JP6338780B2 - 電気的に加熱可能なアンテナ板材およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、板材技術の分野に属するものであり、電気的に加熱可能なアンテナ板材およびその製造方法ならびにその使用に関する。

透明な導電性コーティングを備えた板ガラスは、特許文献においてすでにたびたび記載されてきた。ここでは単に具体例として、独国特許第１９８５８２２７号明細書（DE 198 58 227 C1）、独国特許出願公開第１０２００８０１８１４７号明細書（DE 10 2008 018 147 A1）、および独国特許出願公開第１０２００８０２９９８６号明細書（DE 10 2008 029 986 A1）を挙げておく。通例、導電性コーティングは、熱線を反射する役割を果たし、熱的快適性を改善するためにたとえば自動車または建物において用いられる。導電性コーティングは、透明な板ガラスを面全体にわたり電気的に加熱する目的で、加熱層として用いられることも多い。

導電性コーティングは、その導電性ゆえに電磁波を受信するための面状アンテナとしても用いられ、これについては独国特許出願公開第１０１０６１２５号明細書（DE 10 106 125 A1）、独国特許出願公開第１０３１９６０６号明細書（DE 103 19 606 A1）、独国特許出願公開第１０２０１２００８０３３号明細書（DE 10 2012 008 033 A1）、欧州特許出願公開第０７２０２４９号明細書（EP 0 720 249 A2）、欧州特許出願公開第２４００５９１号明細書（EP 2 400 591 A1）、および米国特許出願公開第２００３／０１１２１９０号明細書（US 2003/0112190 A1）に開示されている。この目的で導電性コーティングは、結合電極としてのアンテナ端子と直流的にまたは容量的に結合されており、板ガラスの周縁領域でアンテナ信号が取り出される。端子導体を介して、典型的にはアンテナ増幅器を介在接続させて、アンテナ信号が受信装置へ供給される。端子導体として通常、シールドなしのリッツ線または箔片導体が用いられ、これは比較的低いオーミック抵抗を有しており、僅かなオーミック電力損失しか引き起こさない。ただし、この種の端子導体は、規定されていない信号の伝送を認めない。その理由は、ポジションに関して公差が避けられないことから、導電性の車体または隣り合った導体と規定外の結合に至る可能性があり、それによって帯域幅、効率および基部インピーダンスなど重要なアンテナ特性の変動幅がかなり大きくなるからである。この理由から、この種のシールドなしの導体を、できるかぎり短く保持しなければならない。

信号導体のほか少なくとも１つのアース導体を伴う特別な高周波導体（同軸線、コプレーナ導体、マイクロストリップ導体など）を使用することによって、信号損失を回避することができる。ただし、既述の高周波導体は複雑でコストがかかり、さらに比較的大きな組み込みスペースが必要とされる。しかも、既述の高周波導体は、同程度に複雑な接続技術も必要とされる。自動車の場合には一般に、アンテナ増幅器が導電性の車体と電気的に接続されており、この電気的な接続によって、アンテナ信号のために高周波技術的に有効な基準電位（アース）が予め定められる。使用可能なアンテナ電圧は、この基準電位とアンテナ信号の電位との差から得られる。

導電性コーティングは面状のアンテナとして、電磁波を受信または送信するために用いられる。以下では、このアンテナのことを面状アンテナとも称する。面状アンテナとは異なり、このアンテナと区別されるものとして、ライン状のアンテナいわゆる線状アンテナは、電磁波を受信するために、幾何学的幅（Ｂ）を複数のオーダで上回る幾何学的長さ（Ｌ）を有している。線状アンテナの幾何学的長さとは、アンテナ基部とアンテナ先端との間の距離であり、幾何学的幅とは、これに対し垂直な方向の寸法である。線状アンテナについては通常、Ｌ／Ｂ≧１００の関係が成り立つ。線状アンテナの場合には、同様のことがその高さ（Ｈ）についても当てはまり、ここで幾何学的高さとは、長さ（Ｌ）にも垂直であり幅（Ｂ）にも垂直な寸法のことであり、通常、Ｌ／Ｈ≧１００の関係が成り立つ。

慣用の（導電性コーティングを備えていない）ウィンドシールドガラスに組み込まれるアンテナは、線状アンテナのタイプであり、その理由は、法律による規定に鑑み運転者の視界を損なわない、ということを前提として、線状アンテナであれば自動車のウィンドシールドガラスへ組み込んでもよいからである。このような線状アンテナはたとえば、典型的には直径１０μｍから１５０μｍまでの細いワイヤによって実現することができる。線状アンテナによって、地上帯域ＩＩからＶの範囲では満足のいくアンテナ信号を供給することができる。国際電気通信連合（ITU = International Telecommunication Union）の定義によれば、この帯域は８７．５ＭＨｚから９６０ＭＨｚまで（帯域ＩＩ：８７．５〜１００ＭＨｚ、帯域ＩＩＩ：１６２〜２３０ＭＨｚ、帯域ＩＶ：４７０〜５８２ＭＨｚ、帯域Ｖ：５８２〜９６０ＭＨｚ）である。ただし、線状アンテナによっても、これよりも前に位置する帯域Ｉ（４１〜６８ＭＨｚ）の周波数範囲であると、車両におけるウィンドシールドガラス用の一般的なサイズでは、もはや著しく良好な受信パフォーマンスを実現することができない。同じことは、帯域Ｉよりも低い周波数についてもあてはまる。

他方、面状アンテナによれば、帯域Ｉの周波数範囲で極めて良好な受信パフォーマンスを実現することができ、また、帯域ＩＩの周波数範囲において線状アンテナと同等の受信パフォーマンスを実現することができる。しかしながら、面状アンテナの受信パフォーマンスは、導電性コーティングの電気的なシート抵抗が比較的高いことに起因して、それよりも高い周波数では劣化する。これに加え自動車の場合にはさらに別の原因として、導電性コーティングと導電性の車体との容量結合が強い、ということが挙げられる。コーティングのない周縁領域を設けることで、この問題に対処することができるとはいえ、そのような周縁領域を任意の幅で設けることはできない。なぜならば、周縁領域に至る移行部は、視覚的に容認できる結果を顧慮して、不透明なマスキングストリップで覆われるようにしておかなければならないからである。その一方で周縁領域の幅を拡げると、熱線反射特性など導電性コーティングのその他の機能が劣化してしまう。したがって、実際には、周縁領域の幅は一般的には１０ｍｍ以下である。

国際公開第２０１０／０８１５８９号明細書（WO 2010/081589 A1）に開示されているように、導電性コーティングを板ガラスの周縁領域においてセグメント化することで、高周波技術的に有効な、導電性コーティングと導電性の車体との実効間隔を拡大させたアンテナ板ガラスを用いることによって、受信パフォーマンスを改善することができる。

また、国際公開第２００１／１４４６８０号明細書（WO 2001/144680 A1）に開示されているように、面状アンテナと線状アンテナとから成るハイブリッド構造を用いて帯域幅を最適化したアンテナ板ガラスにより、さらに改善を実現することができる。

電気的なシート抵抗を低減することによって、面状アンテナの受信パフォーマンスを改善することも考えられなくはない。そのためには導電性コーティングの層厚を厚くすることが必要とされるが、それに伴って必然的に光学的な透過率が低下し、実施可能なことではあるにしても、法律的な規準ゆえに制限を伴いながらでしか実現できない。

電気的に加熱可能なアンテナ板ガラスの場合には、受信パフォーマンスと帯域幅の既述の改善策はすべて、加熱機能と両立していなければならず、このことによって一般には構造的な制約が伴うことになる。

独国特許第１９８５８２２７号明細書 独国特許出願公開第１０２００８０１８１４７号明細書 独国特許出願公開第１０２００８０２９９８６号明細書 独国特許出願公開第１０１０６１２５号明細書 独国特許出願公開第１０３１９６０６号明細書 独国特許出願公開第１０２０１２００８０３３号明細書 欧州特許出願公開第０７２０２４９号明細書 欧州特許出願公開第２４００５９１号明細書 米国特許出願公開第２００３／０１１２１９０号明細書 国際公開第２０１０／０８１５８９号明細書 国際公開第２００１／１４４６８０号明細書

これに対し、本発明の課題は、電気的に加熱可能なアンテナ板材を、アンテナ機能が加熱機能を実質的に損なうこともなく、申し分のない受信パフォーマンスで提供することである。

本発明の提案によれば、上記の課題およびその他の課題は、独立請求項に記載の特徴を備えた本発明によるアンテナ板材によって解決される。従属請求項には、本発明の有利な実施形態が記載されている。

本発明による電気的に加熱可能なアンテナ板材は少なくとも、
・透明な板材と、
・少なくとも、板材面の一部分にわたって延在し、少なくとも部分的に、電磁波を受信および／または送信する面状アンテナとして用いることができる、電気加熱層と、
・電圧源と電気的に接続可能であり、給電電圧を加えると、加熱層により形成された加熱フィールドを介して加熱電流が流れるように、加熱層と直接接触した状態で導電接続されている、少なくとも１つの第１のバスバーおよび第２のバスバーと、
・加熱層と直接接触した状態で導電接続されている第１のアンテナ端子と、
・加熱層の１つのセクションと直接接触した状態で導電接続されている第２のアンテナ端子と、
を含み、
前記のセクションは、加熱層が設けられていない分離領域によって、加熱層の他の部分から直流に関して電気的に絶縁されており、かつ、前記のセクションは隣り合う加熱層と、アンテナ信号伝送のために容量結合されている。

アンテナ端子は直接接触した状態で導電接続されている、という記載が本発明において意味するのは、アンテナ端子の導電性領域の少なくとも１つの部分領域が、加熱層の導電性コーティングの部分領域と、じかに接触した状態にある、ということである。つまり、アンテナ端子は、加熱層と直流的に接続されている。

ここで本発明が基礎とする原則は、電気的に加熱可能なアンテナ板材は、最もシンプルなケースでは、２つのバスバーを介して接触接続される１つの加熱層を有する、というものである。さらに加熱層は、面状アンテナとしてこの加熱層が受信したアンテナ信号を取り出す目的で、アンテナ端子と接触接続される。

加熱層は高オーミックのシート抵抗を有することから、面状アンテナとして動作する加熱層の領域は、アンテナ端子周囲の狭い領域に限られている。面状アンテナとして動作する領域は、周波数に応じて、アンテナ端子の周囲数デシメートルの範囲から成るにすぎない。

したがって、格別に有利であるのは、加熱層と直接接触した状態で導電接続されている第２のアンテナ端子によって、加熱層の別の領域が面状アンテナとして使用されるようにすることである。しかも、有利であるのは、第２のアンテナ端子のアンテナ信号を、そのままできるかぎり板材上で、接続導体を介して第１のアンテナ端子のアンテナ信号と１つにまとめることであり、そのようにすれば、外部に向けてアンテナ増幅器に至る単一のアンテナ導体しか必要としなくなり、このことで配線および増幅器による電力損失およびコストを最小限に抑えることができるようになる。導電層内部に設けられた、いわゆるスロットアンテナの形態の場合にも、加熱層に対し直流的に接続された２つの接触部分で動作させるのは、有利であるといえる。

加熱層は、電気的に加熱すると、つまり、バスバーに給電電圧を加えると、特定の電位経過特性を伴って加熱フィールドを形成するので、両方のアンテナ端子のポジショニングに対して狭い限界が設定されており、つまり、両方のアンテナ端子は、加熱フィールドの等電位領域に配置しなければならない。このようになっていないとしたならば、２つのアンテナ端子の接続導体は、双方のアンテナ端子間で電位の等化を生じさせることになり、つまり、加熱フィールドにおいて加熱層の短絡を引き起こすことになる。これに伴い、アンテナ板材の加熱機能が著しく弱まり、望ましくない局所的な過熱個所いわゆるホットスポットが発生してしまうことになる。

このような問題点は、本発明による分離領域によって解決される。この分離領域は、加熱層の１つのセクションを隣り合う加熱層から直流的に絶縁し、すなわち、直流に関して電気的に絶縁する。これと同時に分離領域は、上記のセクションが隣り合う加熱層と、アンテナ信号伝送のために容量結合されるように、その仕様が選定されている。

本発明による電気的に加熱可能なアンテナ板材は、電気的に絶縁性の透明な基板によって形成された少なくとも１つの透明な板材を含んでいる。導電性の透明なコーティングから成る電気加熱層は、板材面の少なくとも一部分を被覆しており、少なくとも部分的に、電磁波を受信する面状のアンテナ（以下では面状アンテナまたは面状放射器とも称する）として用いられる。加熱層は特に、板材の（中央の）視界領域にわたって延在しており、電気的な接続手段を介して電圧源と電気的に接続可能である。接続手段は外部端子を有しており、これは電圧源の両方の極との接続のために設けられている。さらに接続手段は、少なくとも２つのバスバーを有しており、これらのバスバーは、加熱電流を加熱層に流すために用いられ、給電電圧を加えると、加熱層により形成された加熱フィールドを介して加熱電流が流れるように、加熱層と電気的に接続されている。加熱電流を幅広く分散させて加熱層に流す目的で、バスバーをたとえば金属のストリップ電極またはバンド電極（「Bus bars」）の形態で形成することができる。好ましくは、バスバーは、それぞれ自身のバンド長全体にわたって、加熱層と直接接触した状態で導電接続されている。高オーミックの加熱層と対比すると、バスバーの電気抵抗は比較的僅かであり、または、低オーミックである。本発明の１つの有利な実施形態によれば、バスバーは金属含有の印刷ペーストから成り、このペーストは、たとえばスクリーン印刷によって加熱層に印刷される。このような措置は工業的にとても簡単であり、低コストで実施することができる。

加熱層は、面状アンテナとしての用途に適うように形成されており、この目的で板材を広い面積にわたって被覆することができる。アンテナ板材は少なくとも、加熱層と電気的に結合された第１のアンテナ端子を含んでおり、このアンテナ端子は、面状アンテナとして動作する加熱層の少なくとも１つの領域から、アンテナ信号を取り出す。第１のアンテナ端子は加熱層と直流的に結合されており、好ましくは加熱層と機械的かつ電気的に直接接触した状態にある。

さらにアンテナ板材は第２のアンテナ端子を含んでおり、このアンテナ端子は、加熱層の１つのセクションと直接接触した状態で導電接続されている。このセクションは、加熱層が設けられていない分離領域によって、加熱層の他の部分から直流に関して電気的に絶縁されており、隣り合う加熱層とアンテナ信号伝送のために容量結合されている。加熱層が設けられていない分離領域は有利には、加熱層が、たとえばレーザアブレーションなどによって除去された細い線である。これは工業的にとても簡単であり、低コストで実施することができる。

本発明によるアンテナ板材の１つの有利な実施形態によれば、少なくとも１つの接続導体が、第１のアンテナ端子と第２のアンテナ端子とを直流的に互いに接続している。このように接続することによって、両方のアンテナ端子を介して加熱層から取り出されるアンテナ信号を、１つの共通のアンテナ基部において僅かな損失で統合することができる。

本発明によるアンテナ板材の１つの有利な実施形態によれば、接続導体は板材に、特に加熱層も延在している板材面に配置されている。この場合、接続導体は好ましくは、板材面において加熱層が設けられていない周縁領域に配置されている。このことは、接続導体が加熱面から距離を隔てており、アンテナ信号がほとんど妨害を受けずに接続導体を介して導かれる、という点で格別に有利である。

本発明によるアンテナ板材の１つの有利な実施形態によれば、接続導体は少なくとも部分的に、シールドのない線状のアンテナ導体として形成されている。このアンテナ導体は、電磁波を受信する線状アンテナとしての役割を果たし、この目的に適うように形成されており、つまり、所望の周波数範囲での受信に適した形状を有している。この接続導体は線状アンテナとして、延在方向における寸法（長さＬ）およびこれに垂直な方向における２つの寸法（幅Ｂ、高さＨ）に関して、冒頭で挙げた条件を満たすものである。接続導体をたとえば、ワイヤ形状またはフラット導体として形成することができ、特に好ましくは金属含有の印刷ペーストから成る印刷物として形成することができる。

最適なアンテナ機能を保証する目的で、シールドなしの線状アンテナ導体は、射影演算により以下のように定義されている規定の空間、すなわち、この空間の任意の点は射影面を成す加熱層上または面状アンテナ上に直交平行射影により射影可能である、と定義されている規定の空間の外側に配置されている。加熱層は部分的にしか面状アンテナとして動作しないことから、射影面として用いられるのは加熱層のうち、面状アンテナとして動作する部分だけである。このように線状アンテナ導体は、射影演算により定義された上述の空間内には存在していない。一般的に知られているように、平行射影の場合、射影ビームは互いに平行であり、かつ、射影面に対し直角に当射する。この射影面はこのケースでは、面状アンテナとして用いられる加熱層によって定められており、または、加熱層のうち面状アンテナとして動作する部分によって定められており、ここで射影中心は無限遠に存在する。板材が平坦であり、したがって、加熱層も平坦であれば、射影面は加熱層を含む射影平面である。上述の空間の境界は（仮想の）エッジ面によって規定され、このエッジ面は、加熱層の周囲を取り囲むエッジのところに位置しており、または、加熱層のうち面状アンテナとして動作する部分の周囲を取り囲むエッジのところに位置しており、射影面に対し垂直である。

本発明によるアンテナ板材の場合、線状アンテナのアンテナ基部は、線状アンテナと面状アンテナとに共通する１つのアンテナ基部となる。さらに一般的に知られているように、用語「アンテナ基部」は、受信したアンテナ信号を取り出すための電気的な接点を表すものであり、そこにおいて特に、アンテナ信号の信号レベルを確定するために基準電位（たとえばアース）が参照される。

したがって、この実施形態によれば本発明によるアンテナ板材は、互いに電気的に結合された２つの面状アンテナと１つの線状アンテナとを備えており、本発明の内容に即してこのことを「ハイブリッドアンテナ構造」と称する。有利にはこのような構造によって、広い帯域幅を有する良好な受信パフォーマンスが実現され、そのような広い帯域幅は、面状アンテナとして動作する加熱層の種々の領域の、帯域ＩおよびＩＩの周波数範囲にある好適な受信特性と、帯域ＩＩからＶまでの周波数範囲にある接続導体の線状アンテナの好適な受信特性との組み合わせである。直交平行射影によって面状アンテナ上に射影可能な空間の外側に線状アンテナをポジショニングすることによって、（１つまたは複数の）面状アンテナにより線状アンテナに電気的な負荷が加わるのを、格別有利な態様で阻止することができる。したがって、本発明によるハイブリッドアンテナ構造によれば、帯域ＩからＶまでの周波数範囲全体を申し分のない受信パフォーマンスで、たとえばアンテナ板材として用いられるウィンドシールドガラスのために提供できるようになる。工業的な大量生産において、このようなハイブリッドアンテナ構造を、慣用の製造技術を適用して簡単にかつ低コストで製造することができる。

本発明によるアンテナ板材のさらに別の有利な実施形態によれば、線状アンテナ導体として形成された接続導体が、地上帯域ＩＩＩ〜Ｖの範囲での受信に特化して整合されており、この目的で有利には、１００ミリメーター（ｍｍ）よりも長い長さと、１ｍｍよりも狭い幅と、１ｍｍよりも低い高さとを有しており、これは長さ／幅≧１００またはＬ／Ｈ≧１００という比に相応する。所望の目的のためにさらに好ましいのは、接続導体が２０Ω／ｍよりも小さい線路導電率を有することであり、特に好ましいのは、１０Ω／ｍよりも小さい線路導電率を有することである。

本発明によるアンテナ板材のさらに別の有利な実施形態によれば、面状アンテナと線状アンテナとに共通するアンテナ基部を、受信したアンテナ信号を処理するための電子信号処理装置たとえばアンテナ増幅器と、端子導体を介して導電接続することができる。ただし、この端子導体の長さができるかぎり短くなるように、端子接点が配置されている。このような措置によって有利には、信号導体およびこれに付随して設けられる少なくとも１つのアース導体を備えた特別な高周波導体を、端子導体のために必ずしも用いなくてもよくなり、その代わりに、信号伝送区間が短いことから、高周波導体のために特別に設計されたものではない低コストの信号導体、たとえばシールドなしのリッツ線またはバンド状のフラット導体などを用いることができ、しかも、このような信号導体であれば、比較的手間のかからない接続技術によって接続することができる。これによってかなり大きな規模で、アンテナ板材の製造にかかるコストを節約することができる。

本発明によるアンテナ板材の１つの有利な実施形態によれば、第１のアンテナ端子または第２のアンテナ端子は、第１のバスバーまたは第２のバスバーと直接接触した状態で導電接続されている。このことが特に有利である理由は、個々のアンテナ端子を別個に製造する必要がなく、また、加熱層に対しさらに面積が必要とされない、ということである。短絡または接地を回避する目的で、個々の第１のバスバーおよび／または第２のバスバーが、２つのフィルタを介してアンテナ信号に関して高周波技術的に、電圧源およびボディアースからデカップリング可能であるのが好ましい。

本発明によるアンテナ板材の１つの有利な実施形態によれば、加熱層が設けられていない分離領域は第２のアンテナ端子から、０ｍｍから２００ｍｍまでの間隔ｇを有しており、好ましくは０．１ｍｍから１００ｍｍまでの間隔ｇを有している。特に有利には、加熱層のうち分離領域により電気的に絶縁されたセクションは、加熱層の全面積の１０％以下の面積を有しており、好ましくは５％以下の面積、特に好ましくは１％以下の面積を有している。

本発明によるアンテナ板材の１つの有利な実施形態によれば、分離領域の幅ｄは２５μｍから３００μｍまでであり、好ましくは３０μｍから１４０μｍまでである。このような幅を有する分離領域は、正確かつ簡単な電気的絶縁という利点をもたらすものであり、それと同時に人間の眼にはほとんど目立たない。さらにこれと同時に、加熱層のアンテナ信号を分離領域により区切られたセクションからそのセクション自体に伝送し、つまり、第２のアンテナ導体に供給するために、このような幅を有する分離領域の容量結合は十分である。分離領域は、好ましくは線状で一定の幅ｄを有するように形成されている。このような分離領域は、特に簡単に製造することができ、たとえばレーザアブレーションによって製造することができる。

さらに別の有利な実施形態によれば、本発明によるアンテナ板材は合わせガラスの形態で形成されている。合わせガラスは、内側板ガラスと外側板ガラスに対応する２つの透明な単板ガラスを含んでおり、これらの板ガラスは、少なくとも１つの熱可塑性接着層を介して互いに固定的に接合されている。この場合、加熱層は、合わせガラスの２つの単板ガラスのうち少なくとも一方の単板ガラスの少なくとも１つの表面上に設けられている。さらにこの合わせガラスには支持体層も設けることができ、この支持体層はたとえばＰＥＴフィルムであり、両方の単板ガラスの間に存在している。支持体層を、単板ガラスに加えて、または単板ガラスとは別の選択肢として、加熱層のための支持体として用いることができ、この場合、支持体層の少なくとも１つの表面に加熱層が設けられている。このような措置によって、本発明によるアンテナ板ガラスを技術的に特に簡単な態様で実現することができる。

本発明によるアンテナ板材のさらに別の有利な実施形態によれば、少なくとも１つの板材の表面に加熱層が設けられており、同じ板材のこの表面とは異なる表面に、またはこの板材とは異なる板材の表面に、接続導体が設けられている。このような措置によって、本発明によるアンテナ板材の著しく簡単な製造を実現することができる。

本発明によるアンテナ板材の１つの有利な実施形態によれば、第１のアンテナ端子、第２のアンテナ端子、および／または、接続導体は、金属ワイヤもしくは金属シートから成る。

本発明によるアンテナ板材の別の選択肢となる有利な実施形態によれば、第１のアンテナ端子、第２のアンテナ端子、および／または、接続導体は、導電性印刷ペーストから成り、これらは好ましくはスクリーン印刷法により、加熱層が配置されている板材面に被着されている。このような措置によって、本発明によるアンテナ板材の特に簡単で低コストな製造を実現することができる。かかる導電性印刷ペーストは、好ましくは金属を含有しており、特に銀を含有しており、さらにガラスフリットを含むことができる。

本発明によるアンテナ板材のさらに別の有利な実施形態によれば、第１のアンテナ端子、第２のアンテナ端子、バスバー、および／または、接続導体は、不透明なマスキング層によって覆われており、それによってアンテナ板材の外観を改善することができる。

本発明によるアンテナ板材のさらに別の有利な実施形態によれば、加熱層は少なくとも２つの別の面状セグメントを含んでおり、これらのセグメントは、少なくとも１つの電気的に絶縁性の分離線によって互いに絶縁されている。格別に有利であるのは、特に加熱層の周囲を取り囲むエッジゾーンが、電気的に絶縁性の分離線によって分割された多数の面状セグメントを有することである。加熱層をこのように形成することは、すでに冒頭で挙げた刊行物：国際公開第２０１０／０８１５８９号明細書（WO 2010/081589 A1）および国際公開第２００１／１４４６８０号明細書（WO 2001/144680 A1）に詳しく説明されている。反復を避けるため、これらの文献の開示内容全体はここで参照したことにより本願に取り込まれたものとし、したがって、それらの開示内容は本発明の明細書の一部分であると見なされたい。特に、それらの文献に開示されている面状セグメントの実施形態を、機能および形状に関して参照されたい。

本発明によるアンテナ板材の１つの有利な実施形態によれば、面状セグメントは各々、０．１ｍｍ^２から１００．０ｍｍ^２までの面積を有しており、好ましくは１．０ｍｍ^２から５０．０ｍｍ^２までの面積、特に好ましくは１．０ｍｍ^２から２５．０ｍｍ^２までの面積を有している。

本発明によるアンテナ板材のさらに別の有利な実施形態によれば、接続導体は少なくとも部分的に、複数の面状セグメントにより形成された領域に配置されている。つまり、接続導体は、面状セグメントを有し射影面として用いられる領域に直交平行射影によって射影可能な空間内に配置されている。複数の面状セグメントの領域によって、それらが高周波技術的にもはや面状アンテナとして動作しないように、加熱層が分割されているので、この領域によって加熱層は、たとえば周囲を取り囲む車体または車体に配置された接続導体から分離されている。複数の面状セグメントの領域は視覚的にほとんど目立たないので、この領域をマスキング印刷によって必ずしも覆わなくてもよく、その結果、板材を通した視界の面積が拡大することになる。

本発明によるアンテナ板材のさらに別の有利な実施形態によれば、面状セグメントを分割する分離線の幅ｄは２５μｍから３００μｍまでであり、好ましくは３０μｍから１４０μｍまでである。このような幅を有する分離線は、正確かつ簡単な電気的絶縁という利点をもたらすものであり、それと同時に人間の眼にはほとんど目立たない。

本発明にはさらに、電気的に加熱可能なアンテナ板材の製造方法が含まれており、この製造方法は少なくとも以下のステップを有する、すなわち、
ａ）電気加熱層を、透明な板材の板材面の少なくとも一部分に堆積するステップと、
ｂ）加熱層の１つのセクションを、分離領域によって、直流に関して電気的に絶縁されるように分割するステップと、
ｃ）少なくとも１つの第１のバスバーおよび第２のバスバーを、加熱層に取り付けるステップであって、電圧源からそれらのバスバーへ給電電圧を加えると、加熱層により形成された加熱フィールドを介して加熱電流を流すことができるように、バスバーを加熱層と直接接触した状態で導電接続するステップと、
ｄ）第１のアンテナ端子を加熱層に取り付けて、加熱層と直接接触した状態で導電接続するステップと、
ｅ）第２のアンテナ端子を、セクション内で加熱層に取り付けて、加熱層と直接接触した状態で導電接続することによって、第２のアンテナ導体をセクションと隣り合う加熱層と、アンテナ信号伝送のために容量結合するステップと、
ｆ）接続導体を板材に取り付けて、第１のアンテナ端子と第２のアンテナ端子とを直流的に互いに接続するステップと、
を有している。

１つの有利な実施形態によれば、加熱層は分離領域においてレーザアブレーションにより剥離される。これが格別に有利である理由は、レーザアブレーションを用いることにより、直流に関して正確かつ確実な電気的絶縁を達成することができ、それと同時に分離領域を極めて細かく形成できるからである。このため分離領域は人間の眼にはほとんど知覚不可能になり、板材を通して見た視界がほとんど損なわれないようになる。しかも、分離領域の幅は、分離されたセクションがこのセクションと隣り合う加熱層と、アンテナ信号伝送のために容量結合される程度に狭い。

本発明による方法の特に有利な実施形態によれば、バスバー、第１のアンテナ端子、第２のアンテナ端子、および接続導体は、導電性の印刷ペーストのスクリーン印刷によって、加熱層が配置された板材表面に被着される。このような製造方式は特に低コストであり、工業的に簡単に実施することができる。その際にステップｃ），ｄ），ｅ）およびｆ）を１つのスクリーン印刷プロセスにおいて同時に実施すると、特に有利である。これは特に低コストで、かつ、迅速に実施することができる。

本発明はさらに、上述のようなアンテナ板材の使用にも関する。本発明によればアンテナ板材を、機能的および／または装飾的な単体品として、ならびに、家具、装置および建物の組み込み部材として、ならびに、陸路、空路または水路を移動する移動手段特に自動車の組み込み部材として、たとえばウィンドシールドガラス、リアガラス、サイドガラスおよび／またはガラスルーフとして使用する。

なお、本発明によるアンテナ板材の様々な実施形態をそれぞれ単独で、あるいはそれらを任意に組み合わせて実現できることは自明である。特にこれまで述べてきた特徴そして以下でさらに説明する特徴を、記載どおりの組み合わせだけでなく、それとは異なる組み合わせでも、あるいはそれぞれ単独でも、本発明の範囲を逸脱することなく使用することができる。

次に、本発明について実施例に基づき添付の図面を参照しながら詳しく説明する。図面は簡略化されて描かれており、寸法どおりに描いたものでもない。

本発明によるアンテナ板材の１つの実施例を上から見た概略図。 図１Ａに示した本発明によるアンテナ板材の実施例を、切断線Ａ−Ａ’に沿って見た断面図。 本発明によるアンテナ板材の選択的な実施例を上から見た概略図。 本発明によるアンテナ板材のさらに別の選択的な実施例を上から見た概略図。 図３Ａに示した本発明によるアンテナ板材の実施例を、切断線Ａ−Ａ’に沿って見た断面図。 図３Ａに示した本発明によるアンテナ板材の実施例の一部分Ｚを示す拡大図。 本発明による方法の１つの実施例を示すフローチャート。

図１Ａには、本発明による電気的に加熱可能なアンテナ板材ないしはアンテナ板ガラス１００の第１の実施例が示されている。アンテナ板ガラス１００は、ここではたとえば、合わせガラスの形式の透明な板ガラス１として形成されている。合わせガラス１は、たとえば３５０ｎｍから８００ｎｍまでの波長範囲にある可視光に対し透過性である。ここで「透過性」とは、５０％を超える光透過性のことであり、好ましくは７０％を超える光透過性、特に好ましくは７５％を超える光透過性のことである。合わせガラス１は、たとえば自動車のウィンドシールドガラスとして用いられるが、他の態様で用いてもよい。

図１Ｂには、図１Ａの切断線Ａ−Ａ’に沿って見た合わせガラス１の構造が概略的に示されている。

合わせガラス１は、２つの透明な単板ガラスすなわち剛性の外側板ガラス２と剛性の内側板ガラス３を含んでおり、これらの板ガラスは、透明な熱可塑性接着層４を介して互いに固定的に接合されている。これらの単板ガラスはほぼ等しいサイズを有しており、たとえばガラス特にフロートガラス、キャストガラス、セラミックスガラスから成る。さらにこれらを同様に、プラスチックなど非ガラス材料によって製造されたものとしてもよく、特にポリスチロール（ＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステル（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＡ）、又はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）によって製造されたものとしてもよい。一般的にいえば、十分な透過性、十分な化学的耐性、ならびに、適切な形状安定性およびサイズ安定性を有する任意の材料を使用することができる。これとは異なる態様で使用するために、たとえば装飾部材として使用するためであれば、外側板ガラス２と内側板ガラス３をフレキシブルな材料で製造してもよい。外側板ガラス２と内側板ガラス３の個々の厚さを、用途に応じて幅広く変えることができ、ガラスであれば、たとえば１ｍｍから２４ｍｍまでの範囲とすることができる。

合わせガラス１は、少なくとも近似的に台形状に曲げられた輪郭を有しており（図１Ａでは合わせガラスが簡略化されて台形状に描かれている）、このような輪郭は、両方の単板ガラス２，３に共通する板ガラスエッジによって得られたものである。板ガラスエッジは、互いに向き合った２つの長い板ガラスエッジ１５ａ，１５ａ’と、互いに向き合った２つの短い板ガラスエッジ１５ｂ，１５ｂ’とが合わさって形成されている。慣用的に、板ガラス面はローマ数字Ｉ〜ＩＶによって表され、ここで「面Ｉ」は、外側板ガラス２の第１の板ガラス面に対応し、「面ＩＩ」は、外側板ガラス２の第２の板ガラス面に対応し、「面ＩＩＩ」は、内側板ガラス３の第３の板ガラス面に対応し、「面ＩＶ」は、内側板ガラス３の第４の板ガラス面に対応する。ウィンドシールドガラスとして用いる場合であれば、面Ｉは外部環境と向き合っており、面ＩＶは自動車の車室と向き合っている。

外側板ガラス２と内側板ガラス３とを接合するための接着層４は、有利には接着性プラスチックから成り、好ましくはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、およびポリウレタン（ＰＵ）をベースとする接着性プラスチックから成る。なお、自明であるが、接着層４を二層または多層とし、同じまたは異なる２つまたはそれよりも多くの接着層の形態で形成することができ、たとえば２つのＰＶＢフィルムで形成することができる。

図１Ａに示した実施例によれば、内側板ガラス３の板ガラス表面ＩＩＩに、透明な導電性コーティングの形態で加熱層６が被着されており、この層６は、すべての辺で周囲を取り囲む、加熱層のない周縁領域７によって区切られている。加熱層６は、内側板ガラス３の板ガラス表面ＩＩＩの５０％を超える面積を覆っており、好ましくは７０％を超える面積、なおいっそう好ましくは９０％を超える面積を覆っている。加熱層６により覆われる面積は、好ましくは１ｍ^２よりも広く、ウィンドシールドガラスとしての合わせガラス１の用途にかぎらず、一般的にいえば、たとえば１００ｃｍ^２から２５ｍ^２までの範囲とすることができる。加熱層６は、少なくとも１つの導電性材料を含み、または少なくとも１つの導電性材料から成る。このような導電性材料の具体例は、高い導電率を有する金属であり、たとえば銀、銅、金、アルミニウム、またはモリブデン、金属合金たとえばパラジウムと銀との合金、および、透明導電性酸化物（TCO = Transparent Conductive Oxide）である。ＴＣＯは好ましくは、インジウムスズ酸化物、フッ素でドーピングされた二酸化スズ、アルミニウムでドーピングされた二酸化スズ、ガリウムでドーピングされた二酸化スズ、ホウ素でドーピングされた二酸化スズ、スズ亜鉛酸化物、またはアンチモンでドーピングされたスズ酸化物である。

加熱層６を、この種の導電性材料を含む個別層によって構成することができ、または少なくとも１つのこの種の個別層を含む積層体によって構成することができる。たとえばこの積層体は、導電性材料から成る少なくとも１つの層と、誘電性材料から成る少なくとも１つの層とを含むことができる。加熱層６の厚さを、用途に応じて幅広く変化させることができ、この厚さを任意の個所でたとえば３０ｎｍから１００μｍまでの範囲にあるようにすることができる。ＴＣＯの場合、厚さは有利には１００ｎｍから１．５μｍまでの範囲にあり、好ましくは１５０ｎｍから１μｍまでの範囲にあり、特に好ましくは２００ｎｍから５００ｎｍまでの範囲にある。加熱層が、導電性材料から成る少なくとも１つの層と、誘電性材料から成る少なくとも１つの層とを含む積層体によって構成されている場合、厚さは有利には２０ｎｍから１００μｍまで、好ましくは２５ｎｍから９０μｍまで、特に好ましくは３０ｎｍから８０μｍまでである。有利には、この積層体は熱に対し高い耐性を有しており、その場合にはこの積層体は、ガラス板の湾曲に必要とされる典型的には６００℃を超える温度に対し、損傷することなく耐えられる。ただし、熱に対する耐性の低い積層体を設けてもよい。加熱層６のシート抵抗は、有利には２０Ωの固有シート抵抗よりも低く、たとえば０．５Ωから２０Ωまでの固有シート抵抗の範囲にある。図示の実施例によれば、加熱層６のシート抵抗はたとえば０．７Ωである。

加熱層６は有利には気相によって堆積させられ、この目的で、化学気相堆積法（CVD = Chemical Vapor Deposition）または物理気相堆積法（PVD = Physical Vapor Deposition）といった、それ自体公知の方法を用いることができる。有利には加熱層６は、（マグネトロンカソードスパッタリングのような）スパッタリングによって被着される。

加熱層のない周縁領域７は特に、加熱層６を外側に対して電気的に絶縁する役割を果たし、たとえば、導電性であり一般に金属薄板から成る車体との容量結合を低減するために用いられる。さらに加熱層６は、板ガラスエッジ１５ａ，１５ａ’，１５ｂ，１５ｂ’から浸透する湿気に対して、ひいては腐食に対して保護される。周囲を取り囲む周縁領域７の幅ｒを、幅広く変化させることができる。有利には周縁領域７の幅ｒは、０．２ｃｍから５ｃｍまでであり、好ましくは０．３ｃｍから２ｃｍまで、特に好ましくは０．４ｃｍから１．３ｃｍまでである。周縁領域７を、加熱層６をあとから除去することによって形成することができ、たとえば（グラインディングなどのような）機械的な研削アブレーション、レーザアブレーション、またはエッチングによって形成することができ、あるいは加熱層６を板ガラス表面ＩＩＩに取り付ける前に、内側板ガラス３をマスキングすることによって形成することができる。

下方の板ガラスエッジ１５ｂ’に沿って、第１のバスバー５ａが加熱層６の上に配置されており、この加熱層６と導電接続されている。上方の板ガラスエッジ１５ｂに沿って、第２のバスバー５ｂが加熱層６の上に配置されており、やはりこの加熱層６と導電接続されている。これらのバスバー５ａ，５ｂはそれ自体公知であり、たとえば金属ストリップまたは印刷された導電性の銀印刷物から成る。これら両方のバスバー５ａ，５ｂは、この場合にはたとえば中央でそれぞれ１つの端子と接続されており、この端子によりリード線を介して、バスバー５ａ，５ｂを電圧源と接続することができる。電圧源は、たとえば車両の車載電圧源であり、または電圧変換器を介して車両の車載電圧源と接続されている。この実施例では第１のバスバー５ａは、１２Ｖ電圧源の正電極に接続されており、第２のバスバー５ｂは、この電圧源に属するアース電位または基準電位に接続されている。この場合、第１のバスバー５ａと正極との間、および、第２のバスバー５ｂとアース電位との間に、フィルタが配置されており、その目的は、車載電源からアンテナへ向かう妨害を阻止すると共に、高周波に関して望ましくない、加熱層を介したアンテナの接地も回避される。

バスバー５ａ，５ｂに電圧を供給することで、加熱電流１６が形成され、この加熱電流１６は、バスバー５ａ，５ｂの間に位置する加熱層６の加熱フィールド１７を介して流れ、この加熱フィールド１７をオーミック抵抗加熱によって加熱する。その際に発生する加熱電流１６の電流経路は、具体例として矢印によって表されている。加熱電流１６は実質的に、バスバー５ａと５ｂとの間を最短の接続路に沿って進む。板ガラスの幾何学的形状が複雑で、２つのバスバーよりも多くのバスバーが設けられている場合、各バスバー５ａ，５ｂの固有のオーミック抵抗を考慮すると、電流経路がカーブしながら進む可能性がある。当業者であれば、正確で実際に即した電流経路を、たとえばシミュレーションなどによって容易に求めることができる。

本発明による合わせガラス１の場合には加熱層６は、好ましくは地上無線帯域ＩおよびＩＩの周波数範囲にある電磁波を受信するための面状アンテナとして用いられる。この目的で加熱層６は、第１のアンテナ端子８と電気的に結合されている。この実施例によれば第１のアンテナ端子８は、ダイレクトな接触を介して加熱層６と直流的に結合されている。ストリップ状の第１のアンテナ端子８は、たとえば金属材料好ましくは銀を含んでおり、たとえばスクリーン印刷によって印刷されている。アンテナ端子８は有利には、幅５ｍｍ以上のときに５ｍｍよりも長い長さを有しており、好ましくは幅５ｍｍ以上のときに２５ｍｍよりも長い長さを有している。この実施例によれば第１のアンテナ端子８は、長さ２５ｍｍ、幅８ｍｍである。第１のアンテナ端子８の厚さは、有利には０．０１５ｍｍよりも薄い。印刷された銀含有の第１のアンテナ端子８の比導電率は、たとえば６１．３５・１０６／Ω・ｍである。

図示の実施例によれば、第１のアンテナ端子８は、加熱層６の上に、つまり、加熱層６と電気的にじかに接触して、加熱層のない周縁領域７に対しほぼ平行に、右側の板ガラスエッジ１５ａ’のほぼ中央に配置されている。この場合、第１のアンテナ端子８は、第１のアンテナ端子８の周囲で加熱層６を介して受信される面状アンテナのアンテナ信号を、第１のアンテナ端子８から取り出すことができるように構成されている。

面状アンテナのアンテナ機能を向上させる目的で、加熱層６は第２のアンテナ端子９と電気的に結合されている。この実施例によれば第２のアンテナ端子９は、ダイレクトな接触を介して加熱層６と直流的に結合されている。たとえばストリップ状の第２のアンテナ端子９は、たとえば同様に金属材料好ましくは銀から成り、たとえばスクリーン印刷によって印刷されている。第２のアンテナ端子９は有利には、幅５ｍｍ以上のときに１０ｍｍよりも長い長さを有しており、好ましくは幅５ｍｍ以上のときに２５ｍｍよりも長い長さを有している。この実施例によれば、第２のアンテナ端子９は、第１のアンテナ端子８と同じ寸法を有しており、つまり、長さ２５ｍｍ、幅８ｍｍである。第２のアンテナ端子９の厚さは、有利には０．０１５ｍｍよりも薄い。印刷された銀含有の第２のアンテナ端子９の比導電率は、たとえば６１．３５・１０６／Ω・ｍである。

図１Ｂに示されているように、第２のアンテナ端子９は、加熱層６の上に、つまり、加熱層６と電気的にじかに接触して、加熱層のない周縁領域７に対しほぼ平行に、ほぼ右側下方の板ガラスエッジ１５ａ’のところで、第１のバスバー５ａの近くに配置されている。この場合、第２のアンテナ端子９は、第２のアンテナ端子９の周囲で加熱層６を介して受信される面状アンテナのアンテナ信号を、第２のアンテナ端子９から取り出すことができるように配置されている。その際、第２のアンテナ導体９と加熱層６とのダイレクトな電気的接触は、加熱層６のセクション１１において行われており、このセクション１１は、加熱層のない分離領域１０によって、加熱層６の残りの部分から電気的に絶縁されている。分離領域１０はここでは、たとえば線状で一定の幅を有するように形成されている。分離領域１０は、たとえば１００μｍのような幅ｄしか有しておらず、好ましくはレーザアブレーションによって形成される。分離領域１０は、第２のアンテナ端子９の周囲にほぼ半球状に延びており、加熱層のない周縁領域７によって区切られている。分離領域１０の幅ｄが狭く１００μｍしかないことによって、加熱層６において電気的に絶縁されたセクション１１が、隣り合う加熱層６と高周波技術的に容量結合されており、その結果、セクション１１の内側および外側の第２のアンテナ端子９の周囲で加熱層６によって受信される面状アンテナのアンテナ信号を、第２のアンテナ端子９から取り出すことができる。分離領域１０が半球状に形成されていることによって、加熱フィールド１７内の加熱電流１６にはごく僅かな影響しか及ぼされず、加熱の際に加熱出力と温度の均質性がごく僅かしか損なわれない。

セクション１１を加熱層６の残りの部分から電気的に絶縁する、本発明による分離領域１０によって、第１のアンテナ端子８と第２のアンテナ端子９との間に電位差が発生しないように配慮されている。アンテナ端子８，９は、加熱フィールド１７内のバスバー５ａ，５ｂに対しそれぞれ異なる間隔のところにあることから、分離領域１０が存在しないとしたならば、電位差が発生してしまうことになる。分離領域１０の電位分離によって、第１のアンテナ端子８に導かれるアンテナ信号と、第２のアンテナ端子９へ導かれるアンテナ信号を、１つの共通のアンテナ基部１３および１つの共通のアンテナ導体を介して、アンテナ増幅器１４へ供給することができる。

これら両方のアンテナ信号の結合は、接続導体１２によって行われ、ここでは接続導体１２も内側板ガラス３の板ガラス面ＩＩＩに配置されている。図示の実施例によれば、接続導体１２は加熱フィールドのない周縁領域７に配置されており、したがって、電気的に絶縁する必要はない。

この場合、接続導体１２は、シールドなしの線状アンテナ導体として形成されており、このアンテナ導体は、有利には地上無線帯域ＩＩからＶまでの周波数範囲内の電磁波を、特に好ましくは無線帯域ＩＩＩからＶまでの周波数範囲内の電磁波を受信するための線状アンテナとして用いられ、その目的に適したものである。本実施例によれば、接続導体１２も同様に、銀含有のスクリーン印刷ペーストから成るスクリーン印刷物として、板ガラス表面ＩＩＩ上に印刷されており、たとえば３００μｍの幅ｂ、１０μｍの高さ、および５５０ｍｍの長さを有している。接続導体１２の線路導電率は、有利には２０Ω／ｍよりも小さく、特に好ましくは１０Ω／ｍよりも小さい。図示の実施例によれば、接続導体１２の長さは、０．７５ｍｍの幅において約３００ｍｍである。その線路導電率は、たとえば５Ω／ｍである。

別の選択肢として、接続導体１２をワイヤの形態で実装してもよく、このワイヤは有利には１００ｍｍよりも長く、直径は４００μｍよりも細い。この場合、接続導体１２の線路導電率は、有利には２０Ω／ｍよりも小さく、特に好ましくは１０Ω／ｍよりも小さい。

図１Ａに示した実施例の場合、接続導体１２は少なくとも近似的に直線的な推移を有しており、合わせガラス１において加熱層のない周縁領域７の中に完全に収まっている。その際、接続導体１２は大部分が、マスキングストリップ（図示せず）の領域においてたとえば車両被覆部材（図示せず）の下方で、短い板ガラスエッジ１５ａ’に沿って延在している。この場合、接続導体１２は、板ガラスエッジ１５ａ’からも、加熱層６の外側エッジからも、十分な間隔を有しており、それによって加熱層６および車体との容量結合が阻止される。

線状アンテナは、面状アンテナによっても電気的に負荷が加えられない。その理由は、以下のように定義された空間、すなわち、この空間内に含まれる任意の点は直交平行射影によって、射影平面を成し面状アンテナとして用いられる加熱層６（または、加熱層６のうち面状アンテナとして動作する部分）上に結像可能である、と定義された空間の外側に、接続導体１２が位置しているからである。

第１のアンテナ端子８は、接続導体１２とその一方の端部で直流電気的に結合されている。さらに線状の接続導体１２の他方の端部は、第２のアンテナ端子９と直流電気的に結合されている。直流的な結合は、たとえばアンテナ端子８，９と接続導体１２とを、途切れることのない構造でまとめて印刷することによって行われる。直流的な結合によって、伝送損失が低減される。

第２のアンテナ端子９と接続導体１２との間の接続個所を、面状アンテナのアンテナ信号を取り出すためのアンテナ基部１３と見なすことができる。この実施例の場合のように、接続導体１２が線状アンテナとして形成されているならば、アンテナ基部１３は、第１のアンテナ端子８周囲の面状アンテナのアンテナ信号のためと、接続導体１２により形成された線状アンテナのアンテナ信号のためと、さらには第２のアンテナ端子９周囲の面状アンテナのアンテナ信号のための、共通の接続点として用いられる。したがって、面状アンテナと線状アンテナのアンテナ信号は、第２のアンテナ端子９のところで、または、そこに存在するアンテナ基部１３のところで得られる。

アンテナ基部１３は、寄生的にアンテナとして動作する端子導体と電気的に結合されている。この実施例によれば、端子導体はアンテナ基部１３と直流的に結合されている。端子導体およびこの導体と接続されたコネクタを介して、アンテナ板ガラス１００のアンテナ信号は、後段に接続された電子コンポーネントたとえばアンテナ増幅器１４と、電気的に結合されており、その際にアンテナ信号は、端子導体を介して合わせガラス１から導出される。

この場合、アンテナ基部１３の空間的な位置は、端子導体ができるかぎり短くなり、アンテナとしてのその寄生的な作用が最小となるように、選定されており、このようにすることでたとえば、高周波技術に特有に形成される導体の使用を省くことができるようになる。端子導体は、有利には１００ｍｍよりも短い。したがって、端子導体はこの場合には、たとえばシールドなしのリッツ線または箔片導体として形成されており、これは安価でありかつスペースをとらず、しかも、比較的簡単な接続技術によって接続することができる。ここではたとえばフラット導体として形成された端子導体の幅は有利には、車体との容量結合を阻止する目的で、板ガラスエッジ１５ａ’に向かうにつれて先細になっている。

本発明によるアンテナ板ガラス１００によれば、板ガラスの加熱機能をほとんど損なうことなく、１つの接続ポイントにおいて、複数の面状アンテナ領域のアンテナ信号と、さらに場合によっては１つまたは複数の線状アンテナのアンテナ信号とが統合される。このようなことは、当業者には予期されなかったことであり、驚くべきことであった。

自明のとおり、本発明による合わせガラス１は、技術的に一般的な板ガラスのその他の特徴を含むことができ、たとえば周縁領域を覆う不透明な黒印刷またはマスキング印刷、または、加熱層６において加熱層のないさらに別の領域を含むことができ、この領域をたとえば通信窓として用いることができる。

さらに自明のとおり、本発明の範囲内で、加熱層６、バスバー５ａ，５ｂ、アンテナ端子８，９、および／または、接続導体１２を、個別にまたはすべて一緒に、面状の支持体上に配置することもできる。この支持体は直接、または１つまたは複数の接着層４を介して、単板ガラス３と接続されており、または２つの単板ガラス２，３の間に埋め込まれている。このような面状の支持体は、有利にはプラスチックから製造されており、好ましくはポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエステル（ＰＥ）、およびポリビニルブチラール（ＰＶＢ）をベースするプラスチックから製造されており、特に好ましくは、ポリエステル（ＰＥ）およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）をベースとするプラスチックから製造されている。

図２には、本発明によるアンテナ板ガラス１００の選択的な実施例を上から見た概略図が示されている。不必要な反復を避けるため、ここでは図１Ａおよび図１Ｂの実施例との相違点のみ説明し、それ以外については既述の説明を参照されたい。この実施例によれば、アンテナ板ガラス１００は合わせガラス１として形成されており、既述のように加熱層６およびバスバー５ａ，５ｂを備えている。さらに合わせガラス１は第２のアンテナ端子９を備えており、このアンテナ端子９は既述のように、分離領域１１によって電気的に分割された、加熱フィールド６のセクション１０と、電気的に接触している。

図２の実施例が図１Ａの実施例による合わせガラス１と相違する点は、第１のアンテナ端子８が板ガラスエッジ１５ａ’の中央に配置されているのではなく、板ガラスエッジ１５ａ’の上方領域において上方の板ガラスエッジ１５ｂと隣り合って配置されていることである。第１のアンテナ端子８は、第２のバスバー５ｂの端部と同一であり、したがって、この端部と直流的に接触した状態にある。

さらに第１のアンテナ導体８は、同様に接続導体１２を介して第２のアンテナ導体９と直流的に接続されている。接続導体１２は、線状アンテナ導体として形成されている。図示の実施例によれば、アンテナ導体として用いられる接続導体１２の長さは、０．７５ｍｍの幅において約６５０ｍｍである。

図３Ａには、本発明によるアンテナ板ガラス１００の選択的な実施例を上から見た概略図が示されている。

図３Ｂには、図３Ａに示した本発明によるアンテナ板ガラス１００の実施例を、切断線Ａ−Ａ’に沿って見た断面図が概略的に示されている。

図３Ｃには、図３Ａに示した本発明によるアンテナ板ガラス１００の実施例の一部分Ｚの拡大図が示されている。

不必要な反復を避けるため、ここでは図１Ａおよび図１Ｂの実施例との相違点のみ説明し、それ以外については既述の説明を参照されたい。この実施例によれば、アンテナ板ガラス１００は合わせガラス１として形成されており、既述のように加熱層６およびバスバー５ａ，５ｂを備えている。さらに合わせガラス１は第２のアンテナ端子９を備えており、このアンテナ端子９は既述のように、分離領域１１によって電気的に分割された、加熱フィールド６のセクション１０と、電気的に接触している。

さらに外側板ガラス２には不透明なカラー層が設けられており、このカラー層は第２の板ガラス面ＩＩに被着されており、フレーム状に周囲を取り囲むマスキングストリップ２０を成している。カラー層は有利には、黒で着色された非導電性材料から成り、この材料を外側板ガラス２に焼き込むことができる。マスキングストリップ２０によって、合わせガラス１を車体に接着させることのできる接着ストランド（図示せず）が見えてしまうのが阻止される一方、使用される接着材料のための紫外線保護としての役割を果たす。自明のとおり、この不透明なカラー層を、構造全体で見てこれとは反対側に実装してもよい。

図示の実施例の場合、加熱層６は板ガラス１の上方中央領域に、加熱層のないたとえば環状の領域を備えており、この領域はたとえば通信窓２２として、またはたとえば雨滴センサなどのためのセンサ窓として用いられる。通信窓２２を通して、電磁放射および特に赤外線放射がほぼ妨げられることなく、合わせガラス１を通過することができ、合わせガラス１の後方に配置されたセンサに当射可能であり、またはセンサから送信可能である。バスバー５ｂはここでは、通信窓２２の周囲を矩形状に巡って案内されている。バスバー５ｂは、視覚的に目立たなくなるようにする目的で、迂回部分では上方の板ガラスエッジ１５ｂにおけるよりも細く実装されている。ただし、アース電位に対し一貫して低オーミックの接続を確保するために、第２のバスバー５ｂはこの実施例では、２つの端子を介してアース電位と接続されている。当然ながら、第１のバスバー５ａも、または第１のバスバー５ａだけが、２つ以上の電圧供給用端子を有するようにしてもよい。

図３Ａおよび図３Ｃに示されているように、加熱層６は複数の領域に分割されており、特に加熱層のない周縁領域７と隣り合って、板ガラスエッジ１５ａ，１５ａ’に沿って、電気的に絶縁された多数のセグメント１８に分割されており、これらのセグメント１８の間に電気的に絶縁性の（層が剥離された）分離線１９がそれぞれ設けられている。

冒頭で挙げた国際公開第２０１０／０８１５８９号明細書（WO 2010/081589 A1）に開示されているように、この措置によって有利には、加熱層６と周囲を取り囲む導電性構造たとえば導電性の車体との容量結合を阻止することができる。

分離線１９は、たとえば約１００μｍという僅かな幅しか有しておらず、たとえばレーザアブレーションによって形成される。このため、互いに電気的に絶縁された多数のセグメント１８への加熱層６の分割は、視覚的に眼にはほとんど認識できないものであり、合わせガラス１を通して見た視界をほとんど損なわない。これと同時に、このようなセグメンテーションによって、加熱層６と周囲を取り囲む導電性構造たとえば導電性の車体との容量結合が阻止される。したがって、特に有利であるのは、この領域に線状アンテナを配置することである。その理由は、線状アンテナを車体から比較的距離を隔てて配置することができ、その結果、線状アンテナも、著しく僅かにしか車体と容量結合しないからである。

この実施形態によれば、線状アンテナ導体として形成された接続導体１２は、少なくとも近似的に直線状の推移を有しており、互いに電気的に絶縁された多数のセグメント１８に分割された加熱層６の領域上にほぼ完全に位置している。セグメント１８への分割によって、加熱層６はこの領域において線状アンテナの機能を損なわない。特にセグメンテーションによって有利には、一方の側にある加熱層６および線状アンテナと、他方の側にある車体との、高周波技術的に有効な間隔の増大が実現される。

図示の実施例では、電気的に絶縁された複数のセグメント１８を含む２つの領域が、それぞれストリップ状に短い方の板ガラスエッジ１５ａ，１５ａ’に平行に配置されており、つまり、複数のセグメントを含む領域と隣り合う加熱フィールド１７における加熱電流１６にほぼ平行に配置されている。このような配置によって、加熱フィールド１７における電流経路のコースが妨害されず、加熱の際の加熱出力分布および温度分布が極めて均質になる。加熱フィールド１７における加熱電流１６の流れが妨害されないようにする目的で、セクション１０はセグメントに分割された領域の切欠き内に配置されている。この場合、分離線１１によって、板ガラスエッジ１５ａ’にほぼ平行に延在する、セグメントに分割された領域の境界がさらに延ばされている。このような措置によって、加熱フィールド１７における加熱電流１６の流れが妨害されないようになる。

反対側の短い方の板ガラスエッジ１５ａにおいて、セグメントに分割された領域のさらに別の切欠きに、別のアンテナ端子２１が配置されている。ただし、この別のアンテナ端子２１は、分離線１１によって加熱層６から絶縁されていない。別のアンテナ端子２１において、その周囲で面状アンテナとして用いられる加熱層６のアンテナ信号が取り出されるが、このアンテナ信号は、バスバー５ａ，５ｂに給電電圧が加えられたときには、加熱フィールド１７の局所的な電位にある。別のアンテナ端子２１がほぼ中央に配置されているならば、この電位はたとえば約６Ｖである。つまり、このことは、別のアンテナ端子２１のアンテナ信号は、容量結合を介してのみアンテナ増幅器１４と結合してよく、直流的な結合を介して結合してはならない、ということを意味する。この実施例の場合、直流的に結合してしまうと、別のアンテナ端子２１と、バスバー５ｂと接続されている第１のアンテナ端子８との短絡が生じてしまう。バスバー５ｂにはアース電位が加わっているので、短絡が発生したならば、別のアンテナ端子２１のところで加熱層６にもアース電位が加わり、加熱フィールド１７が著しく不均質になってしまう。

なお、自明であるが、本発明による板ガラス１は、さらに別のアンテナ端子２１’，２１’’も含むことができ、これらはたとえば通信窓２２周囲の領域に配置されている。ポジションに応じて、ひいては電位に応じて、これらを直接（つまり、直流的な結合を介して）、または結合コンデンサを介して（つまり、容量結合を介して）、アンテナ増幅器１４と接続することができる。

図４には、本発明による方法の１つの実施例のフローチャートが示されている。

以下では、合わせガラス１として形成されたアンテナ板ガラス１００の本発明による製造方法について、さらに別のいくつかの例示的な態様を説明する。

最初に、外側板ガラス２と内側板ガラス３が、望ましい台形状の輪郭で未加工ガラス材料から切り出される。ついで内側板ガラス３に、スパッタリングにより加熱層６がコーティングされ、その際、マスクの使用により、エッジストリップ７はコーティングされない。別の選択肢として、最初に未加工ガラス材料をコーティングし、その後、そのようにコーティングした材料から内側板ガラス３を切り出してもよい。このようにして準備処理された内側板ガラス３の場合には、エッジストリップ７を形成するためにコーティングが剥離され、このことは工業的な大量生産においては、たとえば機械的に研削除去するグラインディングホイールを用いて、またはレーザアブレーションによって、実施することができる。

その後、または同時に、直流電流に関して電気的に絶縁されるように、セクション１０を分離線１１によって加熱層６から分割する。これに加えて、分離領域１９のコーティングを剥離することができ、この領域によって、電気的に絶縁された多数のセグメント１８が形成される。分離線１１および分離領域１９のコーティングは、好ましくはレーザアブレーションによって剥離される。このことにより得られる格別な利点とは、確実な電気的絶縁を達成できると同時に、分離線１１と分離領域１９が著しく細かくなり、視覚的にほとんど目立たなくなることである。

ついで２つのバスバー５ａ，５ｂ、第１のアンテナ端子８，第２のアンテナ端子９、および接続導体１２が、たとえばスクリーン印刷法によって内側板ガラス３に印刷される。この場合、印刷ペーストとして、たとえば銀の印刷ペーストを用いることができる。これに続いて、印刷ペーストが予備焼成され、その後、高温で板ガラス２，３の湾曲が行われる。バスバー５ａ，５ｂと第１および第２の端子導体との電気的な接続を、たとえばはんだ付けまたは導電性接着剤による固定によって行うことができ、あるいはたとえば超音波はんだ法によって行うことができる。同じことは、アンテナ基部１３からアンテナ増幅器１４へアンテナ信号を転送するために用いられる端子導体についても当てはまる。さらにその後、外側板ガラス２と内側板ガラス３とが１つに合わせられ、接着層４によって接着される。

本発明によって提供されるアンテナ板ガラス１００によれば、複数のアンテナ端子８，９によってアンテナ信号が改善され、その際にそれらのアンテナ端子８，９によってもアンテナ板ガラス１００の加熱機能が損なわれない。本発明の１つの有利な実施形態によれば、各アンテナ端子８，９間の接続導体１２を、線状アンテナとして適切に形成することによって、帯域幅が最適化された電磁波の受信が実現され、その際に面状アンテナと線状アンテナとが組み合わせられることによって、帯域Ｉ〜Ｖの周波数範囲全体にわたって、申し分のない受信パフォーマンスを達成することができる。

このようなことは、当業者には予期されなかったことであり、驚くべきことであった。

１ 板ガラス、合わせガラス
２ 外側板ガラス
３ 内側板ガラス
４ 接着層
５ａ 第１のバスバー
５ｂ 第２のバスバー
６ 加熱層
７ 周縁領域
８ 第１のアンテナ端子
９ 第２のアンテナ端子
１０ 分離領域
１１ セクション
１２ 接続導体
１３ アンテナ基部
１４ アンテナ増幅器
１５ａ，１５ａ’ 長い板ガラスエッジ
１５，１５ｂ’ 短い板ガラスエッジ
１６ 加熱電流
１７ 加熱フィールド
１８ セグメント
１９ 分離線
２０ マスキングストリップ
２１，２１’，２１’’ 別のアンテナ端子
２２ 通信窓
１００ アンテナ板ガラス
ｂ 接続導体１２の幅
Ａ−Ａ’ 切断線
ｄ 分離領域１０の幅、分離線１９の幅
ｇ 分離領域１０と第２のアンテナ端子９との間隔
ｒ 周縁領域７の幅
Ｚ セクション
ＩＩ 外側板ガラス２の板ガラス表面
ＩＩＩ 内側板ガラス３の板ガラス表面

Claims (17)

1. 電気的に加熱可能なアンテナ板材（１００）であって、
   当該アンテナ板材（１００）は、少なくとも、
   ・透明な板材（１）と、
   ・少なくとも、板材面（ＩＩＩ）の一部分にわたって延在し、少なくとも部分的に、電磁波を受信および／または送信する面状アンテナとして用いられる、電気加熱層（６）と、
   ・電圧源と電気的に接続可能であり、給電電圧を加えると、前記加熱層（６）により形成された加熱フィールド（１７）を介して加熱電流（１６）が流れるように、前記加熱層（６）と直接接触した状態で導電接続されている、少なくとも１つの第１のバスバー（５ａ）および第２のバスバー（５ｂ）と、
   ・前記加熱層（６）と直接接触した状態で導電接続されている第１のアンテナ端子（８）と、
   ・前記加熱層（６）の１つのセクション（１１）と直接接触した状態で導電接続されている第２のアンテナ端子（９）と、
   を備え、
   前記セクション（１１）は、加熱層が設けられていない分離領域（１０）によって、前記加熱層（６）の他の部分から直流に関して電気的に絶縁されており、前記セクション（１１）は、隣り合う前記加熱層（６）と、アンテナ信号伝送のために容量結合されている、
   電気的に加熱可能なアンテナ板材（１００）。
2. 少なくとも１つの接続導体（１２）が、前記第１のアンテナ端子（８）と前記第２のアンテナ端子（９）とを直流的に互いに接続しており、当該少なくとも１つの接続導体（１２）は、１つの共通のアンテナ基部（１３）を有している、
   請求項１に記載のアンテナ板材（１００）。
3. 前記接続導体（１２）は、前記板材（１）に配置されており、好ましくは前記板材面（ＩＩＩ）の、加熱層が設けられていない周縁領域（７）に配置されている、
   請求項２に記載のアンテナ板材（１００）。
4. 前記接続導体（１２）は、少なくとも部分的に、シールドされていない線状アンテナ導体として形成されており、電磁波を受信する線状アンテナとして用いられる、
   請求項２または３に記載のアンテナ板材（１００）。
5. 前記第１のアンテナ端子（８）または前記第２のアンテナ端子（９）は、前記第１のバスバー（５ａ）または前記第２のバスバー（５ｂ）と直接接触した状態で導電接続されており、好ましくは個々の前記第１のバスバー（５ａ）および／または前記第２のバスバー（５ｂ）は、フィルタを介して前記電圧源からデカップリング可能である、
   請求項１から４までのいずれか１項に記載のアンテナ板材（１００）。
6. 前記第１のアンテナ端子（８）、前記第２のアンテナ端子（９）、および／または、前記接続導体（１２）は、金属ワイヤまたは金属薄板から成る、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載のアンテナ板材（１００）。
7. 前記第１のアンテナ端子（８）、前記第２のアンテナ端子（９）、および／または、前記接続導体（１２）は、導電性印刷ペーストから成り、好ましくはスクリーン印刷法により、前記加熱層（６）が配置されている板材面（ＩＩＩ）に被着されている、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載のアンテナ板材（１００）。
8. 加熱層が設けられていない前記分離領域（１０）は、前記第２のアンテナ端子（９）から、０ｍｍから２００ｍｍまでの間隔ｇを有しており、好ましくは０．１ｍｍから１００ｍｍまでの間隔ｇを有している、
   請求項１から７までのいずれか１項に記載のアンテナ板材（１００）。
9. 前記セクション（１１）は、前記加熱層（６）の面積の１０％以下の面積を有しており、好ましくは５％以下の面積、特に好ましくは１％以下の面積を有している、
   請求項１から８までのいずれか１項に記載のアンテナ板材（１００）。
10. 前記加熱層（６）は、電気的に絶縁性の分離線（１９）によって電気的に分割されている複数の面状セグメント（１８）を有しており、当該複数の面状セグメント（１８）は、好ましくは、加熱層が設けられていない前記周縁領域（７）と隣り合っている、
    請求項１から９までのいずれか１項に記載のアンテナ板材（１００）。
11. 前記セグメント（１８）は、各々、０．１ｍｍ^２から１００．０ｍｍ^２までの面積を有しており、好ましくは１．０ｍｍ^２から５０．０ｍｍ^２までの面積、特に好ましくは１．０ｍｍ^２から２５．０ｍｍ^２までの面積を有している、
    請求項１０に記載のアンテナ板材（１００）。
12. 前記接続導体（１２）は、少なくとも部分的に、前記面状セグメント（１８）に配置されている、
    請求項１０または１１に記載のアンテナ板材（１００）。
13. 前記分離領域（１０）および／または前記分離線（１９）は、２５μｍから３００μｍまでの幅を有しており、好ましくは３０μｍから１４０μｍまでの幅ｄを有している、
    請求項１から１２までのいずれか１項に記載のアンテナ板材（１００）。
14. 熱可塑性の接着層（４）により互いに接合された２つの単板材（２，３）を備えた合わせ板材として構成されており、前記加熱層（６）は、前記単板材の少なくとも１つの表面（ＩＩ，ＩＩＩ）に設けられており、および／または、前記単板材間に配置された支持体の表面に設けられている、
    請求項１から１３までのいずれか１項に記載のアンテナ板材（１００）。
15. 電気的に加熱可能なアンテナ板材（１００）の製造方法であって、少なくとも、
    ａ）電気加熱層（６）を、透明な板材（１）の板材面（ＩＩＩ）の少なくとも一部分に堆積するステップと、
    ｂ）前記加熱層（６）の１つのセクション（１１）を、加熱層が設けられていない分離領域（１０）によって、直流に関して電気的に絶縁されるように分割する、特にレーザアブレーションによって分割する、ステップと、
    ｃ）少なくとも１つの第１のバスバー（５ａ）および第２のバスバー（５ｂ）を、前記加熱層（６）に取り付けるステップであって、電圧源から前記バスバー（５ａ，５ｂ）へ給電電圧を加えると、前記加熱層（６）により形成された加熱フィールド（１７）を介して加熱電流（１６）を流すことができるように、前記バスバー（５ａ，５ｂ）を前記加熱層（６）と直接接触した状態で導電接続するステップと、
    ｄ）第１のアンテナ端子（８）を前記加熱層（６）に取り付けて、前記加熱層（６）と直接接触した状態で導電接続するステップと、
    ｅ）第２のアンテナ端子（９）を、前記セクション（１１）内で前記加熱層（６）に取り付けて、前記加熱層（６）と直接接触した状態で導電接続することによって、前記第２のアンテナ導体（９）を前記セクション（１１）と隣り合う前記加熱層（６）と、アンテナ信号伝送のために容量結合するステップと、
    ｆ）接続導体（１２）を前記板材（１）に取り付けて、前記第１のアンテナ端子（８）と前記第２のアンテナ端子（９）とを直流的に互いに接続するステップと、
    を含む、
    電気的に加熱可能なアンテナ板材（１００）の製造方法。
16. 前記バスバー（５ａ，５ｂ）、前記第１のアンテナ端子（８）、前記第２のアンテナ端子（９）および前記接続導体（１２）を、導電性印刷ペーストのスクリーン印刷によって、前記加熱層（６）が配置された板材表面（ＩＩＩ）に被着し、好ましくは前記ステップｃ）、ｄ）、ｅ）およびｆ）を同時に実施する、
    請求項１５に記載のアンテナ板材（１００）の製造方法。
17. 機能的および／または装飾的な単体品として、ならびに、家具、装置および建物の組み込み部材として、ならびに、陸路、空路または水路を移動する移動手段、特に自動車の組み込み部材として、たとえばウィンドシールドガラス、リアガラス、サイドガラスおよび／またはガラスルーフとして使用する、
    請求項１から１４までのいずれか１項に記載のアンテナ板材（１００）の使用。

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