KR20180080279A - 용량성 스위칭 영역을 갖는 가열가능한 복합 판유리를 갖는 판유리 어셈블리 - Google Patents

용량성 스위칭 영역을 갖는 가열가능한 복합 판유리를 갖는 판유리 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 용량성 스위칭 영역(10)을 갖는 가열가능한 복합 판유리(100), 및 제1 입력부를 통해 연결 영역(13)에 및 제2 입력부를 통해 가열 와이어(21) 또는 버스바(22)에 전기 전도적으로 연결된 용량성 센서 전자장치 시스템(14)을 포함하며, 여기서 용량성 스위칭 영역(10)을 갖는 가열가능한 복합 판유리(100)는 기판(1) 및 커버 판유리(4), 및 기판(1)과 커버 판유리(4) 사이에 배열된 적어도 1개의 제1 중간 층(3)을 포함하고, 여기서 전기 전도성 층(6)을 갖는 캐리어 필름(5)이 기판(1)과 제1 중간 층(3) 사이에 또는 커버 판유리(4)와 제1 중간 층(3) 사이에 적어도 일부 구획에 배열되고, 전기 전도성 층(6)의 적어도 1개의 영역이 용량성 스위칭 영역(10)을 형성하고, 용량성 스위칭 영역(10)이 접촉 영역(11), 공급선 영역(12) 및 연결 영역(13)을 가지며, 공급선 영역(12)이 접촉 영역(11)을 연결 영역(13)에 전기적으로 연결하고, 연결 영역(13)이 센서 전자장치(14)에 전기적으로 연결될 수 있고, 적어도 1개의 가열 와이어(21) 및 적어도 2개의 버스 도체(22)가 기판(1)과 커버 판유리(4) 사이에 배열되고, 각 경우에 가열 와이어(21)의 각 단부가 버스 도체(22) 중 하나에 연결되고, 그에 따라 버스 도체(22)에 전압이 인가될 때 가열 와이어(21)를 통해 가열 전류가 흐를 수 있고, 그에 의해 가열 와이어(21)가 가열될 수 있는 것인, 판유리 어셈블리(101)에 관한 것이다.

Description

용량성 스위칭 영역을 갖는 가열가능한 복합 판유리를 갖는 판유리 어셈블리
본 발명은 용량성 스위칭 영역을 갖는 가열가능한 복합 판유리를 갖는 판유리 배열체, 그의 제조 방법 및 그의 용도에 관한 것이다.
전형적으로, 복합 판유리는 예를 들어 열가소성 폴리비닐 부티랄(PVB) 필름으로 제조된 중간 층을 통해 함께 결합된 2개의 판유리, 예를 들어 외부 판유리 및 내부 판유리를 포함한다. DE10126869A1 또는 WO2005055667A2로부터 알려진 바와 같이, 전기적으로 가열가능한 복합 판유리는 예를 들어 가열 와이어가 구비되고, 자동차 공학에서 예를 들어 옆 창문 판유리로서 빈번히 이용된다. 가열 와이어는 열가소성 중간 층의 표면 내에 매립된다. 전형적으로, 가열 와이어의 전기적 접촉을 위해 버스바가 제공된다. 적합한 버스바는 예를 들어 외부 전압원에 연결된 구리 호일의 스트립이다. 가열 와이어는 버스바 사이에서 연장되고, 그에 따라 전압 인가 후 가열 와이어를 통해 전류가 흐를 수 있고, 그에 의해 가열 작용이 얻어진다.
스위칭 영역은 표면 전극에 의해 또는 2개의 커플링된 전극의 배열에 의해 예를 들어 용량성 스위칭 영역으로서 형성될 수 있다고 알려져 있다. 물체가 스위칭 영역에 접근할 때, 접지(ground)에 대한 표면 전극의 커패시턴스 또는 2개의 커플링된 전극에 의해 형성된 커패시터의 커패시턴스가 변한다. 커패시턴스 변화는 회로 배열 또는 센서 전자장치 시스템에 의해 측정되고, 문턱값을 초과할 때 스위칭 신호가 촉발된다. 용량성 스위치를 위한 회로 배열은 예를 들어 DE 20 2006 006 192 U1, EP 0 899 882 A1, US 6,452,514 B1, 및 EP 1 515 211 A1로부터 알려져 있다.
본 발명의 목적은 복합 판유리에 간단하게 및 경제적으로 통합될 수 있고 판유리를 통한 시야를 아주 조금 방해하거나 또는 전혀 방해하지 않는 용량성 스위칭 영역을 갖는 개선된 가열가능한 복합 판유리를 제공하는 데 있다. 접촉 센서가 용량성 스위칭 영역으로 간단한 방식으로 형성될 수 있다. 본 발명의 목적은 본 발명에 따라서 독립항인 청구항 1에 따른 용량성 스위칭 영역을 갖는 가열가능한 복합 판유리를 갖는 판유리 배열체에 의해 달성된다. 바람직한 실시양태는 종속항으로부터 드러난다.
복합 판유리는 바람직하게는 차량 판유리, 예컨대 옆 판유리, 앞유리창, 뒷 창문, 또는 루프 패널이다. 그러나, 또한, 본 발명에 따른 복합 판유리는 건축용 판유리 또는 가구, 예를 들어 냉장고, 냉동고, 또는 전기 가열기 또는 거울 요소에서의 글레이징일 수 있다.
복합 판유리는 바람직하게는 차량의 열릴 수 있는 옆 창문용 옆 판유리이다. 이것은 차량 문 안으로 옆 판유리의 실질적으로 수직 변위에 의해 열릴 수 있고 다시 닫힐 수 있는 옆 창문을 의미한다.
복합 판유리 및 특히, 옆 판유리는 상부 에지, 하부 에지, 전방 에지 및 후방 에지를 갖는다. 옆 판유리의 경우에, "상부 에지"는 설치된 위치에서 위쪽으로 향하는 옆 판유리의 측부 에지를 나타낸다. "하부 에지"는 설치된 위치에서 지면 쪽으로 아래쪽으로 향하는 측부 에지를 나타낸다. "전방 에지"는 운전 방향에서 앞쪽으로 향하는 측부 에지를 나타낸다. "후방 에지"는 운전 방향에서 뒤쪽으로 향하는 측부 에지를 나타낸다.
판유리 배열체에서, 용량성 스위칭 영역을 갖는 본 발명에 따른 복합 판유리는 적어도 다음 특성:
- 기판 및 커버 판유리, 뿐만 아니라
- 기판과 커버 판유리 사이에 면결합으로(areally) 배열된 적어도 1개의 제1 중간 층
을 포함하고,
여기서
- 전기 전도성 층을 갖는 캐리어 필름이 기판과 제1 중간 층 사이에 또는 커버 판유리와 제1 중간 층 사이에 적어도 구획적으로 배열되고,
- 전기 전도성 층의 적어도 1개의 영역이 용량성 스위칭 영역을 형성하고,
- 용량성 스위칭 영역이 접촉 영역, 공급선 영역, 및 연결 영역을 가지며, 공급선 영역이 접촉 영역을 연결 영역에 전기적으로 연결하고, 연결 영역이 센서 전자장치 시스템에 전기적으로 연결될 수 있고,
- 적어도 1개의 가열 와이어 및 적어도 2개의 버스바가 기판과 커버 판유리 사이에 배열되고, 여기서 각 경우에 가열 와이어의 한 단부가 각 경우에 버스바 중 하나에 전기 전도적으로 연결되고, 그에 따라 버스바에의 전압 인가 시 가열 와이어를 통해 가열 전류가 흐를 수 있고, 그에 의해 가열 와이어가 가열될 수 있다.
복합 판유리는 가열 와이어의 가열가능성을 통해 가열가능하다.
본 발명의 유리한 실시양태에서는, 센서 전자장치 시스템의 제2 입력부가 전기 접지에 연결된다.
본 발명의 유리한 실시양태에서는, 용량성 스위칭 영역이 복합 판유리를 통한 투영에서 적어도 1개의 가열 와이어와 중첩된다.
본 발명의 유리한 실시양태에서, 공급선 영역의 길이(lZ) 대 폭(bZ)의 비는 1:700 이하, 바람직하게는 1:1 내지 1:100이다. 본 발명의 맥락에서, 공급선 영역이 일정한 폭(bZ)을 갖지 않을 때, 예를 들어, 공급선 영역이 사다리꼴 형상 또는 점적 형상으로 구현될 때, "폭(bZ)"이라는 용어는 공급선 영역의 평균 폭을 의미한다.
공급선 영역의 길이(lZ)는 바람직하게는 1 cm 내지 70 cm, 특히 바람직하게는 3 cm 내지 8 cm이다. 공급선 영역의 폭(bZ)는 바람직하게는 0.5 mm 내지 10 mm, 특히 바람직하게는 0.5 mm 내지 2 mm이다. 공급선 영역은 바람직하게는 직사각형, 스트립 또는 선 형상을 갖는다.
본 발명에 따른 복합 판유리의 유리한 실시양태에서는, 연결 영역이 판유리의 외부 에지 상에 배열된다. 외부 에지로부터의 거리는 바람직하게는 10 cm 미만, 특히 바람직하게는 0.5 cm 미만이다. 이것은 연결 영역과 예를 들어 호일 도체의 전기적 접촉을 광학적으로 눈에 띄지 않는 흑색 프린트 아래에 또는 커버, 예를 들어 카메라 하우징으로 가리는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 스위칭 영역의 유리한 실시양태에서는, 접촉 영역이 1 ㎠ 내지 200 ㎠, 특히 바람직하게는 1 ㎠ 내지 9 ㎠의 면적을 갖는다. 접촉 영역의 길이(lB)는 바람직하게는 1 cm 내지 14 cm, 특히 바람직하게는 1 cm 내지 3 cm이다. 접촉 영역의 최대 폭(bB)는 바람직하게는 1 cm 내지 14 cm, 특히 바람직하게는 1 cm 내지 3 cm이다. 원칙적으로, 접촉 영역은 임의의 요망되는 형상을 가질 수 있다. 특히 적합한 접촉 영역은 원형, 타원형, 또는 물방울형이다. 별법으로, 각이 있는 형상, 예를 들어 삼각형, 정사각형, 직사각형, 사다리꼴 또는 다른 유형의 사각형 또는 더 많은 각을 갖는 다각형이 가능하다.
본 발명에 따른 스위칭 영역의 또 다른 유리한 실시양태에서는, 공급선 영역의 폭(bZ) 대 접촉 영역의 최대 폭(bB)의 비가 적어도 1:2, 특히 적어도 1:10이다. 따라서, 특히 좋은 스위칭 결과를 얻는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 판유리의 유리한 실시양태에서는, 분리선의 폭(t1)이 30 ㎛ 내지 200 ㎛, 바람직하게는 70 ㎛ 내지 140 ㎛이다. 그러한 가는 분리선은 신뢰할만한 충분히 높은 전기적 격리를 가능하게 하고, 동시에 복합 판유리를 통한 시야를 아주 조금 방해하거나 또는 전혀 방해하지 않는다.
스위칭 영역은 용량성 스위칭 영역이고, 다시 말해서, 스위칭 영역은 용량성 접촉 탐지를 위해 특수하게 구현된다. 유리한 실시양태에서는, 스위칭 영역이 표면 전극을 형성한다. 표면 전극의 커패시턴스는 외부 용량성 센서 전자장치 시스템에 의해 측정된다. 물체(예를 들어, 인체 또는 인체의 유전 상수와 유사한 유전 상수를 갖는 사물)가 표면 전극에 근접하거나 또는 예를 들어 표면 전극 위의 절연제 층에 접촉될 때, 표면 전극의 커패시턴스는 접지에 대해 변한다. 특히, 절연제 층은 기판 자체를 포함한다. 커패시턴스 변화는 센서 전자장치 시스템에 의해 측정되고; 문턱값을 초과할 때, 스위칭 신호가 촉발된다. 스위칭 영역은 표면 전극의 형상 및 크기에 의해 한정된다.
방금 제시된 접지에 대한 커패시턴스 측정값 외에도, 또한 전기 전도성 층과 또 다른 전기 전도성 영역 사이의 미분 커패시턴스 측정값도 측정될 수 있다.
본 발명의 일부가 아닌 본 발명에 따른 복합 판유리의 대안에서는, 전기 전도성 층이 적어도 1개의 무코팅 분리선에 의해 용량성 스위칭 영역 및 주위 영역으로 전기적으로 구분된다. 주위 영역은 또 다른 연결 영역을 통해 센서 전자장치 시스템에 연결될 수 있다. 다시 말해서, 복합 판유리는 4개의 공급선과 접촉된다: 용량성 스위칭 영역을 위한 1개의 공급선, 주위 영역을 위한 1개의 공급선 및 가열 와이어를 통한 전기적 가열을 위한 버스바를 위한 2개의 공급선.
그러한 배열에서, 용량성 스위칭 영역 및 주위 영역은 서로 용량성 커플링되는 2개의 전극을 형성한다. 전극에 의해 형성된 커패시터의 커패시턴스는 물체, 예를 들어 인체 부위의 접근에 따라 변한다. 커패시턴스의 변화는 센서 전자장치 시스템에 의해 측정되고, 문턱값이 초과될 때, 스위칭 신호가 촉발된다. 감지 영역은 전극이 용량성 커플링되는 영역의 형상 및 크기에 의해 한정된다.
본 발명에 따르면, 가열 회로, 즉, 가열 와이어 및 버스바로 구성된 회로가 제2 전극으로서 센서 전자장치 시스템에 연결된다. 다시 말해서, 가열 와이어 및 버스바가 주위 영역으로서 기능한다. 이것은 특히 유리한데, 그 이유는 이 제2 전극과 센서 전자장치 시스템의 전기적 연결이 심지어 복합 판유리 밖에서, 예를 들어 공급선들 중 한 공급선의 영역에서 달성될 수 있고, 이것으로 버스바가 가열 기능을 위해 작동 전압에, 특히 접지선과 연결된다. 따라서, 주위 영역에 이르는 별도의 공급선이 제거되고, 전체 복합 판유리는 단지 3개의 공급선, 즉 용량성 스위칭 영역에 이르는 1개의 공급선 및 버스바를 위한 2개의 공급선과 접촉되고, 여기서 버스바를 위한 공급선 중 하나가 센서 전자장치 시스템의 제2 입력부에의 전기선 연결부로 쓰인다.
용량성 스위칭 영역 및 임의로, 주위 영역 또는 가열 회로는 본 발명에 따른 복합 판유리에 통합된다. 따라서, 복합 판유리 상에 장착되어야 하는 별도의 성분으로서 스위치 등이 필요하지 않다. 바람직하게는, 또한, 복합 판유리는 그의 표면 상에서 투시 영역에 배열되는 다른 성분을 갖지 않는다. 이것은 복합 판유리의 얇은 디자인 면에서 뿐만 아니라 복합 판유리를 통한 가시성을 아주 조금 방해한다는 면에서 특히 유리하다.
본 발명에 따른 판유리 배열체는 본 발명에 따른 복합 판유리 및 연결 영역을 통해 용량성 스위칭 영역에 및 임의로, 또 다른 연결 영역을 통해 주위 영역 또는 가열 회로에 전기적으로 연결된 센서 전자장치 시스템을 포함한다. 센서 전자장치 시스템은 용량성 센서 전자장치 시스템이다.
본 발명에 따른 스위칭 배열의 유리한 실시양태에서, 센서 전자장치 시스템의 감도는 사람 손가락이 기판 상에서 접촉 영역을 접촉할 때는 센서 전자장치 시스템이 스위칭 신호를 출력하고, 커버 판유리 상에서 접촉 영역을 접촉할 때는 센서 전자장치 시스템이 스위칭 신호를 출력하지 않거나 또는 상이한 스위칭 신호를 출력하도록 선택된다. 물론, 또한, 접촉 영역의 접촉은 다수의 손가락 또는 인체의 상이한 부위로 달성될 수 있다. 본 발명의 맥락에서, "접촉"은 측정 신호, 즉, 이 경우에는 커패시턴스의 측정가능한 변화를 초래하는 스위칭 영역과의 임의의 상호작용을 의미한다. 특히, 이것은 외부 표면 상에 접촉 영역의 직교 투영에 의해 얻는 구역에서 복합 판유리의 외부 표면의 접촉이다.
본 발명의 유리한 실시양태에서는, 접촉 영역과 기판의 외부 표면(IV) 사이의 표면 커패시턴스(cI)가 접촉 영역과 커버 판유리의 외부 표면(I) 사이의 표면 커패시턴스(cA)보다 크다.
표면 커패시턴스(cI) 또는 (cA)는 접촉 영역과 기판의 외부 표면 또는 커버 판유리의 외부 표면 사이에 접촉 영역의 직교 투영으로부터 생기는 복합 판유리의 영역의 판형 커패시터의 커패시턴스로 정의되고, 결과적인 커패시턴스는 접촉 영역의 면적에 대해 정규화된다. 여기서, "외부 표면"이라는 용어는 바깥쪽으로, 즉 복합 판유리로부터 멀어지는 쪽으로 향하는 복합 판유리의 표면을 의미한다. 따라서, "내부 표면"은 복합 판유리의 내부로 향하고 중간 층에 면결합으로 연결된 기판 또는 커버 판유리의 표면을 의미한다.
따라서, 표면 커패시턴스는 면적에 대해 정규화된, 전기 전도성 층에서부터 복합 판유리의 각각의 외부 표면까지 전체 층 배열물(코팅)의 커패시턴스이다.
본 발명에 따른 복합 판유리의 유리한 실시양태에서는, 표면 커패시턴스(cI) 대 표면 커패시턴스(cA)의 비가 1.1:1 이상, 바람직하게는 1.2:1 이상이다. 그러한 비의 경우, 기판의 외부 표면의 접촉이 커버 판유리의 외부 표면의 접촉과 이미 잘 구별될 수 있다.
출력되는 스위칭 신호는 임의의 유형일 수 있고, 각각의 용도의 요건에 맞출 수 있다. 따라서, 스위칭 신호는 양의 전압, 예를 들어 12 V를 의미할 수 있고, 스위칭 신호 없음은 예를 들어 0 V를 의미할 수 있고, 또 다른 스위칭 신호는 예를 들어 + 6 V를 의미할 수 있다. 스위칭 신호는 또한 CAN-Bus에 통례적인 전압 CAN_High 및 CAN_Low에 상응할 수 있고, 그것들 사이에서 전압 값에 의해 변할 수 있다. 또한, 스위칭 신호는 펄스화될 수 있고/거나 디지털 코딩될 수 있다.
센서 전자장치 시스템의 감도는 간단한 실험과 관련해서 접촉 영역의 크기의 함수로서 및 기판, 중간 층 및 커버 판유리의 두께의 함수로서 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 그러한 판유리 배열체의 특별한 이점은 스위칭 신호가 외부 표면들 중 하나로부터 복합 판유리의 접촉 시에만 촉발될 수 있다는 데 있다. 모터 차량 창문에 판유리 배열체의 이용 및 기판 측이 차량 내부 방향에 있도록 복합 판유리의 설치의 경우, 예를 들어, 라미네이팅된 안전 유리에 일반적으로 통례적인 판유리 구조를 근본적으로 변경하지 않으면서, 외부로부터 개개인에 의해 스위칭 작동을 촉발하는 것 또는 비 또는 앞유리창 와이퍼의 움직임에 의한 스위칭 작동의 의도하지 않은 촉발을 신뢰할만하게 방지하는 것이 가능하다. 이것은 관련 분야 기술자에게 예상 밖이었고 놀라운 것이었다.
방금 서술된 판유리 배열체와 조합해서 또는 그 대신에, 센서 전자장치 시스템의 감도는 사람 손가락이 기판 및/또는 커버 판유리 상에서 접촉 영역을 접촉할 때는 스위칭 신호가 출력되고, 기판 및/또는 커버 판유리 상에서 공급선 영역을 접촉할 때는 스위칭 신호가 출력되지 않거나 또는 상이한 스위칭 신호가 출력되도록 선택될 수 있다.
센서 전자장치 시스템의 감도는 간단한 실험과 관련해서 접촉 영역의 크기의 함수로서 및 기하학적 구조 뿐만 아니라 공급선 영역의 폭과 길이의 종횡비의 함수로서 결정될 수 있다. 여기서는, 공급선 영역의 폭이 가능한 한 작게 선택되는 것이 특히 유리하다.
본 발명에 따른 판유리 배열체의 이 실시양태의 특별한 이점은 스위칭 신호가 접촉 영역 또는 그의 바로 주위를 통해 복합 판유리의 외부 표면에 접촉함으로써만 촉발될 수 있고, 따라서, 스위칭 작업의 정밀한 제어가 가능하고, 예를 들어 의도하지 않은 스위칭이 방지된다.
본 발명에 따른 판유리 배열체의 유리한 개선에서는, 연결 영역이 편평 도체에 연결되고, 편평 도체가 판유리 밖으로 루트가 형성된다. 그래서, 통합된 판유리 배열체는 사용 장소에서 전압원에 및 신호선에 특히 간단하게 연결될 수 있고, 신호선은 예를 들어 차량에서 CAN-Bus를 통해 센서 회로의 스위칭 신호를 평가한다.
원칙적으로, 본 발명에 따른 복합 판유리의 제조 및 이용 조건 하에서 열적으로 및 화학적으로 안정할 뿐만 아니라 치수적으로 안정한 모든 전기 절연 기판이 기판 및 커버 판유리로서 적합하다.
기판 및/또는 커버 판유리는 바람직하게는 유리, 특히 바람직하게는 편평 유리, 플로트 유리, 석영 유리, 보로실리케이트 유리, 소다 석회 유리, 또는 맑은 플라스틱, 바람직하게는 강직성 맑은 플라스틱, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드 및/또는 그의 혼합물을 함유한다. 기판 및/또는 커버 판유리는 바람직하게는 특히 차량의 앞유리창 또는 뒷 창문으로서 판유리의 용도 또는 높은 광 투과율이 요망되는 다른 용도의 경우에 투명하다. 본 발명의 맥락에서, "투명"은 가시 스펙트럼 범위에서 70% 초과의 투과율을 갖는 판유리를 의미한다. 그러나, 운전자의 교통 관련 시야에 위치하지 않는 판유리의 경우, 예를 들어 루프 패널의 경우, 또한 투과율이 훨씬 더 낮을 수 있고, 예를 들어 5% 초과일 수 있다.
기판 및/또는 커버 판유리의 두께는 폭넓게 다를 수 있고, 따라서 개개의 경우의 요건에 이상적으로 맞출 수 있다. 바람직하게는, 차량 유리에는 1.0 mm 내지 25 mm, 바람직하게는 1.4 mm 내지 2.5 mm의 표준 두께가 이용되고, 가구, 가전 및 건물, 특히 전기 가열기에는 4 mm 내지 25 mm의 표준 두께가 이용된다. 판유리의 크기는 폭넓게 다를 수 있고, 본 발명에 따른 용도의 크기에 의해 지배된다. 기판 및 임의로, 커버 판유리는 예를 들어 자동차 공학 및 건축 부문에서 200 ㎠ 내지 20 ㎡의 통례적인 면적을 갖는다.
복합 판유리는 임의의 3 차원 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 3 차원 형상은 음영 구역을 갖지 않고, 그에 따라 그것은 예를 들어 캐소드 스퍼터링에 의해 코팅될 수 있다. 바람직하게는, 기판은 평면형이거나 또는 하나의 공간 방향 또는 복수의 공간 방향에서 약간 또는 크게 굴곡된다. 특히, 평면형 기판이 이용된다. 기판 및 커버 판유리는 무색일 수 있거나 또는 착색될 수 있다.
기판 및/또는 커버 판유리는 바람직하게는 2 내지 8, 특히 바람직하게는 6 내지 8의 상대 유전율(εr,1/4)를 갖는다. 그러한 상대 유전율의 경우, 커버 판유리의 외부 표면에 비해 기판의 외부 표면을 통해 접촉 표면에 접촉하는 것 사이에 특히 좋은 차별화를 얻는 것이 가능하다.
기판 및/또는 커버 판유리는 적어도 1개의 제1 중간 층 및 적어도 1개의 제2 중간 층에 의해 서로 결합된다. 중간 층은 바람직하게는 투명하다. 중간 층은 바람직하게는 적어도 하나의 플라스틱, 바람직하게는 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 함유한다. 그러나, 또한, 중간 층은 예를 들어 폴리우레탄(PU), 폴리프로필렌(PP), 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌(PE), 폴리카르보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리 아세테이트 수지, 캐스팅 수지, 아크릴레이트, 플루오르화된 에틸렌 프로필렌, 폴리비닐 플루오라이드, 및/또는 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 또는 그의 공중합체 또는 혼합물을 함유한다. 중간 층은 1개의 필름 또는 하나 위에 또 다른 하나가 배열된 복수의 필름으로부터 형성될 수 있고, 필름의 두께는 바람직하게는 0.025 mm 내지 1 mm, 전형적으로 0.38 mm 또는 0.76 mm이다. 다시 말해서, 제1 또는 제2 중간 층은 각 경우에 1개의 또는 복수의 필름으로부터 제작될 수 있다. 중간 층은 바람직하게는 열가소성일 수 있고, 라미네이팅 후 기판, 커버 판유리 및 임의의 다른 중간 층을 서로 접착 결합시킬 수 있다. 본 발명에 따른 복합 판유리의 특히 유리한 실시양태에서는, 제1 중간 층이 접착제로 제조된 접착 층으로서 구현되고, 이 접착 층을 이용하여 캐리어 필름이 기판 상에 접착 결합된다. 이 경우, 제1 중간 층은 바람직하게는 캐리어 필름의 치수를 갖는다.
중간 층은 바람직하게는 2 내지 4, 특히 바람직하게는 2.1 내지 2.9의 상대 유전율을 갖는다. 그러한 상대 유전율의 경우, 커버 판유리의 외부 표면에 비해 기판의 외부 표면을 통해 접촉 표면에 접촉하는 것 사이에 특히 좋은 차별화를 얻는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 캐리어 필름은 바람직하게는 투명하다. 그것은 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름을 함유하거나 또는 그로 제조된다. 캐리어 필름의 두께는 바람직하게는 0.025 mm 내지 0.1 mm이다. 캐리어 필름은 바람직하게는 2 내지 4, 특히 바람직하게는 2.7 내지 3.3의 상대 유전율을 갖는다. 그러한 얇은 캐리어 필름은 심지어 구획별로 배열하는 경우조차도 복합 판유리에 광학적으로 눈에 띄지 않게 잘 통합될 수 있기 때문에, 그러한 캐리어 필름으로 특히 좋은 복합 판유리가 제조될 수 있다. 동시에, 좋은 선택적 스위칭 신호가 발생될 수 있다. 본 발명에 따른 전기 전도성 층은 바람직하게는 캐리어 필름의 표면 상에, 다시 말해서 캐리어 필름의 두 면 중 정확히 1개 상에 (즉, 그의 전면 또는 배면 상에) 배열된다.
"기판" 및 "커버 판유리"라는 용어는 본 발명에 따른 복합 판유리의 2개의 판유리를 구별하기 위해 선택된다. 기하학적 배열에 관한 설명은 그 용어와 관련 없다. 본 발명에 따른 복합 판유리가 예를 들어 외부 환경으로부터 내부를 분리하기 위해 개구에, 예를 들어 차량 또는 건물의 개구에 제공될 때, 기판은 내부 쪽으로 또는 외부 환경 쪽으로 향할 수 있다.
전기 전도성 층은 바람직하게는 투명 전기 전도성 코팅을 함유한다. 여기서, "투명"은 전자기 방사선, 바람직하게는 300 nm 내지 1300 nm의 파장의 전자기 방사선, 특히 가시광에 투과성임을 의미한다.
본 발명에 따른 전기 전도성 층은 예를 들어 DE 20 2008 017 611 U1, EP 0 847 965 B1, 또는 WO2012/052315 A1로부터 알려져 있다. 그것은 전형적으로 1개의 또는 복수의, 예를 들어 2개, 3개 또는 4개의 전기 전도성 기능성 층을 함유한다. 기능성 층은 바람직하게는 적어도 하나의 금속, 예를 들어 은, 금, 구리, 니켈, 및/또는 크롬, 또는 금속 합금을 함유한다. 기능성 층은 특히 바람직하게는 적어도 90 중량%의 금속, 특히 적어도 99.9 중량%의 금속을 함유한다. 기능성 층은 금속 또는 금속 합금으로 제조될 수 있다. 기능성 층은 특히 바람직하게는 은 또는 은 함유 합금을 함유한다. 그러한 기능성 층은 특히 유리한 전기 전도도를 가지며, 동시에 가시 스펙트럼 범위에서 높은 투과율을 갖는다. 기능성 층의 두께는 바람직하게는 5 nm 내지 50 nm, 특히 바람직하게는 8 nm 내지 25 nm이다. 기능성 층의 두께의 이 범위에서는, 가시 스펙트럼 범위에서 유리하게 높은 투과율 및 특히 유리한 전기 전도도가 얻어진다.
전형적으로, 적어도 1개의 유전 층이 각 경우에 인접하는 두 기능성 층 사이에 배열된다. 바람직하게는, 추가의 유전 층이 제1 기능성 층 아래에 및/또는 마지막 기능성 층 위에 배열된다. 유전 층은 예를 들어 질화물, 예컨대 규소 질화물 또는 산화물, 예컨대 알루미늄 산화물을 함유하는 유전 물질로 제조된 적어도 1개의 개별 층을 포함한다. 그러나, 또한, 유전 층은 복수의 개별 층, 예를 들어 유전 물질의 개별 층, 스무딩 층, 적응 층, 차단제 층, 및/또는 반사방지 층을 포함할 수 있다. 유전 층의 두께는 예를 들어 10 nm 내지 200 nm이다.
일반적으로, 이 층 구조는 진공 방법, 예컨대 자기 증진 캐소드 스퍼터링에 의해 수행되는 연이은 피착 작업에 의해 얻어진다.
다른 적합한 전기 전도성 층은 바람직하게는 인듐 주석 산화물 (ITO), 플루오린-도핑된 주석 산화물 (SnO2:F), 또는 알루미늄-도핑된 아연 산화물 (ZnO:Al)을 함유한다.
원칙적으로, 전기 전도성 층은 전기적으로 접촉할 수 있는 임의의 코팅일 수 있다. 예를 들어 창문 부문에서의 판유리의 경우처럼 본 발명에 따른 판유리가 그것을 통한 시야를 가능하게 하도록 의도된 경우에는, 바람직하게는 전기 전도성 층이 투명하다. 유리한 실시양태에서, 전기 전도성 층은 2 ㎛ 이하, 특히 바람직하게는 1 ㎛ 이하의 총 두께를 갖는 1개의 층이거나 또는 복수의 개별 층의 층 구조이다.
본 발명에 따른 유리한 투명 전기 전도성 층은 0.4 Ω/sq 내지 200 Ω/sq의 시트 저항을 갖는다. 특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 전기 전도성 층은 0.5 Ω/sq 내지 20 Ω/sq의 시트 저항을 갖는다. 그러한 시트 저항을 갖는 코팅은 12 V 내지 48 V의 전형적인 온보드 전압을 갖는 모터 차량 판유리를 가열하는 데 또는 500 V 이하의 전형적인 온보드 전압을 갖는 전기 차량에 특히 적합하다.
전기 전도성 층은 캐리어 필름의 한 면의 전체 표면 위에서 연장될 수 있다. 그러나, 별법으로, 전기 전도성 층은 또한 캐리어 필름의 표면의 일부 위에서만 연장될 수 있다. 전기 전도성 층은 1개의 또는 복수의 비코팅된 구역을 가질 수 있다. 이 구역들은 전자기 방사선 투과성일 수 있고, 예를 들어 데이터 전송창 또는 통신창으로서 알려져 있다.
본 발명에 따른 복합 판유리의 유리한 실시양태에서, 전기 전도성 층은 복합 판유리의 에지로부터 2 mm 내지 50 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 20 mm의 폭만큼 후퇴되어 배열된다. 그래서, 전기 전도성 층은 분위기와 접촉하지 않고, 복합 판유리의 내부에서 중간 층에 의해 손상 및 부식으로부터 유리하게 보호된다.
전기 공급선은 바람직하게는 호일 도체 또는 가요성 호일 도체 (편평 도체, 편평 밴드 도체)로서 구현된다. "호일 도체"라는 용어는 두께보다 폭이 상당히 더 큰 전기 도체를 의미한다. 그러한 호일 도체는 예를 들어 구리, 주석도금 구리, 알루미늄, 은, 금 또는 그의 합금을 함유하거나 또는 그로 제조된 스트립 또는 밴드이다. 호일 도체는 예를 들어 2 mm 내지 16 mm의 폭 및 0.03 mm 내지 0.1 mm의 두께를 갖는다. 호일 도체는 예를 들어 폴리이미드를 기재로 하는 절연, 바람직하게는 중합체 쉬딩(sheathing)을 가질 수 있다. 판유리에서 전기 전도성 코팅의 접촉에 적합한 호일 도체는 예를 들어 불과 0.3 mm의 총 두께를 갖는다. 그러한 얇은 호일 도체는 개개의 판유리 사이에서 열가소성 중간 층에 수월하게 매립될 수 있다. 호일 도체 스트립에 서로 전기적으로 격리된 다수의 전도성 층이 위치할 수 있다.
별법으로, 얇은 금속 와이어가 또한 전기 공급선으로 이용될 수 있다. 금속 와이어는 특히 구리, 텅스텐, 금, 은 또는 알루미늄 또는 이 금속 중 적어도 2종의 합금을 함유한다. 합금은 또한 몰리브데넘, 루테늄, 오스뮴, 이리듐, 팔라듐 또는 백금을 함유할 수 있다.
캐리어 필름 상의 전기 전도성 층의 연결 영역과 전기 공급선 사이의 전기선 연결부는 바람직하게는 전기 전도성 접착제를 통해 달성되고, 이것은 연결 영역과 공급선 사이에 신뢰할만한 내구성 있는 전기선 연결부를 가능하게 한다. 별법으로, 또한, 클램프 연결이 라미네이팅 과정에 의해 슬라이딩에 대비해 단단히 정착되기 때문에, 전기선 연결부는 클램핑에 의해 달성될 수 있다. 별법으로, 공급선은 또한 연결 영역 상에 예를 들어 금속-함유, 특히 은-함유, 전기 전도성 인쇄 페이스트에 의해 인쇄될 수 있다.
본 발명의 유리한 실시양태에서, 본 발명에 따른 복합 판유리는 광 조사 수단 및 광 편향 수단을 갖는다. 광 조사 수단 및 광 편향 수단은 기판 내에 또는 기판 상에 및/또는 커버 판유리 상에 또는 중간 층들 또는 캐리어 필름 사이에 배열된다.
본 발명에 따르면, 광 조사 수단은 적어도 1개의 광원, 바람직하게는 LED 또는 OLED를 포함한다. 특별한 이점은 작은 치수 및 낮은 전력 소모에 있다. 광원에 의해 방출되는 파장 범위는 예를 들어 실용적 및/또는 미적 고려에 기초하여 가시광의 범위에서 자유롭게 선택될 수 있다. 광 조사 수단은 특히 광을 안내하기 위한 광학 요소, 바람직하게는 반사기 및/또는 도광부, 예를 들어 유리 섬유 또는 중합체 광학 섬유를 포함할 수 있다. 광 조사 수단은 기판 또는 커버 판유리 상의 임의의 위치에, 특히 기판 또는 커버 판유리의 측방 에지 상에 또는 기판 또는 커버 판유리의 중앙의 작은 함몰부 내에 배열될 수 있다.
광 편향 수단은 바람직하게는 입자, 도트 격자, 스티커, 피착물, 노치, 절개, 선 격자, 임프린트 및/또는 스크린 프린트를 포함하고, 그로부터 기판에서 또는 커버 판유리에서 수송되는 광을 탈커플링하는 데 적합하다.
광 편향 수단은 기판 또는 커버 판유리의 높이에서 임의의 위치에 배열될 수 있다. 광 편향 수단은 접촉 영역의 영역에 또는 접촉 영역의 바로 주위에 배열되고, 따라서 그렇지 않으면 거의 보이지 않는 접촉 영역의 신속한 발견을 가능하게 하는 것이 특히 유리하다. 이것은 야간에 또는 어둠 속에서 특히 유리하다.
별법으로, 광은 기판, 중간 층 또는 커버 판유리 상에 배열된 도광부를 통해 접촉 영역에 도입될 수 있고, 접촉 영역을 표시할 수 있다.
별법으로 또는 조합해서, 광 편향 수단과 함께 광 조사 수단은 판유리 상의 데이터를 가시화할 수 있고, 예를 들어 용량성 스위칭 영역의 스위칭 상태를 보고할 수 있거나 또는 예를 들어 전기적 기능이 켜져 있는지 또는 꺼져 있는지를 지시할 수 있다.
본 발명에 따른 복합 판유리의 대안적 유리한 실시양태에서는, 접촉 영역이 직접적으로 표시가능하거나 또는 능동 광원에 의해, 바람직하게는 발광 다이오드 (LED), 유기 발광 다이오드 (OLED), 백열등, 또는 다른 능동 발광체, 예컨대 발광성 물질, 바람직하게는 형광 또는 인광 물질에 의해 표시된다.
본 발명에 따른 복합 판유리의 또 다른 대안적 유리한 실시양태에서는, 접촉 영역이 투명 기판, 중간 층 또는 커버 판유리 상의 착색된, 바람직하게는 백색 또는 흑색, 임프린트, 예를 들어 스크린프린트에 의해 표시된다. 이것은 접촉 영역이 내구성 있게 및 전압원과 관계없이 표시된다는 특별한 이점을 갖는다. 또한, 임프린트는 발광성 물질, 바람직하게는 형광 또는 인광 물질을 함유할 수 있고/거나 발광성일 수 있다.
바람직한 실시양태에서는, 버스바가 전기 전도성 호일의 스트립으로서 구현된다. 전도성 호일은 바람직하게는 알루미늄, 구리, 주석 도금 구리, 금, 은, 아연, 텅스텐, 및/또는 주석 또는 그의 합금, 특히 바람직하게는 구리를 함유한다.
버스바의 두께는 바람직하게는 10 ㎛ 내지 500 ㎛, 특히 바람직하게는 30 ㎛ 내지 200 ㎛, 예를 들어 50 ㎛ 또는 100 ㎛이다. 이 두께를 갖는 전기 전도성 호일로 제조된 버스바는 실현하기가 기술적으로 간단하고, 유리한 전류 운반 용량을 갖는다.
버스바의 길이는 복합 판유리의 설계, 특히 버스바가 배열되는 에지의 길이 및 접촉될 가열 와이어의 수에 의존하고, 관련 분야 숙련가에 의해 개개의 경우에서 적절하게 선택될 수 있다. 전형적으로 스트립-형상의 버스바의 "길이"는 그것이 상이한 가열 와이어 또는 가열 와이어 구획과 통례적으로 접촉되는 그의 더 긴 치수를 의미한다.
버스바의 폭은 바람직하게는 2 mm 내지 20 mm, 특히 바람직하게는 5 mm 내지 10 mm이다. 이것으로, 가열 전력 면에서 뿐만 아니라 시각적으로 눈에 띄지 않음 면에서 좋은 결과가 얻어진다.
버스바는 가열 와이어에 직접, 또는 예를 들어 납땜 컴파운드 또는 전기 전도성 접착제를 통해 전기 전도적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서는, 연결 케이블과 외부 전력 공급원의 연결이 차량의 옆 판유리의 예에서는 측부 에지 중 하나의 영역에서, 바람직하게는 하부 에지의 영역에서 달성된다. 따라서, 연결 케이블이 차체 내에 감춰질 수 있다. 이 경우에 옆 판유리는 바람직하게는 버스바와 전기적으로 접촉되고 버스바에서부터 시작하여 하부 에지까지 연장된 적어도 1개의 공급선을 갖는다. 바람직하게는, 각 버스바에 그러한 공급선이 제공된다. 공급선은 예를 들어 하부 에지까지 곧은 스트레치의 형태로 연장되어 거기에서(예를 들어, 하부 에지 상에 버스바의 투영 영역에서) 접촉될 수 있다. 공급선은 라미네이트 내에서, 즉, 하부 에지에 이르기 전에 이미 종결될 수 있고, 편평 도체에 의해 접촉될 수 있다. 별법으로, 공급선은 라미네이트 밖에서 외부 연결 케이블과 접촉하기 위해 하부 에지를 지나서 연장될 수 있다.
복합 판유리에서 공급선은 바람직하게는 전기 전도성 호일의 스트립으로서 구현된다. 전도성 호일은 바람직하게는 알루미늄, 구리, 주석 도금 구리, 금, 은, 아연, 텅스텐, 및/또는 주석 또는 그의 합금, 특히 바람직하게는 구리를 함유한다. 호일의 두께는 바람직하게는 10 ㎛ 내지 500 ㎛, 특히 바람직하게는 30 ㎛ 내지 200 ㎛, 예를 들어 50 ㎛ 또는 100 ㎛이다. 공급선의 폭은 바람직하게는 2 mm 내지 20 mm, 특히 바람직하게는 5 mm 내지 10 mm이다. 유리하게는, 공급선은 버스바와 동일한 호일로 제조된다.
바람직한 실시양태에서는, 가열 와이어가 알루미늄, 구리, 주석 도금 구리, 금, 은, 아연, 텅스텐, 및/또는 주석 또는 그의 합금, 특히 바람직하게는 구리 및/또는 텅스텐을 함유한다. 이것은 가열 전력에 유리하다.
가열 와이어의 두께는 바람직하게는 10 ㎛ 내지 200 ㎛, 특히 바람직하게는 20 ㎛ 내지 100 ㎛, 예를 들어 30 ㎛ 또는 70 ㎛이다. 따라서, 좋은 가열 효과가 얻어진다. 추가로, 그러한 와이어는 시각적으로 눈에 띄지 않도록 충분히 얇다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서는, 복합 판유리의 가열 전력이 적어도 250 W/㎡이다. 이것으로, 유리한 가열 효과가 얻어진다.
본 발명의 추가의 측면은 적어도
(a) 제1 중간 층(3)을 크기에 맞춰 절단하고, 캐리어 필름(5)의 한 면의 표면 상에 투명 전기 전도성 층(6)을 캐소드 스퍼터링에 의해 형성시키고,
(b) 가열 와이어(21)가 2개의 버스바(22) 모두에 전기 전도적으로 연결되게 제1 중간 층(3)의 표면 상에 2개의 버스바(22)를 장착하고 제1 중간 층(3)의 표면 상에 적어도 1개의 가열 와이어(21)를 장착하고,
(c) 기판(1), 가열 와이어(21) 및 버스바(22)를 갖는 제1 중간 층(3), 전기 전도성 층(6)을 갖는 캐리어 필름(5), 및 커버 판유리(4)의 스택 배열물을 제조하고,
(d) 스택 배열물을 라미네이팅하여 복합 판유리(100)를 제조하는 것
을 포함하는, 용량성 스위칭 영역을 갖는 가열가능한 복합 판유리를 갖는 판유리 배열체의 제조 방법을 포함한다.
공정 단계 (a)에서 전기 전도성 층 형성은 알려진 그 자체의 방법에 의해, 바람직하게는 자기 증진 캐소드 스퍼터링에 의해 달성될 수 있다. 이것은 기판의 간단하고 빠르고 경제적이고 균일한 코팅에 관하여 특히 유리하다. 그러나, 또한, 전기 전도성 층은 예를 들어 증착, 화학 증착(CVD), 플라즈마 증진 화학 증착(PECVD), 또는 습식 화학적 공정에 의해 형성될 수 있다.
캐리어 필름은 공정 단계 (a) 후에 온도 처리로 처리될 수 있다. 전기 전도성 층을 갖는 캐리어 필름을 적어도 200 ℃, 바람직하게는 적어도 300 ℃의 온도로 가열한다. 또한, 온도 처리는 투과율을 증가시키고/시키거나 전기 전도성 층의 시트 저항을 감소시키는 데 기여할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 실시양태에서는, 전기 전도성 층을 적어도 1개의 용량성 스위칭 영역 및 적어도 1개의 주위 영역으로 전기적으로 구분하는 적어도 1개의 분리선이 바람직하게는 레이저 패터닝에 의해 또는 기계적 또는 화학적 어블레이션에 의해 전기 전도성 층에 도입된다.
전기 전도성 층에서 개별 분리선의 탈코팅은 바람직하게는 레이저 빔에 의해 달성된다. 얇은 금속 필름을 패터닝하는 방법은 예를 들어 EP 2 200 097 A1 또는 EP 2 139 049 A1로부터 알려져 있다. 탈코팅의 폭은 바람직하게는 10 ㎛ 내지 1000 ㎛, 특히 바람직하게는 30 ㎛ 내지 200 ㎛, 특히 70 ㎛ 내지 140 ㎛이다. 이 범위에서, 레이저 빔에 의한 특히 깨끗하고 잔류물이 없는 탈코팅이 일어난다. 레이저 빔에 의한 탈코팅은 탈코팅된 선이 광학적으로 매우 눈에 띄지 않고 외관 및 투명성에 아주 조금 영향주기 때문에 특히 유리하다. 레이저 절단부의 폭보다 더 넓은 폭을 갖는 선의 탈코팅은 레이저 빔으로 선의 반복된 마모에 의해 달성된다. 따라서, 공정 기간 및 공정 비용은 증가하는 선 폭에 따라 증가한다. 별법으로, 탈코팅은 기계적 어블레이션에 의해서 뿐만 아니라 화학적 또는 물리적 에칭에 의해서 달성될 수 있다.
제1 또는 제2 중간 층은 단일의 필름에 의해 또는 심지어, 하나 위에 또 다른 하나가 면결합으로 배열된 2개 이상의 필름에 의해 형성될 수 있다.
공정 단계 (d)에서 기판 및 커버 판유리의 결합은 바람직하게는 열, 진공 및/또는 압력의 작용 하에서 달성된다. 복합 판유리를 제조하기 위한 알려진 방법 그 자체가 이용될 수 있다.
예를 들어, 이른바 오토클레이브 방법은 대략 10 bar 내지 15 bar의 상승된 압력 및 130 ℃ 내지 145 ℃의 온도에서 대략 2 시간 동안 수행될 수 있다. 알려진 그 자체의 진공 백 또는 진공 링 방법은 예를 들어 대략 200 mbar 및 80℃ 내지 110 ℃에서 작동한다. 또한, 제1 판유리, 열가소성 중간 층, 및 제2 판유리를 캘린더에서 적어도 1 쌍의 롤러 사이에서 프레싱하여 판유리를 제조할 수 있다. 이 유형의 시스템이 판유리 제조를 위해 알려져 있고, 보통은 프레싱 설비 전에 상류에 적어도 1개의 가열 터널을 갖는다. 프레싱 작업 동안에 온도는 예를 들어 40 ℃ 내지 150 ℃이다. 캘린더 및 오토클레이브 공정의 조합은 실제로 그의 가치를 특히 입증하였다. 별법으로, 진공 라미네이터가 이용될 수 있다. 이것은 1개의 또는 복수의 가열가능한 및 진공화가능한 챔버로 이루어지고, 여기에서 제1 판유리 및 제2 판유리가 예를 들어 0.01 mbar 내지 800 mbar의 감소된 압력 및 80 ℃ 내지 170 ℃의 온도에서 대략 60 분 이내에 라미네이팅된다.
버스바 및 가열 와이어는 바람직하게는 제1 중간 층 상에 장착되는 동안에 또는 중간 층 상에 장착되기 전에 적어도 일부 영역에서 가열된다.
특히, 버스바의 마운팅은 배치에 의해 달성될 뿐만 아니라 접착 결합에 의해 달성될 수 있다. 버스바의 가열은 예를 들어 납땜 인두기로 달성된다. 가열에 의해, 열가소성 중간 층이 약간 용융되고 따라서 버스바에 결합될 것이다. 온도는 바람직하게는 150℃ 내지 240℃이다.
납땜 인두기를 이용하는 대신, 또한, 버스바를 중간 층 상에 플로터(plotter) 및 가열된 휠(wheel)을 이용해 장착하거나 또는 버스바를 중간 층의 표면 내에 매립하는 것도 가능하다.
가열 와이어가 2개의 버스바 사이에 샌드위치형으로 배열될 경우, 바람직하게는 상부 버스바(즉, 중간 층 상에 배치할 때 중간 층으로부터 더 먼 버스바)가 더 높은 온도, 예를 들어 300℃ 내지 360℃로 고착된다.
가열 와이어의 장착은 바람직하게는 이른바 "플로터"로 달성된다. 여기서, 가열 와이어는 로봇 팔로 이동되고 스풀로부터 풀린다. 가열 와이어는 바람직하게는 장착 동안에 가열되고, 그에 따라 열가소성 중간 층이 용융되어 가열 와이어에 결합한다. 특히, 가열 와이어는 중간 층의 표면 내로 완전히 또는 부분적으로 침투해야 하고, 그에 따라 그것은 중간 층의 표면 내에 매립된다.
본 발명의 또 다른 측면은 건물에서, 특히 입구 영역, 창문 영역, 지붕 영역, 또는 파사드 영역에서, 가구 및 장치의 빌트인 성분으로서, 육상, 공중 또는 수상 이동을 위한 수송 수단에서, 특히 열차, 선박 및 모터 차량에서, 예를 들어 앞유리창, 뒷 창문, 옆 창문 및/또는 루프 패널로서 본 발명에 따른 용량성 스위칭 영역을 갖는 전기적으로 가열가능한 판유리를 갖는 판유리 배열체의 용도를 포함한다.
또한, 복합 판유리 내부 또는 외부에서 기능, 바람직하게는 가열 기능, 조명, 특히 복합 판유리 내에 배열된 조명 수단, 예컨대 LED, 기능성 중간 층, 특히 현탁 입자 디바이스(SPD) 층 또는 전기변색 중간 층의 광학적 투명성 변화의 전기적 제어를 위한 용량성 스위칭 영역의 용도도 나타낸다.
다음에서, 본 발명을 도면 및 범례적인 실시양태와 관련해서 상세히 설명한다. 도면은 개략적 표현이고, 정확한 척도로 나타낸 것이 아니다. 도면은 결코 본 발명을 제한하지 않는다.
도 1a는 본 발명에 따른 복합 판유리를 갖는 본 발명에 따른 판유리 배열체의 실시양태의 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 절단선 A-A'를 따라서 절단된 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 본 발명에 따른 캐리어 필름의 확대도이다.
도 1d는 도 1c의 절단선 B-B'를 따라서 절단된 단면도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 복합 판유리를 갖는 본 발명에 따른 판유리 배열체의 대안적 실시양태의 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 절단선 A-A'를 따라서 절단된 단면도이다.
도 2c는 도 2a의 절단선 A-A'를 따라서 절단된 본 발명에 따른 복합 판유리의 대안적 실시양태의 단면도이다.
도 2d는 도 2a의 절단선 A-A'를 따라서 절단된 본 발명에 따른 복합 판유리의 대안적 실시양태의 단면도이다.
도 3은 도 2a의 절단선 A-A'를 따라서 절단된 본 발명에 따른 복합 판유리의 개선의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 한 실시양태의 상세한 흐름도이다.
도 1a는 본 발명에 따른 복합 판유리(100)를 갖는 본 발명에 따른 판유리 배열체(101)의 범례적 실시양태의 평면도를 묘사한다.
도 1b는 도 1a의 절단선 A-A'를 따라서 절단된 단면도이다. 여기서, 복합 판유리(100)는 예를 들어 제1 중간 층(3) 및 제2 중간 층(2)을 통해 서로 결합된 기판(1) 및 커버 판유리(4)를 포함한다. 복합 판유리(100)는 예를 들어 모터 차량 판유리, 특히, 승용차의 앞유리창이다. 복합 판유리(100)의 치수는 예를 들어 0.9 m x 1.5 m이다. 기판(1)은 예를 들어 설치된 위치에서 내부 쪽으로 향하도록 의도된다. 다시 말해서, 기판(1)의 외부 표면(IV)은 내부로부터 접근가능하고, 반면에 대조적으로 커버 판유리(4)의 외부 표면(I)은 차량 내부에 대해 바깥쪽으로 향한다. 기판(1) 및 커버 판유리(4)는 예를 들어 소다 석회 유리로 제조된다. 기판(1)의 두께(d1)은 예를 들어 1.6 mm이고, 커버 판유리(4)의 두께(d4)는 2.1 mm이다. 물론, 기판(1) 및 커버 판유리(4)는 임의의 두께를 가질 수 있고, 예를 들어 또한, 동일한 두께로 구현될 수 있다. 중간 층(2, 3)은 열가소성 중간 층이고, 폴리비닐 부티랄(PVB)로 제조된다. 그것은 각 경우에 예를 들어 0.38 mm의 두께(d2/ 3)를 갖는다. 예를 들어 4개의 용량성 스위칭 영역(10)을 갖는 캐리어 필름(5)은 제1 중간 층(3)과 제2 중간 층(2) 사이에서 복합 판유리(100)의 중심 하부 구획에 배열된다.
묘사된 예에서는, 사다리꼴 복합 판유리(100)의 밑변에 평행하게 연장된 8개의 가열 와이어(21)가 제1 중간 층(3)과 커버 판유리(4) 사이에 배열된다. 가열 와이어(21)는 각 경우에 그의 단부에서 버스바(22)에 연결되고, 버스바(22)는 각 경우에 공급선(23)에 연결된다. 따라서, 가열 와이어(21)는 버스바(22)에 평행한 회로로 연결되고, 그에 따라 버스바(22)에의 (공급선(23)을 통한) 전압 인가 시 가열 와이어(21)를 통해 가열 전류가 흐를 수 있다. 가열 전류는 줄 열(Joule heat)의 발생으로 인해 가열 와이어(21)의 가열을 초래하고, 그에 따라 복합 판유리(100) 전체가 전기적으로 가열될 수 있다.
가열 와이어(21)는 예를 들어 각 경우에 30 ㎛ 두께 구리 와이어로 제조되고, 이것은 예를 들어 흑색 또는 녹색의 전기 절연 쉬딩을 갖는다. 이 쉬딩은 다수의 이점을 갖는다: 구리 와이어가 실시양태의 요건에 의존해서 배열될 수 있고, 예를 들어 또한, 쇼트 발생 없이 다른 전기 전도성 구조와 교차한다. 게다가, 가열 와이어는 중합체 쉬딩에 의해 부식으로부터 보호된다. 추가로, 착색된 쉬딩 상의 반사는 금속성 구리 내부 도체 상의 반사보다 낮고, 그에 따라 가열 와이어가 시각적으로 덜 눈에 띈다.
각 가열 와이어(21)는 그의 단부에서 각 경우에 버스바(22)에 전기적으로 접촉된다. 버스바(22)는 예를 들어 100 ㎛의 두께 및 예를 들어 7 mm의 폭을 갖는 구리 호일의 스트립으로서 구현된다. 버스바(22)에 전압이 인가될 때, 가열 와이어(21)를 통해 전류가 흘러서 가열 작용을 야기한다. 전압은 14 V의 통례적인 모터 차량 온-보드 전압, 또는 또한 예를 들어 42 V 또는 48 V의 전압일 수 있다.
도 1c는 도 1a의 본 발명에 따른 캐리어 필름(5)의 확대도를 묘사한다. 도 1d는 도 1c의 절단선 B-B'를 따라서 절단된 상응하는 단면도를 묘사한다.
이 예에서, 캐리어 필름(5)은 0.05 mm의 두께(d5)를 갖는 투명 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름이다. 투명 전기 전도성 층(6)이 캐리어 필름(5) 상에 배열된다. 전기 전도성 층(6)은 예를 들어 유전 층에 의해 서로 분리된 3개의 전기 전도성 은 층을 포함하는 층 시스템이다.
전기 전도성 층(6)은 예를 들어 캐리어 필름(5)의 한 면 전체 위에서 연장된다. 묘사된 범례적 실시양태에서는, 전기 전도성 층(6)이 기판(1)을 대면하는 캐리어 필름(5)의 측에 배열된다. 캐리어 필름(5)은 판유리 에지로부터 판유리 안쪽으로 대략 8 mm의 거리만큼 후퇴된다. 이 영역은 라미네이팅 동안에 2개의 중간 층(2, 3)을 글루잉함으로써 기밀 밀봉되고, 그에 따라 전기 전도성 층(6)이 복합 판유리(100)의 주위로부터 습기로부터 보호되고, 따라서 부식 및 손상으로부터 보호된다. 별법으로, 캐리어 필름(5)을 에지 영역에서 무코팅으로 남겨두거나 또는 그곳에서 전기 전도성 층(6)을 제거하는 것이 가능할 것이다.
전기 전도성 층(6)은 무코팅 분리선(7)에 의해 서로 전기적으로 격리되는 상이한 영역으로 구분된다. 도 1c에 묘사된 예에서는, 2개의 용량성 스위칭 영역(10)이 공통 주위 영역(15)에 의해 전기적으로 구분된다. 각 스위칭 영역(10)은 접촉 영역(11)을 포함하고, 접촉 영역(11)은 거의 정사각형으로 구현되고, 스트립 형상 공급선 영역(12)으로 전이된다. 접촉 영역(11)의 폭(bB) 및 길이(lB)는 각 경우에 예를 들어 40 mm이다. 공급선 영역(12)의 폭(bZ)는 예를 들어 1 mm이다. 따라서, bZ:bB의 비는 대략 1:40이다. 공급선 영역(12)은 연결 영역(13)에 연결된다. 연결 영역(13)은 정사각형 형상 및 예를 들어 12 mm의 에지 길이 bA를 갖는다. 공급선 영역의 길이(lZ)는 대략 48 mm이다.
분리선(7)은 예를 들어 불과 100 ㎛의 폭(t1)을 가지며, 전기 전도성 층(6)에 예를 들어 레이저 패터닝에 의해 도입된다. 그러한 작은 폭을 갖는 분리선(7)은 광학적으로 거의 인지할 수 없고, 복합 판유리(100)를 통한 시야를 아주 조금 방해하고, 이것은 특히 모터 차량에 이용하는 경우 운전 안전에 특히 중요하고 또한 특히 미적이다.
연결 영역(13)은 전기선 연결부(20)를 통해 호일 도체(17)에 전기 전도적으로 연결된다. 신뢰할만한 전기 전도적으로 연결은 바람직하게는 전기 전도성 접착제에 의해 얻어진다. 호일 도체(17)는 예를 들어 50 ㎛ 두께 구리 호일로부터 제조되고, 예를 들어 연결 영역(13) 밖에서 폴리이미드 층으로 절연된다. 따라서, 호일 도체(17)는 주위 영역(15)을 지나서 복합 판유리(100)의 하부 에지를 통해 전기 쇼트 없이 밖으로 안내될 수 있다. 물론, 외부에 연결 영역의 전기선 연결부가 절연된 와이어를 통해 또는 주위 영역의 전기 전도성 층이 중단되는 영역을 통해 바깥쪽으로 안내될 수 있다.
여기서, 예를 들어, 호일 도체(17)는 복합 판유리(100) 밖의 용량성 센서 전자장치 시스템(14)에 연결된다. 게다가, 주위 영역(15)은 또한 또 다른 연결 영역(16)을 통해 센서 전자장치 시스템(14)에 연결된다. 센서 전자장치 시스템(14)은 주위 영역(15)에 대해 스위칭 영역(10)의 커패시턴스 변화를 정밀하게 측정하고 스위칭 신호를 예를 들어 모터 차량의 CAN-Bus에 문턱값의 함수로서 보내는 데 적합하다. 모터 차량에서 임의의 기능은 스위칭 신호를 통해 스위칭될 수 있다. 예를 들어, 복합 판유리(100)의 전기 가열 기능은 버스바 및 가열 와이어로 구성된 가열 회로에 전압을 인가하고 끔으로써 켜지거나 또는 꺼질 수 있다.
복합 판유리(100)가 예를 들어 모터 차량에서 앞유리창으로서 이용될 때, 공급선 영역(12)의 길이는 차량의 운전자 또는 앞좌석 탑승자가 스위칭 영역(10)의 접촉 영역(11)에 편안하게 닿을 수 있도록 선택될 수 있다.
묘사된 범례적 실시양태에서, 센서 전자장치 시스템(14)의 구조 및 튜닝은 기판(1)의 외부 판유리 표면(IV)이 용량성 스위칭 영역(10)의 접촉 영역(11)을 통해 접촉될 때는 스위칭 신호가 촉발되고, 반면에 커버 판유리(4)의 외부 판유리 표면(I)이 용량성 스위칭 영역(10)을 통해 접촉될 때는 스위칭 신호가 촉발되지 않도록 조화된다. 이 목적으로, 본 발명에 따른 복합 판유리(100)의 두께 및 물질은 본 발명에 따라서 접촉 영역(11)과 기판(1)의 외부 표면(IV) 사이의 표면 커패시턴스(cI)가 접촉 영역(11)과 커버 판유리(4)의 외부 표면(I) 사이의 표면 커패시턴스(cA)보다 크도록 선택된다.
본 발명의 맥락에서, 표면 커패시턴스(cI) 또는 (cA)는 접촉 영역(11)과 기판(1)의 외부 표면(IV) 또는 커버 판유리(4)의 외부 표면(I) 사이에서 접촉 영역(11)의 직교 투영으로부터 생기는 복합 판유리(100)의 영역의 판형 커패시터의 커패시턴스로 정의되고, 결과적인 커패시턴스는 접촉 영역의 면적에 대해 정규화된다.
도 1b에 상세히 묘사된 예에서, 접촉 영역(11)과 기판(2)의 외부 표면(IV) 사이의 표면 커패시턴스(cI)는 개별 커패시턴스의 직렬 연결 (1/c1 + 1/c2)-1로서 생기고, 개별 커패시턴스는 ci=ε0*εr,i/di에서 생긴다. 이것은 접촉 영역(11)의 면적(A)에 대해 정규화된 상대 유전율(εr,i) 및 두께(di)를 갖는 각각의 개별 층의 커패시턴스(ci)에 상응하고, 즉, ci=Ci/A.
게다가, 접촉 영역(11)과 커버 판유리(4)의 외부 표면(I) 사이의 표면 커패시턴스(cI)는 개별 커패시턴스의 직렬 연결 (1/c3 + 1/c4 + 1/c5 )-1로서 생긴다.
여기서, 기판(1) 및 커버 판유리(4)의 상대 유전율은 예를 들어 εr,1=εr,4=7 이고, 여기서 제1 중간 층(3) 및 제2 중간 층(2)의 상대 유전율은 예를 들어 εr,2=εr,3=2.6이고, 여기서 캐리어 필름(5)의 상대 유전율은 예를 들어 εr,5=3이다. 이것은 1.2:1의 표면 커패시턴스 비 cI:cA를 생성한다.
게다가, 이 예에서, 접촉 영역(11)의 면적(A) 및 특히, 그의 폭(bB)는 기판의 외부 표면(IV)이 접촉 영역(11)을 통해서 (즉, 표면(IV) 상에 접촉 영역(11)의 직교 투영으로부터 생기는 표면(IV)의 영역에서) 접촉될 때만 스위칭 신호가 출력되고 표면(IV)이 공급선 영역(12)을 통해서 접촉될 때는 스위칭 신호가 출력되지 않도록 공급선 영역(12)의 폭(bZ)와 조화된다.
놀랍게도 본 발명자들의 연구가 나타내는 바와 같이, 전기 전도성 층(6)의 접촉 영역(11)과 커버 판유리(4) 사이에 가열 와이어의 존재는 추가로 선택성을 증가시키고, 다시 말해서, 기판(1)의 외부 표면(IV) 상에 접촉 시의 감도가 커버 판유리(4)의 외부 표면(I)에 접촉하는 것에 비해 상당히 증가한다. 이것은 예상 밖이고 놀라운 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 복합 판유리(100)를 갖는 본 발명에 따른 판유리 배열체(101)의 대안적인 범례적 실시양태의 평면도를 묘사한다.
도 2b는 도 2a의 절단선 A-A'를 따라서 절단된 단면도이다. 간단하게 하기 위해, 호일 도체(17)를 나타내지 않는다. 여기서는, 복합 판유리(100)가 예를 들어 제1 중간 층(3)을 통해 서로 결합되는 기판(1) 및 커버 판유리(4)를 포함한다. 복합 판유리(100)는 예를 들어 판유리 및 특히, 승용차의 옆 판유리이다. 복합 판유리(100)의 치수는 예를 들어 1.0 m x 0.6 m이고, 여기서 옆 판유리의 전방 에지는 상부 에지의 영역에서 비스듬하다. 기판(1)은 예를 들어 설치된 위치에서 내부를 대면하도록 의도된다. 다시 말해서, 기판(1)의 외부 표면(IV)은 내부로부터 접근가능하고, 반면에 그에 반해 커버 판유리(4)의 외부 표면(I)은 바깥쪽으로 향한다. 기판(1) 및 커버 판유리(4)는 예를 들어 소다 석회 유리로 제조된다. 기판(1)의 두께(d1)은 예를 들어 2.1 mm이고, 커버 판유리(4)의 두께(d4)는 예를 들어 마찬가지로 2.1 mm이다. 제1 중간 층(3)은 열가소성 중간 층이고, 폴리비닐 부티랄(PVB)로 제조된다. 그것은 0.76 m의 두께(d3)을 갖는다.
8개의 가열 와이어(21)는 예를 들어 커버 판유리(4)를 대면하는 제1 중간 층(3)의 표면에 매립된다. 가열 와이어(21)는 예를 들어 구리로 제조되고, 30 ㎛의 두께를 갖는다. 각 가열 와이어(21)는 그의 단부에서 각 경우에 버스바(22)와 전기적으로 접촉된다. 버스바(22)는 예를 들어 100 ㎛의 두께 및 예를 들어 7 mm의 폭을 갖는 구리 호일의 스트립으로서 구현된다. 버스바(22)에 전압이 인가될 때, 가열 와이어(21)를 통해 전류가 흘러서 가열 작용을 야기한다. 전압은 14 V의 통례적인 모터 차량 온-보드 전압 또는 또한 예를 들어 42 V 또는 48 V의 전압일 수 있다.
묘사된 범례적 실시양태에서는, 버스바(22)가 전압원(24)에 연결되고, 전압원(24)은 하나의 버스바(22)에 접지 전위를 제공하고 다른 하나의 버스바(22)에 14V의 전압을 제공한다.
복합 판유리(100)의 중심 하부 구획에는, 용량성 스위칭 영역(10)을 각각 갖는 4개의 캐리어 필름(5)이 제1 중간 층(3)과 기판(1) 사이에 배열된다. 캐리어 필름(5)은 한 단부에 물방울형 구성을 가지며, 물방울형 구성이 접촉 영역(11)을 형성한다. 접촉 영역(11)은 캐리어 필름(5)의 좁은 영역인 공급선 영역(12)을 통해 정사각형 연결 영역(13)에 전기 전도적으로 연결된다. 이 예에서는, 각 캐리어 필름(5)이 분리선 또는 다른 격리물에 의해 구분되지 않는 완전한 전기 전도성 층(6)을 갖는다. 다시 말해서, 여기서는 캐리어 필름(5)이 주위 영역을 갖지 않는다.
이 예에서는, 캐리어 필름(5)이 0.05 mm의 두께(d5)를 갖는 투명 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름이다. 전기 전도성 층(6)은 예를 들어 유전 층에 의해 서로 분리되는 3개의 전기 전도성 은 층을 함유하는 층 시스템이다.
각 스위칭 영역(10)은 접촉 영역(11)을 포함하고, 접촉 영역(11)은 대략 물방울형으로 구현되고, 스트립형 공급선 영역(12)으로 전이된다. 접촉 영역(11)의 폭(bB) 및 길이(lB)는 각 경우에 예를 들어 40 mm이다. 공급선 영역(12)의 폭(bZ)는 예를 들어 1 mm이다. 따라서, bZ:bB의 비는 대략 1:40이다. 공급선 영역(12)은 연결 영역(13)에 연결된다. 연결 영역(13)은 라운딩된 코너 및 예를 들어 12 mm의 에지 길이 bA를 갖는 정사각형 형상을 갖는다. 공급선 영역의 길이(lZ)는 대략 48 mm이다.
전기 전도성 층(6)은 예를 들어 캐리어 필름(5)의 한 면의 전체 표면 위에서 연장된다. 캐리어 필름(5)은 예를 들어 에지로부터 복합 판유리(100)의 가장 가까운 에지까지 예를 들어 15 mm의 거리를 갖는다. 이 영역은 라미네이팅 동안에 기판(1)에 제1 중간 층(3)을 접착 결합함으로써 기밀 밀봉되고, 그에 따라 전기 전도성 층(6)이 복합 판유리(100)의 주위로부터 습기로부터 보호되고, 따라서 부식 및 손상으로부터 보호된다. 묘사된 범례적 실시양태에서는, 전기 전도성 층(6)이 기판(1)을 대면하는 캐리어 필름(5)의 측에 배열된다.
연결 영역(13)은 전기선 연결부(20)를 통해 호일 도체(17)에 전기 전도적으로 연결된다. 신뢰할만한 전기 전도적으로 연결은 바람직하게는 전기 전도성 접착제에 의해 달성된다. 호일 도체(17)는 예를 들어 50 ㎛ 두께 구리 호일로부터 제조되고, 예를 들어 연결 영역(13) 밖에서 폴리이미드 층으로 격리된다. 따라서, 호일 도체(17)는 주위 영역(15)을 지나서 전기 쇼트 없이 복합 판유리(100)의 하부 에지를 통해 밖으로 루트가 형성될 수 있다. 물론, 또한, 외부에 연결 영역(13)의 전기선 연결부가 절연된 와이어를 통해 또는 주위 영역(15)이 중단되는 영역을 통해 바깥쪽으로 안내될 수 있다.
여기서, 예를 들어, 호일 도체(17)는 복합 판유리(100) 밖에서 용량성 센서 전자장치 시스템(14)에 연결된다.
이미 언급한 바와 같이, 이 범례적인 실시양태에서는 캐리어 필름(5)이 주위 영역을 갖지 않고; 다시 말해서, 전기 전도성 층(6)이 접촉 영역(11), 공급선 영역(12) 및 연결 영역(13)을 완전히 형성한다. 그럼에도 불구하고, 커패시턴스의 미분 측정을 가능하게 하기 위해, 센서 전자장치 시스템(14)이 버스바(22)의 공급선(23) 중 하나에 전기 전도적으로 연결된다. 이 예에서는, 버스바(22)의 공급선을 통해 그것은 차량 접지에 연결된다(도 2a의 오른쪽).
센서 전자장치 시스템(14)은 가열 와이어(21) 및 버스바(22)로 이루어진 가열 회로와 비교해서 스위칭 영역(10)의 커패시턴스 변화를 정밀하게 측정하는 데 적합하고, 예로서 문턱값의 함수로서 차량의 CAN-Bus에 스위칭 신호를 보내는 데 적합하다. 이 경우, 용량성 스위칭 영역(10)이 복합 판유리(100)를 통한 투영에서 가열 와이어(21) 중 하나와 중첩되는 것이 특히 유리하다.
차량의 임의의 기능이 스위칭 신호를 통해 스위칭될 수 있다. 예를 들어, 가열 와이어(21) 및 버스바(22)로 이루어진 가열 회로의 전력 공급원(24)이 선택적으로 켜지거나 또는 꺼질 수 있거나, 또는 조절될 수 있고, 따라서, 복합 판유리(100)의 가열 기능이 제어될 수 있다.
별법으로 또는 추가로, 복합 판유리(100)는 광학적 투명성을 제어하기 위해 현탁 입자 디바이스(SPD), 전기변색 또는 다른 유형의 층 또는 필름을 가질 수 있고, 이것은 여기서는 예를 들어 4개의 투명성 레벨을 갖는 스위칭 신호에 의해 광학적 투명성이 변할 수 있고, 4개의 투명성 레벨은 각 경우에 4개의 용량성 스위칭 영역(10)을 통해 선택될 수 있다. 물론, 별법으로 또는 추가로, 다른 전기적 기능, 예컨대 전기 조명, 복합 판유리(100)의 이동, 예를 들어 차량 문에서 옆 창문의 열림 또는 닫힘이 제어될 수 있다. 별법으로 또는 추가로, 1개의 또는 복수의 용량성 스위칭 영역(10)이 키패드를 형성할 수 있고, 전자장치 시스템에 커플링되어 예를 들어 특이적인 키 순서(key sequence)의 입력시 차량 문을 열거나 또는 잠글 수 있거나, 알람 시스템을 스위칭할 수 있거나 또는 복잡한 제어를 수행할 수 있다.
복합 판유리(100)가 예를 들어 차량에서 루프 패널로 이용되는 경우, 공급선 영역(12)의 길이는 차량의 운전자, 앞좌석 탑승자, 또는 뒷좌석 탑승자가 스위칭 영역(10)의 접촉 영역(11)에 편리하게 닿을 수 있도록 선택될 수 있다. 물론, 이 경우, 심지어 다수의 캐리어 필름(5), 예를 들어 각 차량 탑승자를 위한 캐리어 필름(5)이 복합 판유리(100)에 배열될 수 있다.
묘사된 범례적 실시양태에서, 센서 전자장치 시스템(14)의 구조 및 튜닝은 기판(1)의 외부 판유리 표면(IV)이 용량성 스위칭 영역(10)의 접촉 영역(11)을 통해 접촉될 때는 스위칭 신호가 촉발되고, 반면에 커버 판유리(4)의 외부 판유리 표면(I)이 용량성 스위칭 영역(10)을 통해 접촉될 때는 스위칭 신호가 촉발되지 않도록 조화된다. 이것은 차량 밖으로부터 복합 판유리(100)의 의도적 또는 비의도적 접촉에 의해 스위칭 신호가 촉발될 수 없다는 특별한 이점을 갖는다. 또한, 예를 들어, 비 또는 세차에 의한 스위칭 신호의 비의도적 촉발이 방지된다. 이 경우, 본 발명에 따른 복합 판유리(100)의 물질의 두께는 접촉 영역(11)과 기판(1)의 외부 표면(IV) 사이의 표면 커패시턴스(cI)가 접촉 영역(11)과 커버 판유리(4)의 외부 표면(I) 사이의 표면 커패시턴스(cA)보다 크도록 선택된다. 게다가, 용량성 스위칭 영역(10)이 가열 회로보다 기판(1)에 더 가깝게 배열되는 것이 유리하지만 필수는 아니다.
도 2c에 묘사된 단면도는 도 2b의 단면도에 따른 복합 판유리(100)에 상응하고, 여기서는 전기 전도성 층(6)이 기판(1)을 대면하지 않는 캐리어 필름(5)의 측에 배열된 것 뿐이다.
도 2d에 묘사된 단면도는 그의 구성이 도 2c의 단면도에 상응하고, 여기서는 가열 와이어(21) 및 버스바(22)가 커버 판유리(4)와 제1 중간 층(3) 사이에 배열된 것이 아니라 오히려 기판(1)과 제1 중간 층(3) 사이에 배열된다. 여기서는, 가열 와이어가 전기 전도성 층(6)에 바로 인접하여 배열된다. 전기 쇼트 회로를 피하기 위해, 가열 와이어(21)가 중합체 쉬딩에 의해 전기적으로 격리된다. 본 발명자의 연구가 놀랍게도 보여준 바와 같이, 용량성 스위칭 영역의 기능이 전기 전도성 층(6)과 가열 와이어(21) 사이의 공간적 근접성에 의해 실질적으로 손상되지 않는다. 이 결과는 예상 밖이었고, 관련 분야 기술자에게는 놀라운 것이었다.
유리한 실시양태에서는, 적어도 1개의 가열 와이어(21)가 굴곡되어, 권취되어, 기다란 곡류형으로, 지그재그로 또는 다른 방식으로 적어도 전기 전도성 층(6)의 투영의 한 부분영역에서 구현된다. 이것은 가열 와이어(21)의 이 구획에서 복합 판유리(100)가 더 강하게 가열될 수 있다는 특별한 이점을 갖는다. 따라서, 용량성 스위칭 영역(10) 및 특히, 접촉 영역(11)의 위치가 특히 빠르게 제빙될 수 있거나 또는 응결을 치울 수 있고, 용량성 스위칭 영역(10)의 위치가 사용자에게 빠르게 및 간단하게 확인가능하다. 게다가, 용량성 스위칭 감도의 비대칭성이 이 실시양태에 의해 보강된다.
도 3은 도 2b의 본 발명에 따른 복합 판유리(100)의 개선을 묘사한다. 이 예에서는, 추가의 쉴드 와이어(25)가 캐리어 필름(5)과 제1 중간 층(3) 사이에서 제1 중간 층(3) 상에의 접촉 영역(11)의 투영으로부터 생기는 영역에 놓인다. 쉴드 와이어(25)에 의해, 용량성 스위칭 감도의 비대칭성이 보강되지만, 쉴드 와이어(25)는 가열 회로에도 연결될 필요 없고 센서 전자장치 시스템(14)에도 연결될 필요 없다. 쉴드 와이어(25)는 서로 전기적으로 격리된 와이어 구획으로 이루어질 수 있거나 또는 1개의 또는 복수의 예를 들어 권취된 또는 곡류형 와이어로 이루어질 수 있다. 물론, 쉴드 와이어(25)는 또한 한쪽에서 또는 양쪽에서 기준 접지에 또는 가열 와이어(21)에 전기적으로 연결될 수 있다.
물론, 쉴드 와이어(25)는 가열 와이어(21)와 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 도 2d에 묘사된 바와 같이, 예를 들어 가열 와이어(21)가 기판(1)과 제1 중간 층(3) 사이에 배열될 수 있다.
이것은 제조 기술 관점에서 특히 유리하고 실현하기 간단하다.
도 4는 용량성 스위칭 영역(10)을 갖는 복합 판유리(100)를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 범례적 실시양태의 흐름도를 묘사한다.
1: 기판
2: 제2 중간 층
3: 제1 중간 층
4: 커버 판유리
5: 캐리어 필름
6: 전기 전도성 층
7: 분리선
10: 용량성 스위칭 영역
11: 접촉 영역
12: 공급선 영역
13: 연결 영역
14: 용량성 센서 전자장치 시스템
15: 주위 영역
16: 추가의 연결 영역
17: 호일 도체
18: 무코팅 에지 스트립
20: 전기선 연결부
21: 가열 와이어
22: 버스바
23: 버스바(22)의 공급선
24: 전력 공급원
25: 쉴드 와이어
100: 복합 판유리
101: 판유리 배열체
A: 접촉 영역(11)의 면적
bA: 연결 영역(13)의 폭
bB: 접촉 영역(11)의 폭
bZ: 공급선 영역(12)의 폭
cI, cA, c1...5 : 표면 커패시턴스
C1...5: 커패시턴스
d1, d2, d3,d4, d5: 두께
ε0: 전기장 상수
εr,1, εr,2, εr,3, εr,4, εr,5 : 상대 유전율
lA: 연결 영역(13)의 길이
lB: 접촉 영역(11)의 길이
lZ: 공급선 영역(12)의 길이
r: 에지로부터의 거리
t1: 분리선(7)의 폭
A-A': 절단선
B-B': 절단선
I: 커버 판유리(4)의 외부 표면
IV: 기판(1)의 외부 표면

Claims (16)

  1. 용량성 스위칭 영역(10)을 갖는 가열가능한 복합 판유리(100), 및
    제1 입력부를 통해 연결 영역(13)에 및 제2 입력부를 통해 가열 와이어(21) 또는 버스바(22)에 전기 전도적으로 연결된 용량성 센서 전자장치 시스템(14)
    을 포함하며,
    여기서 상기 용량성 스위칭 영역(10)을 갖는 가열가능한 복합 판유리(100)는
    기판(1) 및 커버 판유리(4), 및
    기판(1)과 커버 판유리(4) 사이에 배열된 적어도 1개의 제1 중간 층(3)
    을 포함하고, 여기서
    전기 전도성 층(6)을 갖는 캐리어 필름(5)이 기판(1)과 제1 중간 층(3) 사이에 또는 커버 판유리(4)와 제1 중간 층(3) 사이에 적어도 구획적으로 배열되고,
    전기 전도성 층(6)의 적어도 1개의 영역이 용량성 스위칭 영역(10)을 형성하고,
    용량성 스위칭 영역(10)은 접촉 영역(11), 공급선 영역(12) 및 연결 영역(13)을 가지며, 공급선 영역(12)은 접촉 영역(11)을 연결 영역(13)에 전기적으로 연결하고, 연결 영역(13)은 센서 전자장치 시스템(14)에 전기적으로 연결될 수 있고,
    적어도 1개의 가열 와이어(21) 및 적어도 2개의 버스바(22)가 기판(1)과 커버 판유리(4) 사이에 배열되고, 각 경우에 가열 와이어(21)의 한 단부가 각 경우에 버스바(22) 중 하나에 전기 전도적으로 연결되고, 그에 따라 버스바(22)에의 전압 인가 시 가열 와이어(21)를 통해 가열 전류가 흐를 수 있고, 그에 의해 가열 와이어(21)가 가열될 수 있는 것인
    판유리 배열체(101).
  2. 제1항에 있어서, 센서 전자장치 시스템(14)의 제2 입력부가 전기 접지에 연결된 것인 판유리 배열체(101).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 용량성 스위칭 영역(10)이 복합 판유리(100)를 통한 투영에서 적어도 1개의 가열 와이어(21)와 중첩되는 것인 판유리 배열체(101).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 와이어(21) 및 버스바(22)가 제1 중간 층(3)과 커버 판유리(4) 사이에 배열된 것인 판유리 배열체(101).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 기판(1)의 일 측부 에지에서부터 또는 커버 판유리(4)의 일 측부 에지에서부터 캐리어 필름(5)의 에지의 최소 거리(r)이 5 mm 이상, 바람직하게는 15 mm 이상, 특히 25 mm 이상인 판유리 배열체(101).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1개의 제2 중간 층(2)이, 기판(1)과, 전기 전도성 층(6)을 갖는 캐리어 필름(5) 사이에 배열된 것인 판유리 배열체(101).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 와이어(21)가 금속, 바람직하게는 텅스텐 또는 구리를 포함하고, 바람직하게는 중합체로 제조된 전기 절연 쉬딩(sheathing)을 갖는 것인 판유리 배열체(101).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 공급선 영역(12)이 1 cm 내지 70 cm, 바람직하게는 1 cm 내지 8 cm의 길이(lZ) 및 0.5 mm 내지 10 mm, 바람직하게는 0.5 mm 내지 2 mm의 폭(bZ)을 가지며, 바람직하게는 직사각형, 스트립 또는 선 형상을 가지며, 공급선 영역(12)의 길이(lZ) 대 폭(bZ)의 비가 바람직하게는 1:700 이하, 특히 바람직하게는 1:5 내지 1:100인 판유리 배열체(101).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 영역(11)의 면적이 1 ㎠ 내지 200 ㎠, 특히 바람직하게는 1 ㎠ 내지 9 ㎠이고/거나 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 삼각형, 원형, 타원형 또는 물방울형 형태 또는 라운딩된 코너를 갖는 것인 판유리 배열체(101).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 중간 층(3) 및/또는 제2 중간 층(2)이 투명하고/거나, 폴리비닐 부티랄(PVB)을 함유하거나 그로 제조되고/거나, 2 내지 4, 특히 바람직하게는 2.1 내지 2.9의 상대 유전율(εr,2/3)을 가지며, 캐리어 필름(5)이 투명하고/거나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 함유하거나 그로 제조되고/거나 2 내지 4, 특히 바람직하게는 2.7 내지 3.3의 상대 유전율(εr,5)을 갖는 것인 판유리 배열체(101).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 기판(1) 및/또는 커버 판유리(4)가 유리, 바람직하게는 편평 유리, 플로트 유리, 석영 유리, 보로실리케이트 유리, 소다 석회 유리, 또는 중합체, 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 및/또는 그의 혼합물을 함유하고/거나, 2 내지 8, 특히 바람직하게는 6 내지 8의 상대 유전율(εr,1/4)을 갖는 것인 판유리 배열체(101).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 전도성 층(2)이 투명하고/거나, 0.4 ohm/sq 내지 200 ohm/sq, 바람직하게는 0.5 ohm/sq 내지 20 ohm/sq의 시트 저항을 가지며/거나, 은(Ag), 인듐 주석 산화물 (ITO), 플루오린-도핑된 주석 산화물 (SnO2:F), 또는 알루미늄-도핑된 아연 산화물 (ZnO:Al)을 함유하는 것인 판유리 배열체(101).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 센서 전자장치 시스템(14)의 감도가, 사람 손가락이 기판(1)의 외부 표면(IV) 상에서 접촉 영역(11)을 접촉할 때는 센서 전자장치 시스템(14)이 스위칭 신호를 출력하고, 커버 판유리(4)의 외부 표면(I) 상에서 접촉 영역(11)을 접촉할 때는 센서 전자장치 시스템(14)이 스위칭 신호를 출력하지 않거나 또는 상이한 스위칭 신호를 출력하도록 선택되는 것인 판유리 배열체(101).
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 센서 전자장치 시스템(14)의 감도가, 사람 손가락이 기판(1)의 외부 표면(IV) 상에서 및/또는 커버 판유리(4)의 외부 표면(I) 상에서 접촉 영역(11)을 접촉할 때는 센서 전자장치 시스템(14)이 스위칭 신호를 출력하고, 기판(1)의 표면(IV) 및/또는 커버 판유리(4)의 표면(I) 상에서 공급선 영역(12)을 접촉할 때는 센서 전자장치 시스템(14)이 스위칭 신호를 출력하지 않거나 또는 상이한 스위칭 신호를 출력하도록 선택되는 것인 판유리 배열체(101).
  15. (a) 제1 중간 층(3)을 크기에 맞춰 절단하고, 캐리어 필름(5)의 한 면의 표면 상에 투명 전기 전도성 층(6)을 캐소드 스퍼터링에 의해 형성시키는 단계,
    (b) 제1 중간 층(3)의 표면 상에 2개의 버스바(22)를 장착하고 제1 중간 층(3)의 표면 상에 적어도 1개의 가열 와이어(21)를 장착하는 단계로서, 여기서 가열 와이어(21)는 2개의 버스바(22) 모두에 전기 전도적으로 연결되는 것인 단계,
    (c) 기판(1), 가열 와이어(21) 및 버스바(22)를 갖는 제1 중간 층(3), 전기 전도성 층(6)을 갖는 캐리어 필름(5), 및 커버 판유리(4)의 스택 배열물을 제조하는 단계, 및
    (d) 스택 배열물을 라미네이팅하여 복합 판유리(100)를 제조하는 단계
    를 포함하는, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 용량성 스위칭 영역(10)을 갖는 용량성 복합 판유리(100)를 갖는 판유리 배열체(101)의 제조 방법.
  16. 육상, 공중 또는 수상 이동을 위한 수송 수단에서의, 특히 모터 차량에서의, 예를 들어 앞유리창, 뒷 창문, 옆 창문 및/또는 루프 패널로서 뿐만 아니라 기능성 개별 피스로서의, 및 가구, 가전 및 건물에서의 빌트-인 성분으로서의, 특히 전기 가열기로서의, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 용량성 스위칭 영역(10)을 갖는 용량성 복합 판유리(100)를 갖는 판유리 배열체(101)의 용도.
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