6) umfasst, wobei das Keramikmuster in einem Randabschnitt der laminierten Glasscheibe ausgebildet ist.
Laminierte Glasscheibe (1) nach Anspruch 4, wobei der Keramikaufdruck (6) so ausgebildet ist, dass er wenigstens die erste Sammelschiene (41) abdeckt.
Laminierte Glasscheibe (1) nach Anspruch 5, wobei der keramische Aufdruck (6) eine invertierte Trapezform aufweist, die den vorstehenden Abschnitt (41b) abdeckt.
Laminierte Glasscheibe nach Anspruch 5, wobei der keramische Aufdruck (6) eine Öffnung (61) im konkaven Abschnitt (5) aufweist.
Laminierte Glasscheibe (1) nach Anspruch 1, wobei der transparente leitende Film (3) eine Metallschicht (32) umfasst.
Laminierte Glasscheibe (1) nach Anspruch 8, wobei der transparente gleitende Film (3) ferner eine Indium-Zinn-Oxid-(ITO)-Schicht (31) umfasst.