WO2021209433A1 - Pane having electrically heatable communication window for sensors and camera systems - Google Patents

Pane having electrically heatable communication window for sensors and camera systems Download PDF

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WO2021209433A1
WO2021209433A1 PCT/EP2021/059530 EP2021059530W WO2021209433A1 WO 2021209433 A1 WO2021209433 A1 WO 2021209433A1 EP 2021059530 W EP2021059530 W EP 2021059530W WO 2021209433 A1 WO2021209433 A1 WO 2021209433A1
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WO
WIPO (PCT)
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coating
pane
disc
electrically conductive
heating
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/059530
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German (de)
French (fr)
Inventor
Stephan GILLESSEN
Andreas NOSITSCHKA
Stefan Droste
Klaus WEISSBORN
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
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Filing date
Publication date
Application filed by Saint-Gobain Glass France filed Critical Saint-Gobain Glass France
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/008Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements with layout including a portion free of resistive material, e.g. communication window
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013Heaters using resistive films or coatings

Definitions

  • the invention is in the field of panes with communication windows, in particular for sensors and camera systems, a method for their production and their use.
  • Vehicles, airplanes, helicopters and ships are increasingly equipped with various sensors or camera systems.
  • Examples are camera systems such as video cameras, night vision cameras, residual light amplifiers, laser range finders or passive infrared detectors.
  • Vehicle identification systems are also increasingly being used for toll collection, for example.
  • Camera systems can use light in the ultraviolet (UV), visible (VIS) and infrared wavelength range (IR). This means that objects, vehicles and people can be precisely identified even in poor weather conditions, such as darkness and fog.
  • UV ultraviolet
  • VIS visible
  • IR infrared wavelength range
  • These camera systems can be placed in motor vehicles behind the windshield in the passenger compartment. In this way, they also offer the possibility of recognizing dangerous situations and obstacles in good time, even in traffic.
  • panes that are transparent to radiation.
  • clean and fog-free windows are essential. Fogging and icing significantly hinder the functionality, as they significantly reduce the transmission of electromagnetic radiation. While wiping systems can be used for water droplets and dirt particles, these are usually not sufficient in the case of icing. This requires systems that, if necessary, heat up the pane segment assigned to the sensor at least for a short time and thus enable uninterrupted use.
  • Panes increasingly have full-surface, electrically conductive coatings that are transparent to visible light, which, for example, protect interiors from overheating due to sunlight or cooling down or cause the pane to be heated in a targeted manner when an electrical voltage is applied.
  • conductive, transparent coatings are not suitable as transparent protective panes for sensors or camera systems, since information-carrying radiation is not sufficiently transmitted through the coating.
  • the panes are therefore usually stripped of localized coating and form a communication window for the sensors and camera systems.
  • Such disks are known, for example, from WO 2011/069901 A1, WO 2015/071673 A1, US 2016/0374150 A1 or WO 2019/137674 A1.
  • the pane can have an electrical heating function.
  • Composite panes are known which have a transparent, electrically conductive coating on an inside surface of one of the individual panes.
  • An external voltage source can be used to conduct an electrical current through the electrically conductive coating, which heats the coating and thus the pane.
  • WO2012 / 052315 A1 or EP 2 947957 A1 disclose, for example, such a heatable, electrically conductive metal-based coating.
  • the electrical contacting of the electrical heating layer is typically made via bus bars, as is known from US 2007/0020465 A1.
  • the bus bars consist, for example, of a printed and burned-in silver paste.
  • the bus bars typically run along the top and bottom edges of the disk.
  • the bus bars collect the current that flows through the electrically conductive coating and direct it to external supply lines that are connected to a voltage source.
  • this area must be made heatable by additional heating conductors, for example made of thin metal wires or thin conductors made of printed and burnt-in silver paste.
  • additional heating conductors for example made of thin metal wires or thin conductors made of printed and burnt-in silver paste.
  • Such opaque heating conductors impair the transmission through the window and are unsuitable for high-quality sensors and sophisticated camera systems, such as those required for modern traffic sign recognition or autonomous driving (so-called vision-based driver assistance systems, FAS or Advanced Driver Assistance Systems, ADAS).
  • a transparent, electrically conductive coating can be used as the heating area, as is known from DE 102012 018001 A1 or US 2012/0103961 A1.
  • the object of the present invention is to provide an improved pane with an electrically heatable communication window, which can be heated quickly and has little adverse effect on the optical properties of sensors and camera systems.
  • the pane according to the invention with an electrically heatable communication window comprises at least the following features:
  • At least one electrically conductive, transparent coating which is applied to at least part of the surface and has at least two coating-free zones, wherein
  • At least two busbars provided for connection to a voltage source, which are connected to the heating conductor in such a way that a current path for a heating current is formed between the busbars.
  • the current path is in particular led through the areas of the heating conductors provided with the electrically conductive, transparent coating.
  • the heating conductor advantageously consists of an area of the coating, i.e. it consists of a section of the coating between the coating-free zones.
  • the communication window contains at least two coating-free zones. This means that the coating-free zone is completely or partially surrounded by the coating.
  • the coating-free zone can in particular border on an edge region of the communication window which is formed by a coating-free dividing line.
  • Panes with electrically heatable communication windows usually have opaque heating structures, for example made of thin metal wires or thin conductors made of printed and burnt-in silver paste. Such opaque heating conductors worsen the transmission through the pane and are unsuitable for high-quality sensors and sophisticated camera systems.
  • the invention is based on the knowledge that a sufficient heating power can be achieved by heating conductors from narrow areas of an electrically conductive, transparent coating and at the same time the transparent heating conductors only insignificantly impair the optical view of the optical sensors or camera systems. This is due in particular to the fact that the depth of field of the optical sensors or camera systems is optimized for longer distances and the thin and transparent heating conductors in the camera window are at a different distance from them. In combination with the transparent properties of the heating conductors, this only leads to a very slight impairment of the view in the spectral range used by the camera systems and optical sensors.
  • the invention is all the more effective, the larger the coating-free zones and the smaller the width of the heating conductors, with an optimization between the narrow width of the heating conductors and sufficient conductivity and thus sufficient heating power being achieved.
  • the communication window according to the invention has at least two, preferably at least three, particularly preferably at least four and even more preferably at least five coating-free zones.
  • the communication window according to the invention has exactly two, exactly three, exactly four, exactly five, exactly six, exactly seven, exactly eight, exactly nine or exactly ten coating-free zones.
  • a heating conductor, which consists of the coating, is advantageously arranged between two coating-free zones in each case.
  • the heating conductors are advantageously designed in an electrical parallel circuit, ie the coating from which the heating conductors consist is arranged and provided with coating-free areas that the heating conductors are connected in electrical parallel circuit and when a voltage is applied to the busbars, current flows through them in parallel.
  • the heating conductors have a constant width b. They are preferably web-shaped and in particular rectangular. The heating conductors must be made sufficiently thin in order to impair the view of the pane as little as possible.
  • the width of the width b of the heating conductors is from 0.1 mm to 1.5 mm, preferably from 0.1 mm to 0.6 mm and particularly preferably from 0.20 mm to 0.45 mm .
  • Such heating conductors made of a transparent coating have the particular advantage that they do not or only very slightly impair the view through the pane.
  • the coating-free zones are designed to be rectangular.
  • the coating-free zones advantageously have a width B of 5 mm to 25 mm, preferably 10 mm to 20 mm and / or a length L of 1 cm to 20 cm, preferably 3 cm to 7 cm. This makes it possible to achieve a particularly advantageous improvement in the view through the communication window.
  • the area of the communication window (and thus the electrically conductive, transparent coating and the busbars) is partially and preferably completely separated galvanically and / or materially from the surrounding coating by a coating-free separating line.
  • the width d of the dividing line is preferably from 30 ⁇ m to 200 ⁇ m and particularly preferably from 70 ⁇ m to 140 ⁇ m. Such a dividing line allows the electrical structures within the communication window to be isolated from the electrically conductive, transparent coating in the vicinity of the communication window without short circuits.
  • the coating which is galvanically separated from the communication window, can also be used in the vicinity to heat the rest of the pane.
  • at least two further bus bars provided for connection to the voltage source or to a further voltage source are preferably connected to the coating surrounding the communication window in such a way that a current path for a heating current is formed between the further bus bars.
  • the electrical current of the current path between the bus bars, which connect the heating conductors to one another, and the electrical current of the current path between the bus bars, which connect the coating surrounding the communication window can be controlled independently of one another.
  • the width of the bus bars inside and, if appropriate, outside the communication window is preferably from 2 mm to 30 mm, particularly preferably from 4 mm to 20 mm and in particular from 10 mm to 20 mm.
  • Thinner busbars lead to an electrical resistance that is too high and thus to excessive heating of the busbar during operation.
  • thinner bus bars are difficult to manufacture using printing techniques such as screen printing.
  • Thicker bus bars require an undesirably high amount of material.
  • They lead to excessive and unaesthetic restriction of the viewing area of the pane.
  • the length of the busbar depends on the expansion of the heating conductor or the area to be heated. In the case of a busbar, which is typically in the form of a strip, the longer of its dimensions is referred to as the length and the shorter of its dimensions is referred to as the width.
  • busbars are preferably arranged along a side edge on the electrically conductive, transparent coating and in particular run approximately parallel to one another.
  • the length of the busbar is typically essentially the same as the length of the side edge of the electrically conductive, transparent coating, but it can also be slightly larger or smaller. It is also possible for more than two bus bars to be arranged on the electrically conductive coating, preferably in the edge region along two opposite side edges of the electrically conductive, transparent coating. It is also possible for more than two bus bars to be arranged on the electrically conductive, transparent coating, for example around two or more independent heating fields.
  • the bus bars according to the invention are designed as a printed and burned-in conductive structure.
  • the printed busbars preferably contain at least one metal, a metal alloy, a Metal compound and / or carbon, particularly preferably a noble metal and in particular silver.
  • the printing paste preferably contains metallic particles, metal particles and / or carbon and in particular noble metal particles such as silver particles.
  • the electrical conductivity is preferably achieved by the electrically conductive particles.
  • the particles can be in an organic and / or inorganic matrix such as pastes or inks, preferably as a printing paste with glass frits.
  • the layer thickness of the printed busbars is preferably from 5 pm to 40 pm, particularly preferably from 8 pm to 20 pm and very particularly preferably from 8 pm to 12 pm.
  • Printed busbars with these thicknesses are technically easy to implement and have an advantageous current-carrying capacity.
  • the specific resistance p a of the busbars is preferably from 0.8 pOhnvcm to 7.0 pOhnvcm and particularly preferably from 1.0 pOhnvcm to 2.5 pOhnvcm. Bus bars with specific resistances in this area are technically easy to implement and have an advantageous current-carrying capacity.
  • the busbar can also be designed as a strip of an electrically conductive film.
  • the busbar then contains, for example, at least aluminum, copper, tinned copper, gold, silver, zinc, tungsten and / or tin or alloys thereof.
  • the strip preferably has a thickness of 10 ⁇ m to 500 ⁇ m, particularly preferably 30 ⁇ m to 300 ⁇ m. Bus bars made of electrically conductive foils with these thicknesses are technically easy to implement and have an advantageous current-carrying capacity.
  • the strip can be connected in an electrically conductive manner to the electrically conductive structure, for example via a solder mass, via an electrically conductive adhesive or by direct application.
  • the pane according to the invention comprises a first pane on which an electrically conductive, transparent coating is arranged.
  • a protective layer for example a lacquer, a polymer film and / or a second pane.
  • the surface of the first pane is on which the electrically conductive, transparent coating is arranged, is flatly connected to a second pane via a thermoplastic intermediate layer
  • the first pane and / or the second pane preferably contain glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide , Polyester, polyvinyl chloride and / or mixtures thereof.
  • the first pane and / or the second pane are preferably transparent, in particular for the use of the pane as a windshield or rear pane of a vehicle or other uses in which a high level of light transmission is desired. Transparent in the context of the invention is then understood to mean a pane that has a transmission in the visible spectral range of greater than 70%. For windows that are not in the driver's field of vision relevant to traffic, for example for roof windows, the transmission can also be much lower, for example greater than 5%.
  • the thickness of the pane can vary widely and thus be perfectly adapted to the requirements of the individual case.
  • the size of the disk can vary widely and depends on the size of the use according to the invention.
  • the first pane and optionally the second pane have areas of 200 cm 2 to 20 m 2, which are common in vehicle construction and architecture, for example.
  • the disk can have any three-dimensional shape.
  • the three-dimensional shape preferably has no shadow zones, so that it can be coated, for example, by cathode sputtering.
  • the substrates are preferably planar or slightly or strongly curved in one direction or in several directions of space. In particular, planar substrates are used.
  • the discs can be colorless or colored.
  • Several panes are connected to one another by at least one intermediate layer.
  • the intermediate layer preferably contains at least one thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and / or polyethylene terephthalate (PET).
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PET polyethylene terephthalate
  • the thermoplastic intermediate layer can also, for example, polyurethane (PU), polypropylene (PP), polyacrylate, polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resins, acrylates, fluorinated ethylene propylenes, polyvinyl fluoride and / or ethylene Tetrafluoroethylene, or copolymers or mixtures thereof.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by one or also by several thermoplastic films arranged one above the other, the thickness of a thermoplastic film preferably being from 0.25 mm to 1 mm, typically 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the electrically conductive, transparent coating can be applied directly to the first pane or can be applied to a carrier film or to the intermediate layer itself.
  • the first disk and the second disk each have an inside surface and an outside surface.
  • the inside surfaces of the first and second panes face one another and are connected to one another via the thermoplastic intermediate layer.
  • the outside surfaces of the first and second panes face away from each other and from the thermoplastic intermediate layer.
  • the electrically conductive coating is applied to the inside surface of the first pane.
  • a further electrically conductive coating can also be applied to the inside surface of the second pane.
  • the outside surfaces of the panes can also have coatings.
  • first pane and second pane are chosen to distinguish the two panes in a composite pane according to the invention. The terms do not make any statements about the geometric arrangement. If the pane according to the invention is intended, for example, to separate the interior from the external environment in an opening, for example of a vehicle or a building, then the first pane can face the interior or the external environment.
  • Electrically conductive, transparent coatings according to the invention are known, for example, from DE 202008017611 U1, EP 0847 965 B1 or WO20 12/052315 A1. They typically contain one or more, for example two, three or four, electrically conductive, functional layers.
  • the functional layers preferably contain at least one metal, for example silver, gold, copper, nickel and / or chromium or a metal alloy.
  • the functional layers particularly preferably contain at least 90% by weight of the metal, in particular at least 99.9% by weight of the metal.
  • the functional layers can consist of the metal or the metal alloy.
  • the functional layers particularly preferably contain silver or an alloy containing silver.
  • Such functional layers have a particularly advantageous electrical conductivity with a simultaneous high transmission in the visible spectral range.
  • the thickness of a functional layer is preferably from 5 nm to 50 nm, particularly preferably from 8 nm to 25 nm. In this range for the thickness of the functional layer, an advantageously high transmission in the visible spectral range and a particularly advantageous electrical conductivity are achieved.
  • At least one dielectric layer is typically arranged between two adjacent functional layers of the coating.
  • a further dielectric layer is preferably arranged below the first and / or above the last functional layer.
  • a dielectric layer contains at least one single layer made of a dielectric material, for example containing a nitride such as silicon nitride or an oxide such as aluminum oxide.
  • dielectric layers can also comprise a plurality of individual layers, for example individual layers of a dielectric material, smoothing layers, adaptation layers, blocker layers and / or antireflection layers.
  • the thickness of a dielectric layer is, for example, from 10 nm to 200 nm.
  • This layer structure is generally obtained through a sequence of deposition processes that are carried out using a vacuum process such as magnetic field-assisted cathode sputtering.
  • electrically conductive coatings preferably contain indium tin oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (Sn0 2 : F) or aluminum-doped zinc oxide (ZnO: Al).
  • ITO indium tin oxide
  • Sn0 2 : F fluorine-doped tin oxide
  • ZnO aluminum-doped zinc oxide
  • the electrically conductive, transparent coating can in principle be any coating that is to be electrically contacted and has sufficient transparency. If the pane according to the invention is intended to enable transparency, as is the case, for example, with panes in the window area, the electrically conductive coating is preferably transparent.
  • the electrically conductive coating according to the invention is preferably transparent for electromagnetic radiation, particularly preferably for electromagnetic radiation with a wavelength of 300 to 1,300 nm and in particular for visible light.
  • the electrically conductive coating is a layer or a layer structure of several individual layers with a total thickness of less than or equal to 2 ⁇ m, particularly preferably less than or equal to 1 ⁇ m.
  • An advantageous electrically conductive coating according to the invention has a sheet resistance of 0.4 ohm / square to 10 ohm / square.
  • the electrically conductive coating according to the invention has a sheet resistance of 0.5 ohm / square to 1 ohm / square. Coatings with such surface resistances are particularly suitable for heating vehicle windows with typical on-board voltages of 12 V to 48 V or for electric vehicles with typical on-board voltages of up to 500 V.
  • the electrically conductive, transparent coating can extend over the entire surface of the first pane. Alternatively, however, the electrically conductive, transparent coating can also extend only over part of the surface of the first pane.
  • the electrically conductive, transparent coating extends preferably over at least 50%, particularly preferably over at least 70% and very particularly preferably over at least 90% of the inside surface of the first pane. In addition to the coating-free zones, the electrically conductive, transparent coating can also have one or more coating-free areas.
  • the inside surface of the first pane has a circumferential edge area with a width of 2 mm to 50 mm, preferably 5 mm to 20 mm, which is not provided with the electrically conductive, transparent coating.
  • the electrically conductive, transparent coating then has none Contact with the atmosphere and is advantageously protected from damage and corrosion inside the pane by the thermoplastic intermediate layer.
  • the bus bars are electrically contacted by one or more supply lines.
  • the supply line is preferably designed as a flexible foil conductor (flat conductor, flat strip conductor). This is understood to mean an electrical conductor whose width is significantly greater than its thickness.
  • a foil conductor is, for example, a strip or tape containing or consisting of copper, tinned copper, aluminum, silver, gold or alloys thereof.
  • the foil conductor has, for example, a width of 2 mm to 16 mm and a thickness of 0.03 mm to 0.1 mm.
  • the film conductor can have an insulating, preferably polymeric sheathing, for example based on polyimide.
  • Foil conductors which are suitable for contacting electrically conductive coatings in panes, only have a total thickness of, for example, 0.3 mm. Such thin film conductors can be embedded between the individual panes in the thermoplastic intermediate layer without difficulty. Several conductive layers that are electrically isolated from one another can be located in a foil conductor strip.
  • thin metal wires can also be used as an electrical lead.
  • the metal wires contain in particular copper, tungsten, gold, silver or aluminum or alloys of at least two of these metals.
  • the alloys can also contain molybdenum, rhenium, osmium, iridium, palladium or platinum.
  • the electrical lead is connected to a contact strip, for example by means of a solder compound or an electrically conductive adhesive.
  • the contact strip is then connected to the busbar.
  • the contact strip is an extension of the supply line, so that the connecting surface between the contact strip and the bus bar is to be understood as the contact area according to the invention, from which the distance a runs in the direction of extent of the bus bar.
  • the contact strip preferably contains at least one metal, particularly preferably copper, tinned copper, silver, gold, aluminum, zinc, tungsten and / or tin. This is particularly advantageous with regard to the electrical conductivity of the contact strip.
  • the contact strip can also contain alloys, which preferably contain one or more of the elements mentioned and optionally further elements, for example brass or bronze.
  • the contact strip is preferably designed as a strip of a thin, electrically conductive film.
  • the thickness of the contact strip is preferably from 10 ⁇ m to 500 ⁇ m, particularly preferably from 15 ⁇ m to 200 ⁇ m, very particularly preferably from 50 ⁇ m to 100 ⁇ m. Films with these thicknesses are technically simple to manufacture and readily available and also have an advantageously low electrical resistance.
  • the invention further comprises a method for producing a pane according to the invention, at least comprising:
  • the application of the electrically conductive coating of the electrically conductive, transparent coating in method step (a) can be carried out by methods known per se, preferably by magnetic field-assisted cathode sputtering. This is particularly advantageous with regard to a simple, fast, inexpensive and uniform coating of the first pane.
  • the electrically conductive coating can, however, also be applied, for example, by vapor deposition, chemical vapor deposition (CVD), plasma-assisted gas phase deposition (PECVD) or by wet-chemical processes.
  • the first pane can be subjected to a temperature treatment during or after process step (a).
  • the first pane with the electrically conductive coating is heated to a temperature of at least 200.degree. C., preferably at least 300.degree.
  • the temperature treatment can serve to increase the transmission and / or to reduce the sheet resistance of the electrically conductive coating.
  • the first pane can be bent according to process step (a), typically at a temperature of 500 ° C to 700 ° C. Since it is technically easier to coat a flat pane, this procedure is advantageous if the first pane should be bent. Alternatively, however, the first pane can also be bent before or during method step (a), for example if the electrically conductive coating is not suitable for withstanding a bending process without damage.
  • the busbar is preferably applied in process step (b) by printing and baking an electrically conductive paste in a screen printing process or in an inkjet process.
  • the busbar can be applied to the electrically conductive coating as a strip of an electrically conductive film, preferably placed, soldered on or glued on.
  • the lateral shaping takes place by masking the fabric through which the printing paste with the metal particles is pressed.
  • the width of the bus bar can be predefined and varied in a particularly simple manner.
  • the production (decoating) of individual coating-free zones in the electrically conductive coating is preferably carried out by a laser beam.
  • Methods for structuring thin metal films are known, for example, from EP 2 200 097 A1 or EP 2 139049 A1.
  • the width of the stripping is preferably 10 pm to 1000 pm, particularly preferably 30 pm to 200 pm and in particular 70 pm to 140 pm. In this area, a particularly clean and residue-free stripping takes place using the laser beam.
  • the stripping by means of a laser beam is particularly advantageous, since the stripped lines are optically very inconspicuous and only slightly impair the appearance and transparency.
  • the stripping of a line with a width that is wider than the width of a laser cut is carried out by repeatedly tracing the line with the laser beam. The process duration and the process costs therefore increase as the line width increases.
  • the stripping can be carried out by mechanical removal as well as by chemical or physical etching.
  • thermoplastic intermediate layer placing a thermoplastic intermediate layer on the coated surface of the first pane and placing a second pane on the thermoplastic intermediate layer and (d) joining the first pane and the second pane via the thermoplastic intermediate layer.
  • the first pane is arranged in such a way that that of its surfaces which is provided with the electrically conductive, transparent coating faces the thermoplastic intermediate layer. The surface thereby becomes the inside surface of the first pane.
  • thermoplastic intermediate layer can be formed by a single or also by two or more thermoplastic films which are arranged one above the other in terms of area.
  • the joining of the first and second panes in process step (d) is preferably carried out under the action of heat, vacuum and / or pressure. Methods known per se for producing a disk can be used.
  • so-called autoclave processes can be carried out at an elevated pressure of about 10 bar to 15 bar and temperatures of 130 ° C. to 145 ° C. for about 2 hours.
  • Vacuum bag or vacuum ring processes known per se work, for example, at around 200 mbar and 80 ° C to 110 ° C.
  • the first disk, the thermoplastic intermediate layer and the second disk can also be pressed into a disk in a calender between at least one pair of rollers.
  • Systems of this type are known for the production of panes and normally have at least one heating tunnel in front of a press shop.
  • the temperature during the pressing process is, for example, from 40 ° C to 150 ° C. Combinations of calender and autoclave processes have proven particularly useful in practice.
  • vacuum laminators can be used. These consist of one or more heatable and evacuable chambers in which the first pane and the second pane are laminated within, for example, about 60 minutes at reduced pressures of 0.01 mbar to 800 mbar and temperatures of 80 ° C to 170 ° C.
  • the invention further includes the use of the pane according to the invention with electrical contact in buildings, in particular in the access area, window area, roof area or facade area, as a built-in part in furniture and equipment, in means of transport for traffic in the country, in the air or to Water, especially in trains, ships and motor vehicles, for example as a windshield, rear window, side window and / or roof window.
  • the use includes optical sensors and camera systems, in particular for vision-based driver assistance systems, FAS or Advanced Driver Assistance Systems, ADAS, the beam path of which runs through the communication window.
  • FIG. 1A shows a plan view of an embodiment of the pane according to the invention with an electrically heatable communication window
  • FIG. 1B shows an enlarged illustration of the communication window from FIG. 1A
  • Figure 1C is a cross-sectional view along the section line A-A 'through the pane of Figure 1A,
  • Figure 2 is a plan view of a further embodiment of the disc according to the invention.
  • FIG. 3 shows a flow diagram of an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1A shows a top view of an exemplary embodiment of a pane 100 according to the invention with an electrically heatable communication window 80.
  • FIG. 1B shows an enlarged illustration of the communication window from FIG. 1A and
  • FIG. 1C shows a cross section through the pane 100 according to the invention from FIG. 1A along the section line A-A '.
  • the pane 100 comprises a first pane 1 and a second pane 2, which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer 4.
  • the window 100 is, for example, a vehicle window and in particular the windshield of a passenger car.
  • the first pane 1 is provided, for example, to face the interior in the installed position.
  • the first disk 1 and the second disk 2 are made of soda-lime glass.
  • the thickness of the first disk 1 is, for example, 1.6 mm and the thickness of the second disk 2 is 2.1 mm.
  • the thermoplastic intermediate layer 4 consists of polyvinyl butyral (PVB) and has a thickness of 0.76 mm.
  • On the inside surface III of the first disc 1 is an electrically conductive, transparent coating 3 is applied.
  • the electrically conductive, transparent coating 3 is a layer system which contains, for example, three electrically conductive silver layers which are separated from one another by dielectric layers. If a current flows through the electrically conductive, transparent coating 3, it is heated as a result of its electrical resistance and Joule heat generation. The electrically conductive, transparent coating 3 can therefore be used for active heating of the communication window 80.
  • the electrically conductive, transparent coating 3, 3 ‘extends, for example, over the entire surface III of the first pane 1 minus a circumferential, frame-shaped uncoated area with a width of 8 mm.
  • the uncoated area is used for electrical insulation between the electrically conductive, transparent coating 3 and the vehicle body.
  • the uncoated area is hermetically sealed by gluing with the intermediate layer 4 in order to protect the electrically conductive, transparent coating 3, 3 'from damage and corrosion.
  • Embodiment not used for the complete heating of the entire pane 100, but rather the IR-reflecting properties of the coating 3, 3 'are used, for example to protect the interior of the vehicle against solar radiation and to keep it cool. (For an embodiment of a completely heatable pane 100 see Figure 2.)
  • the communication window 80 is here, for example, surrounded by a coating-free separating line 9, which separates the coating 3 in the interior of the communication window 80 from a surrounding coating 3 materially and galvanically (that is, for direct currents).
  • the dividing line 9 has, for example, a width d of 100 ⁇ m in which the coating 3 has been completely removed.
  • the dividing line 9 is produced, for example, by laser structuring (laser ablation).
  • the electrically conductive, transparent coating 3 within the communication window 80 has six coating-free zones 8 in this example. Coated areas in the form of heating conductors 12 are arranged between the coating-free zones 8.
  • the width b of the heating conductor 12 is here for example constant along the heating conductor 12 and constant in all intermediate areas.
  • the width b here is preferably from 0.1 mm to 1.5 mm, particularly preferably from 0.1 mm to 0.6 mm, in particular from 0.20 mm to 0.45 mm and, for example, 0.25 mm or 0, 4 mm.
  • the coating-free zones 8 are produced, for example, by laser stripping (laser ablation) or other mechanical, physical or chemical structuring and removal processes.
  • the coating-free zones 8 in this example have a width B of 1 cm and a length L of 7 cm. Only the uppermost coating-free zone 8.3 is extended in sections to the dividing line 9 on its right-hand side in order to galvanically separate the coating 3 in the vicinity of the busbar 5.1 from the coating 3 in the vicinity of the busbar 5.2 and to create a short circuit between the busbars 5.1, 5.2 impede. Likewise, the lower, coating-free zone 8.4 is widened and, on its lower side, extends as far as the dividing line 9. This is also used for galvanic isolation and to avoid an undesired short circuit between the busbars 5.1, 5.2.
  • the communication window 80 is suitable for ensuring that a camera system 20 or other optical sensors can see through it.
  • the camera window 10 that is to say the area of the optical beam path of the camera system 20 through the pane 100, is arranged completely within the electrically heatable area of coating-free zones 8 and heating conductors 12.
  • Such an arrangement of coating-free zones 8 and narrow, transparent heating conductors 12 is visually barely noticeable for the camera system 20 and only slightly disturbs the view through the pane 100, which is particularly important for use in vehicles and camera systems 20 with high optical requirements.
  • a first busbar 5.1 is arranged on the left edge area and a further, second busbar 5.2 is arranged on the right edge area of the coating-free zones 8 or the heating conductor 12 on the electrically conductive, transparent coating 3.
  • the bus bars 5.1, 5.2 contain, for example, silver particles and were applied using the screen printing process and then burned in.
  • the length of the busbars 5.1, 5.2 corresponds approximately to the extent of the coating-free zones 8 including the heating conductor 12. If an electrical voltage is applied to the busbars 5.1 and 5.2, a uniform current flows through the heating conductors 12 between the busbars 5.1, 5.2, whereby the communication window 80 and in particular the sensor or camera window 10 is heated.
  • connection lines 7.1, 7.2 can be designed as known foil conductors, which are electrically conductively connected to the busbar 5.1, 5.2 via a contact surface, for example by means of a solder, an electrically conductive adhesive or by simply resting and pressing inside the pane 100.
  • the foil conductor contains, for example, a tinned copper foil with a width of 10 mm and a thickness of 0.3 mm. Connection cables connected to the voltage source 14 can pass over the foil conductors.
  • the voltage source 14 provides, for example, an on-board voltage customary for motor vehicles, preferably from 12 V to 15 V and, for example, approximately 14 V.
  • the voltage source 14 V can also have higher voltages, for example from 35 V to 45 V and in particular 42 V.
  • the busbars 5.1, 5.2 have a constant thickness of, for example, approximately 10 ⁇ m and a constant specific resistance of, for example, 2.3 pOhnvcm.
  • busbars 5.1, 5.2 and the connections as well as the connecting lines 7.1, 7.2 can be covered by an opaque paint layer known per se as a masking print (not shown here).
  • FIG. 2 shows a plan view of a further embodiment of a disk 100 according to the invention.
  • the transparent coating 3 and the communication window 80 and the thermoplastic intermediate layer 4 are configured as in FIG. 1A.
  • the pane 100 according to FIG. 2 can also be electrically heated in the coating area 3 ', that is to say also outside the communication window 80.
  • a first bus bar 50.1 is arranged in the lower edge area and a further, second bus bar 50.2 is arranged in the upper edge area on the electrically conductive, transparent coating 3 ‘.
  • the bus bars 50.1, 50.2 contain, for example, silver particles and were applied using the screen printing process and then burned in.
  • the length of the busbars 50.1, 50.2 corresponds approximately to the extent of the electrically conductive, transparent coating 3 ‘.
  • busbars 50.1 and 50.2 If an electrical voltage is applied to the busbars 50.1 and 50.2, a uniform current flows (for example along the current path 110) through the electrically conductive, transparent coating 3 'between the busbars 50.1, 50.2. On each busbar 50.1, 50.2 there is a connection with a supply line approximately in the middle
  • connection 70.1, 70.2 is, for example, a film conductor known per se, which merges into a round cable.
  • the connection 70.1, 70.2 is electrically conductively connected to the busbar 50.1, 50.2 via a contact surface, for example by means of a solder, an electrically conductive adhesive or by simply resting and pressing inside the pane 100.
  • the foil conductor contains, for example, a tinned copper foil with a width of 10 mm and a thickness of 0.3 mm.
  • the bus bars are via the electrical connections 70.1, 70.2
  • the voltage source 14 which - as already stated - provides an on-board voltage customary for motor vehicles, preferably from 12 V to 15 V and, for example, approximately 14 V.
  • the voltage source 14 V can also have higher voltages, for example from 35 V to 45 V and in particular 42 V.
  • a further voltage source with the same or a different voltage than the voltage source 14 can be connected to the connections 70.1, 70.2.
  • FIG. 3 shows a flow diagram of an exemplary embodiment of the method according to the invention for producing an electrically heatable pane 100.
  • the method according to the invention comprises the following steps:

Abstract

The present invention relates to a pane (100) having an electrically heatable communication window (80), at least comprising: - a first pane (1) having a surface (III), - at least one electrically conductive, transparent coating (3), which is applied at least to part of the surface (III) and has at least two coating-free zones (8.1, 8.2), wherein in each case a heating conductor (12) from the coating (3) is disposed between two coating-free zones (8, 8.1, 8.2), and wherein at least two bus bars (5.1, 5.2) for connecting to a voltage source (14) are connected to the heating conductor (3) such that a current path (11) for a heating current is formed between the bus bars (5.1, 5.2).

Description

Scheibe mit elektrisch beheizbarem Kommunikationsfenster für Sensoren und Disc with electrically heated communication window for sensors and
Kamerasysteme Camera systems
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet von Scheiben mit Kommunikationsfenstern, insbesondere für Sensoren und Kamerasysteme, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung. The invention is in the field of panes with communication windows, in particular for sensors and camera systems, a method for their production and their use.
Fahrzeuge, Flugzeuge, Hubschrauber und Schiffe sind zunehmend mit verschiedenen Sensoren oder Kamerasystemen ausgestattet. Beispiele sind Kamerasysteme, wie Videokameras, Nachtsichtkameras, Restlichtverstärker, Laserentfernungsmesser oder passive Infrarotdetektoren. Auch werden beispielsweise zur Mauterfassung zunehmend Fahrzeug-Identifikationssysteme eingesetzt. Vehicles, airplanes, helicopters and ships are increasingly equipped with various sensors or camera systems. Examples are camera systems such as video cameras, night vision cameras, residual light amplifiers, laser range finders or passive infrared detectors. Vehicle identification systems are also increasingly being used for toll collection, for example.
Kamerasysteme können Licht im ultravioletten (UV), sichtbaren (VIS) und infraroten Wellenlängenbereich (IR) nutzen. Damit lassen sich auch bei schlechten Witterungsverhältnissen, wie Dunkelheit und Nebel, Gegenstände, Fahrzeuge sowie Personen präzise erkennen. Diese Kamerasysteme können in Kraftfahrzeugen hinter der Windschutzscheibe im Fahrgastraum platziert werden. Damit bieten sie auch im Straßenverkehr die Möglichkeit, Gefahrensituationen und Hindernisse rechtzeitig zu erkennen. Camera systems can use light in the ultraviolet (UV), visible (VIS) and infrared wavelength range (IR). This means that objects, vehicles and people can be precisely identified even in poor weather conditions, such as darkness and fog. These camera systems can be placed in motor vehicles behind the windshield in the passenger compartment. In this way, they also offer the possibility of recognizing dangerous situations and obstacles in good time, even in traffic.
Aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber Witterungseinflüssen oder Fahrtwinden müssen derartige Sensoren aber in allen Fällen durch für Strahlung transparente Scheiben geschützt werden. Um eine optimale Funktion der optischen Sensoren zu gewährleisten, sind saubere und beschlagsfreie Scheiben zwingend notwendig. Beschlag und Vereisungen behindern die Funktionsweise deutlich, da sie die Transmission elektromagnetischer Strahlung deutlich reduzieren. Während für Wassertropfen und Schmutzpartikel Wischsysteme eingesetzt werden können, reichen diese in der Regel bei Vereisung nicht aus. Hierbei sind Systeme notwendig, die das dem Sensor zugeordnete Scheibensegment bei Bedarf zumindest kurzzeitig aufheizen und damit einen unterbrechungsfreien Einsatz ermöglichen. Because of their sensitivity to the effects of the weather or winds, such sensors must in all cases be protected by panes that are transparent to radiation. To ensure that the optical sensors function optimally, clean and fog-free windows are essential. Fogging and icing significantly hinder the functionality, as they significantly reduce the transmission of electromagnetic radiation. While wiping systems can be used for water droplets and dirt particles, these are usually not sufficient in the case of icing. This requires systems that, if necessary, heat up the pane segment assigned to the sensor at least for a short time and thus enable uninterrupted use.
Scheiben weisen zunehmend vollflächige elektrisch leitfähige und für sichtbares Licht transparente Beschichtungen auf, die beispielsweise Innenräume vor Überhitzung durch Sonnenlicht oder Auskühlung schützen oder beim Anlegen einer elektrischen Spannung eine gezielte Erwärmung der Scheibe bewirken. Die Scheiben mit elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtungen sind aber als transparente Schutzscheiben für Sensoren oder Kamerasysteme nicht geeignet, da informationstragende Strahlung nicht ausreichend durch die Beschichtung hindurch transmittiert wird. Die Scheiben werden daher üblicherweise örtlich begrenzt entschichtet und bilden ein Kommunikationsfenster für die Sensoren und Kamerasysteme. Derartige Scheiben sind beispielsweise aus der WO 2011/069901 A1, der WO 2015/071673 A1, der US 2016/0374150 A1 oder der WO 2019/137674 A1 bekannt. Panes increasingly have full-surface, electrically conductive coatings that are transparent to visible light, which, for example, protect interiors from overheating due to sunlight or cooling down or cause the pane to be heated in a targeted manner when an electrical voltage is applied. The discs with electric However, conductive, transparent coatings are not suitable as transparent protective panes for sensors or camera systems, since information-carrying radiation is not sufficiently transmitted through the coating. The panes are therefore usually stripped of localized coating and form a communication window for the sensors and camera systems. Such disks are known, for example, from WO 2011/069901 A1, WO 2015/071673 A1, US 2016/0374150 A1 or WO 2019/137674 A1.
Zusätzlich kann die Scheibe eine elektrische Heizfunktion aufweisen. So sind Verbundscheiben bekannt, die auf einer innenseitigen Oberfläche einer der Einzelscheiben eine transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen. Durch eine externe Spannungsquelle kann ein elektrischer Strom durch die elektrisch leitfähige Beschichtung geleitet werden, der die Beschichtung und damit die Scheibe erwärmt. WO2012/052315 A1 oder EP 2 947957 A1 offenbaren beispielsweise eine solche beheizbare, elektrisch leitfähige Beschichtung auf Metallbasis. In addition, the pane can have an electrical heating function. Composite panes are known which have a transparent, electrically conductive coating on an inside surface of one of the individual panes. An external voltage source can be used to conduct an electrical current through the electrically conductive coating, which heats the coating and thus the pane. WO2012 / 052315 A1 or EP 2 947957 A1 disclose, for example, such a heatable, electrically conductive metal-based coating.
Die elektrische Kontaktierung der elektrischen Heizschicht erfolgt typischerweise über Sammelleiter, wie aus der US 2007/0020465 A1 bekannt ist. Die Sammelleiter bestehen beispielsweise aus einer aufgedruckten und eingebrannten Silberpaste. Die Sammelleiter verlaufen typischerweise entlang der oberen und unteren Kante der Scheibe. Die Sammelleiter sammeln den Strom, der durch die elektrisch leitfähige Beschichtung fließt und leiten ihn zu externen Zuleitungen, die mit einer Spannungsquelle verbunden sind. The electrical contacting of the electrical heating layer is typically made via bus bars, as is known from US 2007/0020465 A1. The bus bars consist, for example, of a printed and burned-in silver paste. The bus bars typically run along the top and bottom edges of the disk. The bus bars collect the current that flows through the electrically conductive coating and direct it to external supply lines that are connected to a voltage source.
Da im beschichtungsfreien Bereich des Kommunikationsfensters keine direkte Beheizung stattfinden finden kann, muss dieser Bereich durch zusätzliche Heizleiter, beispielsweise aus dünnen Metalldrähten oder aus dünnen Leitern aus aufgedruckter und eingebrannter Silberpaste beheizbar gemacht werden. Derartige opake Heizleiter verschlechtern die Transmission durch die Scheibe und sind für hochwertige Sensoren und anspruchsvolle Kamerasysteme, wie sie beispielsweise für eine moderne Verkehrszeichenerkennung oder autonomes Fahren notwendig sind (sogenannte visionsbasierte Fahrerassistenzsysteme, FAS oder Advanced Driver Assistance Systems, ADAS), ungeeignet. Alternativ kann eine transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung als Heizbereich verwendet werden, wie aus der DE 102012 018001 A1 oder der US 2012/0103961 A1 bekannt ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Scheibe mit elektrisch beheizbarem Kommunikationsfenster bereit zu stellen, welches schnell beheizbar ist und die optischen Eigenschaften von Sensoren und Kamerasystemen wenig beeinträchtig. Since no direct heating can take place in the coating-free area of the communication window, this area must be made heatable by additional heating conductors, for example made of thin metal wires or thin conductors made of printed and burnt-in silver paste. Such opaque heating conductors impair the transmission through the window and are unsuitable for high-quality sensors and sophisticated camera systems, such as those required for modern traffic sign recognition or autonomous driving (so-called vision-based driver assistance systems, FAS or Advanced Driver Assistance Systems, ADAS). Alternatively, a transparent, electrically conductive coating can be used as the heating area, as is known from DE 102012 018001 A1 or US 2012/0103961 A1. The object of the present invention is to provide an improved pane with an electrically heatable communication window, which can be heated quickly and has little adverse effect on the optical properties of sensors and camera systems.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Scheibe gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. The object of the present invention is achieved according to the invention by a disk according to claim 1. Preferred embodiments emerge from the subclaims.
Die erfindungsgemäße Scheibe mit elektrisch beheizbarem Kommunikationsfenster umfasst zumindest die folgenden Merkmale: The pane according to the invention with an electrically heatable communication window comprises at least the following features:
- eine erste Scheibe mit einer Oberfläche, - a first disc with a surface,
- mindestens eine elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung, die zumindest auf einem Teil der Oberfläche aufgebracht ist und mindestens zwei beschichtungsfreie Zonen aufweist, wobei - At least one electrically conductive, transparent coating which is applied to at least part of the surface and has at least two coating-free zones, wherein
- zwischen den beschichtungsfreien Zonen jeweils ein Heizleiter vorliegt, der aus der Beschichtung besteht, und - There is a heating conductor between the coating-free zones, which consists of the coating, and
- mindestens zwei zum Anschluss an eine Spannungsquelle vorgesehene Sammelleiter, die derart mit dem Heizleiter verbunden sind, dass zwischen den Sammelleitern ein Strompfad für einen Heizstrom geformt ist. - At least two busbars provided for connection to a voltage source, which are connected to the heating conductor in such a way that a current path for a heating current is formed between the busbars.
Der Strompfad wird dabei insbesondere durch die mit der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung versehenen Bereiche der Heizleiter geführt. The current path is in particular led through the areas of the heating conductors provided with the electrically conductive, transparent coating.
Vorteilhafterweise besteht der Heizleiter aus einem Bereich der Beschichtung, d.h. er besteht aus einem Abschnitt der Beschichtung zwischen den beschichtungsfreien Zonen. The heating conductor advantageously consists of an area of the coating, i.e. it consists of a section of the coating between the coating-free zones.
Das Kommunikationsfenster enthält mindestens zwei beschichtungsfreie Zonen. Dies bedeutet, dass die beschichtungsfreie Zone vollständig oder teilweise von der Beschichtung umgeben ist. Die beschichtungsfreie Zone kann insbesondere an einen Randbereich des Kommunikationsfensters grenzen, der durch eine beschichtungsfreie Trennlinie gebildet ist. Scheiben mit elektrisch beheizbaren Kommunikationsfenstern weisen üblicherweise opake Heizstrukturen beispielsweise aus dünnen Metalldrähten oder aus dünnen Leitern aus aufgedruckter und eingebrannter Silberpaste auf. Derartige opake Heizleiter verschlechtern die Transmission durch die Scheibe und sind für hochwertige Sensoren und anspruchsvolle Kamerasysteme ungeeignet. The communication window contains at least two coating-free zones. This means that the coating-free zone is completely or partially surrounded by the coating. The coating-free zone can in particular border on an edge region of the communication window which is formed by a coating-free dividing line. Panes with electrically heatable communication windows usually have opaque heating structures, for example made of thin metal wires or thin conductors made of printed and burnt-in silver paste. Such opaque heating conductors worsen the transmission through the pane and are unsuitable for high-quality sensors and sophisticated camera systems.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch Heizleiter aus schmalen Bereichen einer elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung eine ausreichende Heizleistung erzielt werden kann und gleichzeitig die transparenten Heizleiter die optische Durchsicht der optischen Sensoren oder Kamerasysteme nur unwesentlich beeinträchtigt. Dies liegt insbesondere daran, dass die Tiefenschärfe der optischen Sensoren oder Kamerasysteme auf weitere Entfernungen optimiert ist und die dünnen und transparenten Heizleiter im Kamerafenster in einem anderen Abstand dazu liegen. In Kombination mit den transparenten Eigenschaften der Heizleiter führt dies nur zu einer sehr geringen Beeinträchtigung der Durchsicht im von den Kamerasystemen und optischen Sensoren verwendeten Spektralbereich. The invention is based on the knowledge that a sufficient heating power can be achieved by heating conductors from narrow areas of an electrically conductive, transparent coating and at the same time the transparent heating conductors only insignificantly impair the optical view of the optical sensors or camera systems. This is due in particular to the fact that the depth of field of the optical sensors or camera systems is optimized for longer distances and the thin and transparent heating conductors in the camera window are at a different distance from them. In combination with the transparent properties of the heating conductors, this only leads to a very slight impairment of the view in the spectral range used by the camera systems and optical sensors.
Die Erfindung ist umso wirksamer, je größer die beschichtungsfreien Zonen und je geringer die Breite der Heizleiter ist, wobei eine Optimierung zwischen geringer Breite der Heizleiter und ausreichender Leitfähigkeit und damit ausreichender Heizleistung erzielt wird. The invention is all the more effective, the larger the coating-free zones and the smaller the width of the heating conductors, with an optimization between the narrow width of the heating conductors and sufficient conductivity and thus sufficient heating power being achieved.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Kommunikationsfenster mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, besonders bevorzugt mindestens vier und noch mehr bevorzugt mindestens fünf beschichtungsfreie Zonen auf. Insbesondere weist das erfindungsgemäße Kommunikationsfenster genau zwei, genau drei, genau vier, genau fünf, genau sechs, genau sieben, genau acht, genau neun oder genau zehn beschichtungsfreie Zonen auf. Vorteilhafterweise ist zwischen jeweils zwei beschichtungsfreien Zonen ein Heizleiter angeordnet, der aus der Beschichtung besteht. In an advantageous embodiment, the communication window according to the invention has at least two, preferably at least three, particularly preferably at least four and even more preferably at least five coating-free zones. In particular, the communication window according to the invention has exactly two, exactly three, exactly four, exactly five, exactly six, exactly seven, exactly eight, exactly nine or exactly ten coating-free zones. A heating conductor, which consists of the coating, is advantageously arranged between two coating-free zones in each case.
Die Heizleiter sind vorteilhafterweise in einer elektrischen Parallelschaltung ausgebildet, d.h. die Beschichtung aus denen die Heizleiter bestehen, ist derartig angeordnet und mit beschichtungsfreien Bereichen versehen, dass die Heizleiter in elektrischer Parallelschaltung verbunden sind und bei Anlegen einer Spannung an die Sammelleiter parallel mit Strom durchflossen werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Heizleiter eine konstante Breite b auf. Sie sind bevorzugt stegförmig und insbesondere rechteckförmig ausgebildet ist. Die Heizleiter müssen ausreichend dünn ausgebildet sein, um die Durchsicht der Scheibe möglichst wenig zu beeinträchtigen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe beträgt Breite die Breite b der Heizleiter von 0,1 mm bis 1,5 mm, bevorzugt von 0,1 mm bis 0,6 mm und besonders bevorzugt von 0,20 mm bis 0,45 mm. Derartige Heizleiter aus transparenter Beschichtung haben den besonderen Vorteil, dass sie die Durchsicht durch die Scheibe nicht oder nur sehr geringfügig beeinträchtigen. The heating conductors are advantageously designed in an electrical parallel circuit, ie the coating from which the heating conductors consist is arranged and provided with coating-free areas that the heating conductors are connected in electrical parallel circuit and when a voltage is applied to the busbars, current flows through them in parallel. In a further advantageous embodiment of the invention, the heating conductors have a constant width b. They are preferably web-shaped and in particular rectangular. The heating conductors must be made sufficiently thin in order to impair the view of the pane as little as possible. In a further advantageous embodiment of the pane according to the invention, the width of the width b of the heating conductors is from 0.1 mm to 1.5 mm, preferably from 0.1 mm to 0.6 mm and particularly preferably from 0.20 mm to 0.45 mm . Such heating conductors made of a transparent coating have the particular advantage that they do not or only very slightly impair the view through the pane.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe sind die beschichtungsfreien Zonen rechteckförmig ausgebildet. Vorteilhafterweise haben die beschichtungsfreien Zonen eine Breite B von 5 mm bis 25 mm, bevorzugt von 10 mm bis 20 mm und/oder eine Länge L von 1 cm bis 20 cm, bevorzugt von 3 cm bis 7 cm. Dadurch lässt sich eine besonders vorteilhafte Verbesserung der Durchsicht durch das Kommunikationsfenster erzielen. In a further advantageous embodiment of the pane according to the invention, the coating-free zones are designed to be rectangular. The coating-free zones advantageously have a width B of 5 mm to 25 mm, preferably 10 mm to 20 mm and / or a length L of 1 cm to 20 cm, preferably 3 cm to 7 cm. This makes it possible to achieve a particularly advantageous improvement in the view through the communication window.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe, ist der Bereich des Kommunikationsfensters (und damit die elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung und die Sammelleiter) teilweise und bevorzugt vollständig durch eine beschichtungsfreie Trennlinie von der umgebenden Beschichtung galvanisch und/oder stofflich getrennt. Die Breite d der Trennlinie beträgt bevorzugt von 30 pm bis 200 pm und besonders bevorzugt von 70 pm bis 140 pm. Durch eine derartige Trennlinie lassen sich die elektrischen Strukturen innerhalb des Kommunikationsfenster sich und Kurzschluss-frei von der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung in der Umgebung des Kommunikationsfensters isolieren. In an advantageous embodiment of a pane according to the invention, the area of the communication window (and thus the electrically conductive, transparent coating and the busbars) is partially and preferably completely separated galvanically and / or materially from the surrounding coating by a coating-free separating line. The width d of the dividing line is preferably from 30 μm to 200 μm and particularly preferably from 70 μm to 140 μm. Such a dividing line allows the electrical structures within the communication window to be isolated from the electrically conductive, transparent coating in the vicinity of the communication window without short circuits.
Ungeachtet einer IR-reflektierenden Wirkung der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung, kann die galvanisch vom Kommunikationsfenster abgetrennte Beschichtung in der Umgebung auch zum Beheizen der übrigen Scheibe genutzt werden. Dazu sind bevorzugt mindestens zwei zum Anschluss an die Spannungsquelle oder an eine weitere Spannungsquelle vorgesehene weitere Sammelleiter mit der das Kommunikationsfenster umgebenden Beschichtung so verbunden, dass zwischen den weiteren Sammelleitern ein Strompfad für einen Heizstrom geformt ist. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform können der elektrische Strom des Strompfads zwischen den Sammelleitern, welche die Heizleiter miteinander verbinden, und der elektrische Strom des Strompfads zwischen den Sammelleitern, welche die das Kommunikationsfenster umgebende Beschichtung verbinden, unabhängig von einander gesteuert werden. Regardless of an IR-reflecting effect of the electrically conductive, transparent coating, the coating, which is galvanically separated from the communication window, can also be used in the vicinity to heat the rest of the pane. For this purpose, at least two further bus bars provided for connection to the voltage source or to a further voltage source are preferably connected to the coating surrounding the communication window in such a way that a current path for a heating current is formed between the further bus bars. In a particularly preferred embodiment, the electrical current of the current path between the bus bars, which connect the heating conductors to one another, and the electrical current of the current path between the bus bars, which connect the coating surrounding the communication window, can be controlled independently of one another.
Die Breite der Sammelleiter innerhalb und gegebenen falls außerhalb des Kommunikationsfensters beträgt bevorzugt von 2 mm bis 30 mm, besonders bevorzugt von 4 mm bis 20 mm und insbesondere von 10 mm bis 20 mm. Dünnere Sammelleiter führen zu einem zu hohen elektrischen Widerstand und damit zu einer zu hohen Erwärmung des Sammelleiters im Betrieb. Des Weiteren sind dünnere Sammelleiter nur schwer durch Drucktechniken wie Siebdruck herzustellen. Dickere Sammelleiter erfordern einen unerwünscht hohen Materialeinsatz. Des Weiteren führen sie zu einer zu großen und unästhetischen Einschränkung des Durchsichtbereichs der Scheibe. Die Länge des Sammelleiters richtet sich nach der Ausdehnung der Heizleiter beziehungsweise der zu beheizenden Fläche. Bei einem Sammelleiter, der typischerweise in Form eines Streifens ausgebildet ist, wird die längere seiner Dimensionen als Länge und die weniger lange seiner Dimensionen als Breite bezeichnet. The width of the bus bars inside and, if appropriate, outside the communication window is preferably from 2 mm to 30 mm, particularly preferably from 4 mm to 20 mm and in particular from 10 mm to 20 mm. Thinner busbars lead to an electrical resistance that is too high and thus to excessive heating of the busbar during operation. Furthermore, thinner bus bars are difficult to manufacture using printing techniques such as screen printing. Thicker bus bars require an undesirably high amount of material. Furthermore, they lead to excessive and unaesthetic restriction of the viewing area of the pane. The length of the busbar depends on the expansion of the heating conductor or the area to be heated. In the case of a busbar, which is typically in the form of a strip, the longer of its dimensions is referred to as the length and the shorter of its dimensions is referred to as the width.
Wird die Beschichtung auch außerhalb des Kommunikationsfenster zum Heizen verwendet, werden typischerweise weitere (dritte und vierte) Sammelleiter bevorzugt entlang einer Seitenkante auf der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung angeordnet und verlaufen insbesondere näherungsweise parallel zueinander. Die Länge des Sammelleiters ist typischerweise im Wesentlichen gleich der Länge der Seitenkante der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung, kann aber auch leicht größer oder kleiner sein. Es können auch mehr als zwei Sammelleiter auf der elektrisch leitfähigen Beschichtung angeordnet sein, bevorzugt im Randbereich entlang zweier gegenüberliegenden Seitenkanten der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung. Es können auch mehr als zwei Sammelleiter auf der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung angeordnet sein, beispielsweise um zwei oder mehrere unabhängige Heizfelder. If the coating is also used for heating outside the communication window, typically further (third and fourth) busbars are preferably arranged along a side edge on the electrically conductive, transparent coating and in particular run approximately parallel to one another. The length of the busbar is typically essentially the same as the length of the side edge of the electrically conductive, transparent coating, but it can also be slightly larger or smaller. It is also possible for more than two bus bars to be arranged on the electrically conductive coating, preferably in the edge region along two opposite side edges of the electrically conductive, transparent coating. It is also possible for more than two bus bars to be arranged on the electrically conductive, transparent coating, for example around two or more independent heating fields.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die erfindungsgemäßen Sammelleiter als aufgedruckte und eingebrannte leitfähige Struktur ausgebildet. Die aufgedruckten Sammelleiter enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung, eine Metallverbindung und/oder Kohlenstoff, besonders bevorzugt ein Edelmetall und insbesondere Silber. Die Druckpaste enthält bevorzugt metallische Partikel Metallpartikel und/oder Kohlenstoff und insbesondere Edelmetallpartikel wie Silberpartikel. Die elektrische Leitfähigkeit wird bevorzugt durch die elektrisch leitenden Partikel erzielt. Die Partikel können sich in einer organischen und/oder anorganischen Matrix wie Pasten oder Tinten befinden, bevorzugt als Druckpaste mit Glasfritten. In an advantageous embodiment, the bus bars according to the invention are designed as a printed and burned-in conductive structure. The printed busbars preferably contain at least one metal, a metal alloy, a Metal compound and / or carbon, particularly preferably a noble metal and in particular silver. The printing paste preferably contains metallic particles, metal particles and / or carbon and in particular noble metal particles such as silver particles. The electrical conductivity is preferably achieved by the electrically conductive particles. The particles can be in an organic and / or inorganic matrix such as pastes or inks, preferably as a printing paste with glass frits.
Die Schichtdicke der aufgedruckten Sammelleiter beträgt bevorzugt von 5 pm bis 40 pm, besonders bevorzugt von 8 pm bis 20 pm und ganz besonders bevorzugt von 8 pm bis 12 pm. Aufgedruckte Sammelleiter mit diesen Dicken sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf. The layer thickness of the printed busbars is preferably from 5 pm to 40 pm, particularly preferably from 8 pm to 20 pm and very particularly preferably from 8 pm to 12 pm. Printed busbars with these thicknesses are technically easy to implement and have an advantageous current-carrying capacity.
Der spezifische Widerstand pa der Sammelleiter beträgt bevorzugt von 0.8 pOhnvcm bis 7.0 pOhnvcm und besonders bevorzugt von 1.0 pOhnvcm bis 2.5 pOhnvcm. Sammelleiter mit spezifischen Widerständen in diesem Bereich sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf. The specific resistance p a of the busbars is preferably from 0.8 pOhnvcm to 7.0 pOhnvcm and particularly preferably from 1.0 pOhnvcm to 2.5 pOhnvcm. Bus bars with specific resistances in this area are technically easy to implement and have an advantageous current-carrying capacity.
Alternativ kann der Sammelleiter aber auch als Streifen einer elektrisch leitfähigen Folie ausgebildet sein. Der Sammelleiter enthält dann beispielsweise zumindest Aluminium, Kupfer, verzinntes Kupfer, Gold, Silber, Zink, Wolfram und/oder Zinn oder Legierungen davon. Der Streifen hat bevorzugt eine Dicke von 10 pm bis 500 pm, besonders bevorzugt von 30 pm bis 300 pm. Sammelleiter aus elektrisch leitfähigen Folien mit diesen Dicken sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf. Der Streifen kann mit der elektrisch leitfähigen Struktur beispielsweise über eine Lotmasse, über einen elektrisch leitfähigen Kleber oder durch direktes Auflegen elektrisch leitend verbunden sein. Alternatively, the busbar can also be designed as a strip of an electrically conductive film. The busbar then contains, for example, at least aluminum, copper, tinned copper, gold, silver, zinc, tungsten and / or tin or alloys thereof. The strip preferably has a thickness of 10 μm to 500 μm, particularly preferably 30 μm to 300 μm. Bus bars made of electrically conductive foils with these thicknesses are technically easy to implement and have an advantageous current-carrying capacity. The strip can be connected in an electrically conductive manner to the electrically conductive structure, for example via a solder mass, via an electrically conductive adhesive or by direct application.
Die erfindungsgemäße Scheibe umfasst eine erste Scheibe, auf der eine elektrische leitfähige, transparente Beschichtung angeordnet ist. Je nach Material der Beschichtung kann es vorteilhaft sein, die Beschichtung mit einer Schutzschicht, beispielsweise einem Lack, einer Polymerfolie und/oder einer zweiten Scheibe zu schützen. The pane according to the invention comprises a first pane on which an electrically conductive, transparent coating is arranged. Depending on the material of the coating, it can be advantageous to protect the coating with a protective layer, for example a lacquer, a polymer film and / or a second pane.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe ist die Oberfläche der ersten Scheibe, auf der die elektrische leitfähige, transparente Beschichtung angeordnet ist, über eine thermoplastische Zwischenschicht mit einer zweiten Scheibe flächig verbunden ist In an advantageous embodiment of the pane according to the invention, the surface of the first pane is on which the electrically conductive, transparent coating is arranged, is flatly connected to a second pane via a thermoplastic intermediate layer
Als erste und gegebenenfalls zweite Scheibe sind im Grunde alle elektrisch isolierenden Substrate geeignet, die unter den Bedingungen der Herstellung und der Verwendung der erfindungsgemäßen Scheibe thermisch und chemisch stabil sowie dimensionsstabil sind. In principle, all electrically insulating substrates which are thermally and chemically stable and dimensionally stable under the conditions of manufacture and use of the pane according to the invention are suitable as the first and optionally the second pane.
Die erste Scheibe und/oder die zweite Scheibe enthalten bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, oder klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Die erste Scheibe und/oder die zweite Scheibe sind bevorzugt transparent, insbesondere für die Verwendung der Scheibe als Windschutzscheide oder Rückscheibe eines Fahrzeugs oder anderen Verwendungen bei denen eine hohe Lichttransmission erwünscht ist. Als transparent im Sinne der Erfindung wird dann eine Scheibe verstanden, die eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich von größer 70 % aufweist. Für Scheiben, die nicht im verkehrsrelevanten Sichtfeld des Fahrers liegen, beispielsweise für Dachscheiben, kann die Transmission aber auch viel geringer sein, beispielsweise größer als 5 %. The first pane and / or the second pane preferably contain glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide , Polyester, polyvinyl chloride and / or mixtures thereof. The first pane and / or the second pane are preferably transparent, in particular for the use of the pane as a windshield or rear pane of a vehicle or other uses in which a high level of light transmission is desired. Transparent in the context of the invention is then understood to mean a pane that has a transmission in the visible spectral range of greater than 70%. For windows that are not in the driver's field of vision relevant to traffic, for example for roof windows, the transmission can also be much lower, for example greater than 5%.
Die Dicke der Scheibe kann breit variieren und so hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 1,0 mm bis 25 mm, bevorzugt von 1,4 mm bis 2,5 mm für Fahrzeugglas und bevorzugt von 4 mm bis 25 mm für Möbel, Geräte und Gebäude, insbesondere für elektrische Heizkörper, verwendet. Die Größe der Scheibe kann breit variieren und richtet sich nach der Größe der erfindungsgemäßen Verwendung. Die erste Scheibe und gegebenenfalls die zweite Scheibe weisen beispielsweise im Fahrzeugbau und Architekturbereich übliche Flächen von 200 cm2 bis zu 20 m2 auf. The thickness of the pane can vary widely and thus be perfectly adapted to the requirements of the individual case. Panes with the standard thicknesses of 1.0 mm to 25 mm, preferably 1.4 mm to 2.5 mm for vehicle glass and preferably 4 mm to 25 mm for furniture, appliances and buildings, in particular for electric radiators, are preferably used. The size of the disk can vary widely and depends on the size of the use according to the invention. The first pane and optionally the second pane have areas of 200 cm 2 to 20 m 2, which are common in vehicle construction and architecture, for example.
Die Scheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise hat die dreidimensionale Form keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Kathodenzerstäubung beschichtet werden kann. Bevorzugt sind die Substrate planar oder leicht oder stark in einer Richtung oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen. Insbesondere werden planare Substrate verwendet. Die Scheiben können farblos oder gefärbt sein. Mehrere Scheiben werden durch mindestens eine Zwischenschicht miteinander verbunden. Die Zwischenschicht enthält vorzugsweise mindestens einen thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polyurethan (PU), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder Copolymere oder Gemische davon enthalten. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder auch durch mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke einer thermoplastischen Folie bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm. The disk can have any three-dimensional shape. The three-dimensional shape preferably has no shadow zones, so that it can be coated, for example, by cathode sputtering. The substrates are preferably planar or slightly or strongly curved in one direction or in several directions of space. In particular, planar substrates are used. The discs can be colorless or colored. Several panes are connected to one another by at least one intermediate layer. The intermediate layer preferably contains at least one thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and / or polyethylene terephthalate (PET). The thermoplastic intermediate layer can also, for example, polyurethane (PU), polypropylene (PP), polyacrylate, polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resins, acrylates, fluorinated ethylene propylenes, polyvinyl fluoride and / or ethylene Tetrafluoroethylene, or copolymers or mixtures thereof. The thermoplastic intermediate layer can be formed by one or also by several thermoplastic films arranged one above the other, the thickness of a thermoplastic film preferably being from 0.25 mm to 1 mm, typically 0.38 mm or 0.76 mm.
Bei einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe aus einer ersten Scheibe, einer Zwischenschicht und einer zweiten Scheibe kann die elektrische leitfähige, transparente Beschichtung direkt auf der erste Scheibe aufgebracht sein oder auf eine Trägerfolie oder auf die Zwischenschicht selbst aufgebracht sein. Die erste Scheibe und die zweite Scheibe weisen jeweils eine innenseitige Oberfläche und eine außenseitige Oberfläche auf. Die innenseitigen Oberflächen der ersten und der zweiten Scheibe sind einander zugewandt und über die thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden. Die außenseitigen Oberflächen der ersten und der zweiten Scheibe sind voneinander und von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandt. Die elektrisch leitfähige Beschichtung ist auf der innenseitigen Oberfläche der ersten Scheibe aufgebracht. Natürlich kann auch auf der innenseitigen Oberfläche der zweiten Scheibe eine weitere elektrisch leitfähige Beschichtung aufgebracht sein. Auch die außenseitigen Oberflächen der Scheiben können Beschichtungen aufweisen. Die Begriffe „erste Scheibe“ und „zweiten Scheibe“ sind zur Unterscheidung der beiden Scheiben bei einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe gewählt. Mit den Begriffen ist keine Aussage über die geometrische Anordnung verbunden. Ist die erfindungsgemäße Scheibe beispielsweise dafür vorgesehen, in einer Öffnung, beispielsweise eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen, so kann die ersten Scheibe dem Innenraum oder der äußeren Umgebung zugewandt sein. Erfindungsgemäße elektrische leitfähige, transparente Beschichtung sind beispielsweise aus DE 202008017611 U1, EP 0847 965 B1 oder WO20 12/052315 A1 bekannt. Sie enthalten typischerweise eine oder mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier elektrisch leitfähige, funktionelle Schichten. Die funktionellen Schichten enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel und/oder Chrom oder eine Metalllegierung. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt mindestens 90 Gew. % des Metalls, insbesondere mindestens 99,9 Gew. % des Metalls. Die funktionellen Schichten können aus dem Metall oder der Metalllegierung bestehen. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt Silber oder eine silberhaltige Legierung. Solche funktionellen Schichten weisen eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitiger hoher Transmission im sichtbaren Spektralbereich auf. Die Dicke einer funktionellen Schicht beträgt bevorzugt von 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm. In diesem Bereich für die Dicke der funktionellen Schicht wird eine vorteilhaft hohe Transmission im sichtbaren Spektralbereich und eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit erreicht. In a composite pane according to the invention comprising a first pane, an intermediate layer and a second pane, the electrically conductive, transparent coating can be applied directly to the first pane or can be applied to a carrier film or to the intermediate layer itself. The first disk and the second disk each have an inside surface and an outside surface. The inside surfaces of the first and second panes face one another and are connected to one another via the thermoplastic intermediate layer. The outside surfaces of the first and second panes face away from each other and from the thermoplastic intermediate layer. The electrically conductive coating is applied to the inside surface of the first pane. Of course, a further electrically conductive coating can also be applied to the inside surface of the second pane. The outside surfaces of the panes can also have coatings. The terms “first pane” and “second pane” are chosen to distinguish the two panes in a composite pane according to the invention. The terms do not make any statements about the geometric arrangement. If the pane according to the invention is intended, for example, to separate the interior from the external environment in an opening, for example of a vehicle or a building, then the first pane can face the interior or the external environment. Electrically conductive, transparent coatings according to the invention are known, for example, from DE 202008017611 U1, EP 0847 965 B1 or WO20 12/052315 A1. They typically contain one or more, for example two, three or four, electrically conductive, functional layers. The functional layers preferably contain at least one metal, for example silver, gold, copper, nickel and / or chromium or a metal alloy. The functional layers particularly preferably contain at least 90% by weight of the metal, in particular at least 99.9% by weight of the metal. The functional layers can consist of the metal or the metal alloy. The functional layers particularly preferably contain silver or an alloy containing silver. Such functional layers have a particularly advantageous electrical conductivity with a simultaneous high transmission in the visible spectral range. The thickness of a functional layer is preferably from 5 nm to 50 nm, particularly preferably from 8 nm to 25 nm. In this range for the thickness of the functional layer, an advantageously high transmission in the visible spectral range and a particularly advantageous electrical conductivity are achieved.
Typischerweise ist jeweils zwischen zwei benachbarten funktionellen Schichten der Beschichtung zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet. Bevorzugt ist unterhalb der ersten und/oder oberhalb der letzten funktionellen Schicht eine weitere dielektrische Schicht angeordnet. Eine dielektrische Schicht enthält zumindest eine Einzelschicht aus einem dielektrischen Material, beispielsweise enthaltend ein Nitrid wie Siliziumnitrid oder ein Oxid wie Aluminiumoxid. Dielektrische Schichten können aber auch mehrere Einzelschichten umfassen, beispielsweise Einzelschichten eines dielektrischen Materials, Glättungsschichten, Anpassungsschichten, Blockerschichten und/oder Antireflexionsschichten. Die Dicke einer dielektrischen Schicht beträgt beispielsweise von 10 nm bis 200 nm. At least one dielectric layer is typically arranged between two adjacent functional layers of the coating. A further dielectric layer is preferably arranged below the first and / or above the last functional layer. A dielectric layer contains at least one single layer made of a dielectric material, for example containing a nitride such as silicon nitride or an oxide such as aluminum oxide. However, dielectric layers can also comprise a plurality of individual layers, for example individual layers of a dielectric material, smoothing layers, adaptation layers, blocker layers and / or antireflection layers. The thickness of a dielectric layer is, for example, from 10 nm to 200 nm.
Dieser Schichtaufbau wird im Allgemeinen durch eine Folge von Abscheidevorgängen erhalten, die durch ein Vakuumverfahren wie die magnetfeldgestützte Kathodenzerstäubung durchgeführt werden. This layer structure is generally obtained through a sequence of deposition processes that are carried out using a vacuum process such as magnetic field-assisted cathode sputtering.
Weitere geeignete elektrisch leitfähigen Beschichtungen enthalten bevorzugt Indium- Zinnoxid (ITO), fluordotiertes Zinnoxid (Sn02:F) oder aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZnO:AI). Die elektrische leitfähige, transparente Beschichtung kann prinzipiell jede Beschichtung sein, die elektrisch kontaktiert werden soll und eine ausreichende Transparenz aufweist. Soll die erfindungsgemäße Scheibe die Durchsicht ermöglichen, wie es beispielsweise bei Scheiben im Fensterbereich der Fall ist, so ist die elektrisch leitfähige Beschichtung bevorzugt transparent. Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Beschichtung ist bevorzugt für elektromagnetische Strahlung transparent, besonders bevorzugt für elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge von 300 bis 1.300 nm und insbesondere für sichtbares Licht. Further suitable electrically conductive coatings preferably contain indium tin oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (Sn0 2 : F) or aluminum-doped zinc oxide (ZnO: Al). The electrically conductive, transparent coating can in principle be any coating that is to be electrically contacted and has sufficient transparency. If the pane according to the invention is intended to enable transparency, as is the case, for example, with panes in the window area, the electrically conductive coating is preferably transparent. The electrically conductive coating according to the invention is preferably transparent for electromagnetic radiation, particularly preferably for electromagnetic radiation with a wavelength of 300 to 1,300 nm and in particular for visible light.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die elektrisch leitfähige Beschichtung eine Schicht oder ein Schichtaufbau mehrerer Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von kleiner oder gleich 2 pm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 pm. In an advantageous embodiment, the electrically conductive coating is a layer or a layer structure of several individual layers with a total thickness of less than or equal to 2 μm, particularly preferably less than or equal to 1 μm.
Eine vorteilhafte erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Beschichtung weist einen Flächenwiderstand von 0,4 Ohm/Quadrat bis 10 Ohm/Quadrat auf. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Beschichtung einen Flächenwiderstand von 0,5 Ohm/Quadrat bis 1 Ohm/Quadrat auf. Beschichtungen mit derartigen Flächenwiderständen eignen sich besonders zur Beheizung von Fahrzeugscheiben bei typischen Bordspannungen von 12 V bis 48 V oder bei Elektrofahrzeugen mit typischen Bordspannungen von bis zu 500 V. An advantageous electrically conductive coating according to the invention has a sheet resistance of 0.4 ohm / square to 10 ohm / square. In a particularly preferred embodiment, the electrically conductive coating according to the invention has a sheet resistance of 0.5 ohm / square to 1 ohm / square. Coatings with such surface resistances are particularly suitable for heating vehicle windows with typical on-board voltages of 12 V to 48 V or for electric vehicles with typical on-board voltages of up to 500 V.
Die elektrische leitfähige, transparente Beschichtung kann sich über die gesamte Oberfläche der ersten Scheibe erstrecken. Die elektrische leitfähige, transparente Beschichtung kann sich alternativ aber auch nur über einen Teil der Oberfläche der ersten Scheibe erstrecken. Die elektrische leitfähige, transparente Beschichtung erstreckt sich bevorzugt über mindestens 50%, besonders bevorzugt über mindestens 70% und ganz besonders bevorzugt über mindestens 90% der innenseitigen Oberfläche der ersten Scheibe. Die elektrische leitfähige, transparente Beschichtung kann über die beschichtungsfreien Zonen hinaus noch einen oder mehrere beschichtungsfreie Bereiche aufweisen. The electrically conductive, transparent coating can extend over the entire surface of the first pane. Alternatively, however, the electrically conductive, transparent coating can also extend only over part of the surface of the first pane. The electrically conductive, transparent coating extends preferably over at least 50%, particularly preferably over at least 70% and very particularly preferably over at least 90% of the inside surface of the first pane. In addition to the coating-free zones, the electrically conductive, transparent coating can also have one or more coating-free areas.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe als Verbundscheibe weist die innenseitige Oberfläche der ersten Scheibe einen umlaufenden Randbereich mit einer Breite von 2 mm bis 50 mm, bevorzugt von 5 mm bis 20 mm auf, der nicht mit der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung versehen ist. Die elektrische leitfähige, transparente Beschichtung weist dann keinen Kontakt zur Atmosphäre auf und ist im Inneren der Scheibe durch die thermoplastische Zwischenschicht vorteilhaft vor Beschädigungen und Korrosion geschützt. In an advantageous embodiment of a pane according to the invention as a composite pane, the inside surface of the first pane has a circumferential edge area with a width of 2 mm to 50 mm, preferably 5 mm to 20 mm, which is not provided with the electrically conductive, transparent coating. The electrically conductive, transparent coating then has none Contact with the atmosphere and is advantageously protected from damage and corrosion inside the pane by the thermoplastic intermediate layer.
Die Sammelleiter werden durch eine oder mehrere Zuleitungen elektrisch kontaktiert. Die Zuleitung ist bevorzugt als flexibler Folienleiter (Flachleiter, Flachbandleiter) ausgebildet. Darunter wird ein elektrischer Leiter verstanden, dessen Breite deutlich größer ist als seine Dicke. Ein solcher Folienleiter ist beispielsweise ein Streifen oder Band enthaltend oder bestehend aus Kupfer, verzinntem Kupfer, Aluminium, Silber, Gold oder Legierungen davon. Der Folienleiter weist beispielsweise eine Breite von 2 mm bis 16 mm und eine Dicke von 0,03 mm bis 0,1 mm auf. Der Folienleiter kann eine isolierende, bevorzugt polymere Ummantelung, beispielsweise auf Polyimid-Basis aufweisen. Folienleiter, die sich zur Kontaktierung von elektrisch leitfähigen Beschichtungen in Scheiben eignen, weisen lediglich eine Gesamtdicke von beispielsweise 0,3 mm auf. Derart dünne Folienleiter können ohne Schwierigkeiten zwischen den einzelnen Scheiben in der thermoplastischen Zwischenschicht eingebettet werden. In einem Folienleiterband können sich mehrere voneinander elektrisch isolierte, leitfähige Schichten befinden. The bus bars are electrically contacted by one or more supply lines. The supply line is preferably designed as a flexible foil conductor (flat conductor, flat strip conductor). This is understood to mean an electrical conductor whose width is significantly greater than its thickness. Such a foil conductor is, for example, a strip or tape containing or consisting of copper, tinned copper, aluminum, silver, gold or alloys thereof. The foil conductor has, for example, a width of 2 mm to 16 mm and a thickness of 0.03 mm to 0.1 mm. The film conductor can have an insulating, preferably polymeric sheathing, for example based on polyimide. Foil conductors, which are suitable for contacting electrically conductive coatings in panes, only have a total thickness of, for example, 0.3 mm. Such thin film conductors can be embedded between the individual panes in the thermoplastic intermediate layer without difficulty. Several conductive layers that are electrically isolated from one another can be located in a foil conductor strip.
Alternativ können auch dünne Metalldrähte als elektrische Zuleitung verwendet werden. Die Metalldrähte enthalten insbesondere Kupfer, Wolfram, Gold, Silber oder Aluminium oder Legierungen mindestens zweier dieser Metalle. Die Legierungen können auch Molybdän, Rhenium, Osmium, Iridium, Palladium oder Platin enthalten. Alternatively, thin metal wires can also be used as an electrical lead. The metal wires contain in particular copper, tungsten, gold, silver or aluminum or alloys of at least two of these metals. The alloys can also contain molybdenum, rhenium, osmium, iridium, palladium or platinum.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die elektrische Zuleitung mit einem Kontaktband verbunden, beispielsweise mittels einer Lotmasse oder eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs. Das Kontaktband ist dann mit dem Sammelleiter verbunden. Das Kontaktband ist im Sinne der Erfindung eine Verlängerung der Zuleitung, so dass die Verbindungsfläche zwischen Kontaktband und Sammelleiter die erfindungsgemäße Kontaktfläche zu verstehen ist, ab der der Abstand a in Erstreckungsrichtung des Sammelleiters verläuft. Das Kontaktband enthält bevorzugt zumindest ein Metall, besonders bevorzugt Kupfer, verzinntes Kupfer, Silber, Gold, Aluminium, Zink, Wolfram und/oder Zinn. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die elektrische Leitfähigkeit des Kontaktbandes. Das Kontaktband kann auch Legierungen enthalten, welche bevorzugt eines oder mehrere der genannten Elemente und gegebenenfalls weitere Elemente enthält, beispielsweise Messing oder Bronze. Das Kontaktband ist bevorzugt als Streifen einer dünnen, elektrisch leitfähigen Folie ausgebildet. Die Dicke des Kontaktbandes beträgt bevorzugt von 10 pm bis 500 pm, besonders bevorzugt von 15 pm bis 200 pm, ganz besonders bevorzugt von 50 pm bis 100 pm. Folien mit diesen Dicken sind technisch einfach herzustellen und leicht verfügbar und weisen zudem einen vorteilhaft geringen elektrischen Widerstand auf. In an advantageous embodiment of the invention, the electrical lead is connected to a contact strip, for example by means of a solder compound or an electrically conductive adhesive. The contact strip is then connected to the busbar. In the context of the invention, the contact strip is an extension of the supply line, so that the connecting surface between the contact strip and the bus bar is to be understood as the contact area according to the invention, from which the distance a runs in the direction of extent of the bus bar. The contact strip preferably contains at least one metal, particularly preferably copper, tinned copper, silver, gold, aluminum, zinc, tungsten and / or tin. This is particularly advantageous with regard to the electrical conductivity of the contact strip. The contact strip can also contain alloys, which preferably contain one or more of the elements mentioned and optionally further elements, for example brass or bronze. The contact strip is preferably designed as a strip of a thin, electrically conductive film. The thickness of the contact strip is preferably from 10 μm to 500 μm, particularly preferably from 15 μm to 200 μm, very particularly preferably from 50 μm to 100 μm. Films with these thicknesses are technically simple to manufacture and readily available and also have an advantageously low electrical resistance.
Die Erfindung umfasst weiter ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Scheibe, mindestens umfassend: The invention further comprises a method for producing a pane according to the invention, at least comprising:
(a) Aufbringen einer elektrischen leitfähigen, transparenten Beschichtung auf eine Oberfläche einer Scheibe mit mindestens zwei beschichtungsfreien Zonen und dazwischen angeordnetem Heizleiter, der aus einem Bereich der Beschichtung gebildet wird, und (a) applying an electrically conductive, transparent coating to a surface of a pane with at least two coating-free zones and a heating conductor arranged between them, which is formed from a region of the coating, and
(b) Aufbringen von mindestens zwei zum Anschluss an eine Spannungsquelle vorgesehene Sammelleiter, die mit dem Heizleiter so verbunden werden, dass zwischen den Sammelleitern ein Strompfad für einen Heizstrom geformt wird. (b) Application of at least two bus bars provided for connection to a voltage source, which bus bars are connected to the heating lead in such a way that a current path for a heating current is formed between the bus bars.
Das Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung der elektrischen leitfähigen, transparenten Beschichtung in Verfahrensschritt (a) kann durch an sich bekannte Verfahren erfolgen, bevorzugt durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine einfache, schnelle, kostengünstige und gleichmäßige Beschichtung der ersten Scheibe. Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann aber auch beispielsweise durch Aufdampfen, chemische Gasphasenabscheidung (Chemical vapour deposition, CVD), plasmagestützte Gasphasenabscheidung (PECVD) oder durch nasschemische Verfahren aufgebracht werden. The application of the electrically conductive coating of the electrically conductive, transparent coating in method step (a) can be carried out by methods known per se, preferably by magnetic field-assisted cathode sputtering. This is particularly advantageous with regard to a simple, fast, inexpensive and uniform coating of the first pane. The electrically conductive coating can, however, also be applied, for example, by vapor deposition, chemical vapor deposition (CVD), plasma-assisted gas phase deposition (PECVD) or by wet-chemical processes.
Die erste Scheibe kann während oder nach Verfahrensschritt (a) einer Temperaturbehandlung unterzogen werden. Dabei wird die erste Scheibe mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung auf eine Temperatur von mindestens 200°C, bevorzugt mindestens 300°C erwärmt. Die Temperaturbehandlung kann der Erhöhung der Transmission und/oder der Verringerung des Flächenwiderstands der elektrisch leitfähigen Beschichtung dienen. The first pane can be subjected to a temperature treatment during or after process step (a). The first pane with the electrically conductive coating is heated to a temperature of at least 200.degree. C., preferably at least 300.degree. The temperature treatment can serve to increase the transmission and / or to reduce the sheet resistance of the electrically conductive coating.
Die erste Scheibe kann nach Verfahrensschritt (a) gebogen werden, typischerweise bei einer Temperatur von 500 °C bis 700 °C. Da es technisch einfacher ist, eine plane Scheibe zu beschichten, ist dieses Vorgehen vorteilhaft, wenn die erste Scheibe gebogen werden soll. Alternativ kann die erste Scheibe aber auch vor oder während Verfahrensschritt (a) gebogen werden, beispielsweise wenn die elektrisch leitfähige Beschichtung nicht dazu geeignet ist, einen Biegeprozess ohne Beschädigungen zu überstehen. The first pane can be bent according to process step (a), typically at a temperature of 500 ° C to 700 ° C. Since it is technically easier to coat a flat pane, this procedure is advantageous if the first pane should be bent. Alternatively, however, the first pane can also be bent before or during method step (a), for example if the electrically conductive coating is not suitable for withstanding a bending process without damage.
Das Aufbringen des Sammelleiters in Verfahrensschritt (b) erfolgt bevorzugt durch Aufdrucken und Einbrennen einer elektrisch leitfähigen Paste in einem Siebdruckverfahren oder in einem Inkjet-Verfahren. Alternativ kann der Sammelleiter als Streifen einer elektrisch leitfähigen Folie auf die elektrisch leitfähige Beschichtung aufgebracht, bevorzugt aufgelegt, angelötet oder angeklebt werden. The busbar is preferably applied in process step (b) by printing and baking an electrically conductive paste in a screen printing process or in an inkjet process. Alternatively, the busbar can be applied to the electrically conductive coating as a strip of an electrically conductive film, preferably placed, soldered on or glued on.
Bei Siebdruckverfahren erfolgt die laterale Formgebung durch die Maskierung des Gewebes, durch das die Druckpaste mit den Metallpartikeln gedrückt wird. Durch eine geeignete Formgebung der Maskierung kann beispielsweise die Breite des Sammelleiters besonders einfach vorgeben und variiert werden. In screen printing processes, the lateral shaping takes place by masking the fabric through which the printing paste with the metal particles is pressed. By suitably shaping the masking, for example, the width of the bus bar can be predefined and varied in a particularly simple manner.
Die Herstellung (Entschichtung) einzelner beschichtungsfreier Zonen in der elektrisch leitfähigen Beschichtung erfolgt vorzugsweise durch einen Laserstrahl. Verfahren zum Strukturieren dünner Metallfilme sind beispielsweise aus EP 2 200 097 A1 oder EP 2 139049 A1 bekannt. Die Breite der Entschichtung beträgt bevorzugt 10 pm bis 1000 pm, besonders bevorzugt 30 pm bis 200 pm und insbesondere 70 pm bis 140 pm. In diesem Bereich findet eine besonders saubere und rückstandsfreie Entschichtung durch den Laserstrahl statt. Die Entschichtung mittels Laserstrahl ist besonders vorteilhaft, da die entschichteten Linien optisch sehr unauffällig sind und das Erscheinungsbild und die Durchsicht nur wenig beeinträchtigen. Die Entschichtung einer Linie mit einer Breite, die breiter ist als die Breite eines Laserschnitts, erfolgt durch mehrmaliges Abfahren der Linie mit dem Laserstrahl. Die Prozessdauer und die Prozesskosten steigen deshalb mit zunehmender Linienbreite an. Alternativ kann die Entschichtung durch mechanisches Abtragen sowie durch chemisches oder physikalisches Ätzen erfolgen. The production (decoating) of individual coating-free zones in the electrically conductive coating is preferably carried out by a laser beam. Methods for structuring thin metal films are known, for example, from EP 2 200 097 A1 or EP 2 139049 A1. The width of the stripping is preferably 10 pm to 1000 pm, particularly preferably 30 pm to 200 pm and in particular 70 pm to 140 pm. In this area, a particularly clean and residue-free stripping takes place using the laser beam. The stripping by means of a laser beam is particularly advantageous, since the stripped lines are optically very inconspicuous and only slightly impair the appearance and transparency. The stripping of a line with a width that is wider than the width of a laser cut is carried out by repeatedly tracing the line with the laser beam. The process duration and the process costs therefore increase as the line width increases. Alternatively, the stripping can be carried out by mechanical removal as well as by chemical or physical etching.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst mindestens die folgenden weiteren Schritte: An advantageous development of the method according to the invention comprises at least the following further steps:
(c) Anordnen einer thermoplastischen Zwischenschicht auf der beschichteten Oberfläche der ersten Scheibe und Anordnen einer zweiten Scheibe auf der thermoplastischen Zwischenschicht und (d) Verbinden der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe über die thermoplastische Zwischenschicht. (c) placing a thermoplastic intermediate layer on the coated surface of the first pane and placing a second pane on the thermoplastic intermediate layer and (d) joining the first pane and the second pane via the thermoplastic intermediate layer.
In Verfahrensschritt (c) wird die erste Scheibe so angeordnet, dass diejenige ihrer Oberflächen, welche mit der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung versehen ist, der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandt ist. Die Oberfläche wird dadurch zur innenseitigen Oberfläche der ersten Scheibe. In method step (c), the first pane is arranged in such a way that that of its surfaces which is provided with the electrically conductive, transparent coating faces the thermoplastic intermediate layer. The surface thereby becomes the inside surface of the first pane.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne oder auch durch zwei oder mehrere thermoplastische Folien, die flächenmäßig übereinander angeordnet werden, ausgebildet werden. The thermoplastic intermediate layer can be formed by a single or also by two or more thermoplastic films which are arranged one above the other in terms of area.
Das Verbinden von erster und zweiter Scheibe in Verfahrensschritt (d) erfolgt bevorzugt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck. Es können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Scheibe verwendet werden. The joining of the first and second panes in process step (d) is preferably carried out under the action of heat, vacuum and / or pressure. Methods known per se for producing a disk can be used.
Es können beispielsweise sogenannte Autoklavverfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 80 °C bis 110 °C. Die erste Scheibe, die thermoplastische Zwischenschicht und die zweite Scheibe können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Scheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Scheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die erste Scheibe und die zweite Scheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80 °C bis 170 °C laminiert werden. For example, so-called autoclave processes can be carried out at an elevated pressure of about 10 bar to 15 bar and temperatures of 130 ° C. to 145 ° C. for about 2 hours. Vacuum bag or vacuum ring processes known per se work, for example, at around 200 mbar and 80 ° C to 110 ° C. The first disk, the thermoplastic intermediate layer and the second disk can also be pressed into a disk in a calender between at least one pair of rollers. Systems of this type are known for the production of panes and normally have at least one heating tunnel in front of a press shop. The temperature during the pressing process is, for example, from 40 ° C to 150 ° C. Combinations of calender and autoclave processes have proven particularly useful in practice. Alternatively, vacuum laminators can be used. These consist of one or more heatable and evacuable chambers in which the first pane and the second pane are laminated within, for example, about 60 minutes at reduced pressures of 0.01 mbar to 800 mbar and temperatures of 80 ° C to 170 ° C.
Die Erfindung umfasst weiter die Verwendung der erfindungsgemäßen Scheibe mit elektrischer Kontaktierung in Gebäuden, insbesondere im Zugangsbereich, Fensterbereich, Dachbereich oder Fassadenbereich, als Einbauteil in Möbeln und Geräten, in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Zügen, Schiffen und Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe und/oder Dachscheibe. Die Verwendung umfasst optischen Sensoren und Kamerasystemen, insbesondere für visionsbasierte Fahrerassistenzsysteme, FAS oder Advanced Driver Assistance Systems, ADAS, deren Strahlengang durch das Kommunikationsfenster verläuft. The invention further includes the use of the pane according to the invention with electrical contact in buildings, in particular in the access area, window area, roof area or facade area, as a built-in part in furniture and equipment, in means of transport for traffic in the country, in the air or to Water, especially in trains, ships and motor vehicles, for example as a windshield, rear window, side window and / or roof window. The use includes optical sensors and camera systems, in particular for vision-based driver assistance systems, FAS or Advanced Driver Assistance Systems, ADAS, the beam path of which runs through the communication window.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein. The invention is explained in more detail below with reference to a drawing and exemplary embodiments. The drawing is a schematic representation and is not true to scale. The drawing does not restrict the invention in any way.
Es zeigen: Show it:
Figur 1A eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe mit elektrisch beheizbarem Kommunikationsfenster, FIG. 1A shows a plan view of an embodiment of the pane according to the invention with an electrically heatable communication window,
Figur 1B eine vergrößerte Darstellung des Kommunikationsfensters aus Figur 1A,FIG. 1B shows an enlarged illustration of the communication window from FIG. 1A,
Figur 1C eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A’ durch die Scheibe nach Figur 1A, Figure 1C is a cross-sectional view along the section line A-A 'through the pane of Figure 1A,
Figur 2 eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe und Figure 2 is a plan view of a further embodiment of the disc according to the invention and
Figur 3 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. FIG. 3 shows a flow diagram of an embodiment of the method according to the invention.
Figur 1A zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100 mit elektrisch beheizbarem Kommunikationsfenster 80. Figur 1B zeigt eine vergrößerte Darstellung des Kommunikationsfensters aus Figur 1A und Figur 1C zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Scheibe 100 aus Figur 1A entlang der Schnittlinie A-A’. FIG. 1A shows a top view of an exemplary embodiment of a pane 100 according to the invention with an electrically heatable communication window 80. FIG. 1B shows an enlarged illustration of the communication window from FIG. 1A and FIG. 1C shows a cross section through the pane 100 according to the invention from FIG. 1A along the section line A-A '.
Die Scheibe 100 umfasst eine erste Scheibe 1 und eine zweite Scheibe 2, die über eine thermoplastische Zwischenschicht 4 miteinander verbunden sind. Die Scheibe 100 ist beispielsweise eine Fahrzeugscheibe und insbesondere die Windschutzscheibe eines Personenkraftwagens. Die erste Scheibe 1 ist beispielsweise dafür vorgesehen, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die erste Scheibe 1 und die zweite Scheibe 2 bestehen aus Natron-Kalkglas. Die Dicke der ersten Scheibe 1 beträgt beispielsweise 1,6 mm und die Dicke der zweiten Scheibe 2 beträgt 2,1 mm. Die thermoplastische Zwischenschicht 4 besteht aus Polyvinylbutyral (PVB) und weist eine Dicke von 0,76 mm auf. Auf der innenseitigen Oberfläche III der ersten Scheibe 1 ist eine elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 3 aufgebracht. Die elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 3 ist ein Schichtensystem, welches beispielsweise drei elektrisch leitfähige Silberschichten enthält, die durch dielektrische Schichten voneinander getrennt sind. Fließt ein Strom durch die elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung 3, so wird sie infolge ihres elektrischen Widerstands und joulscher Wärmeentwicklung erwärmt. Die elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung 3 kann daher für eine aktive Beheizung des Kommunikationsfensters 80 verwendet werden. The pane 100 comprises a first pane 1 and a second pane 2, which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer 4. The window 100 is, for example, a vehicle window and in particular the windshield of a passenger car. The first pane 1 is provided, for example, to face the interior in the installed position. The first disk 1 and the second disk 2 are made of soda-lime glass. The thickness of the first disk 1 is, for example, 1.6 mm and the thickness of the second disk 2 is 2.1 mm. The thermoplastic intermediate layer 4 consists of polyvinyl butyral (PVB) and has a thickness of 0.76 mm. On the inside surface III of the first disc 1 is an electrically conductive, transparent coating 3 is applied. The electrically conductive, transparent coating 3 is a layer system which contains, for example, three electrically conductive silver layers which are separated from one another by dielectric layers. If a current flows through the electrically conductive, transparent coating 3, it is heated as a result of its electrical resistance and Joule heat generation. The electrically conductive, transparent coating 3 can therefore be used for active heating of the communication window 80.
Die elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 3, 3‘ erstreckt sich beispielsweise über die gesamte Oberfläche III der ersten Scheibe 1 abzüglich eines umlaufenden rahmenförmigen unbeschichteten Bereichs mit einer Breite von 8 mm. Der unbeschichtete Bereich dient der elektrischen Isolierung zwischen der elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 3‘ und der Fahrzeugkarosserie. Der unbeschichtete Bereich ist durch Verkleben mit der Zwischenschicht 4 hermetisch versiegelt, um die elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 3, 3‘ vor Beschädigungen und Korrosion zu schützen. The electrically conductive, transparent coating 3, 3 ‘extends, for example, over the entire surface III of the first pane 1 minus a circumferential, frame-shaped uncoated area with a width of 8 mm. The uncoated area is used for electrical insulation between the electrically conductive, transparent coating 3 and the vehicle body. The uncoated area is hermetically sealed by gluing with the intermediate layer 4 in order to protect the electrically conductive, transparent coating 3, 3 'from damage and corrosion.
Die elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 3, 3‘ wird in diesemThe electrically conductive, transparent coating 3, 3 ‘is in this
Ausführungsbeispiel nicht zur vollständigen Beheizung der gesamten Scheibe 100 verwendet, sondern es werden vielmehr die IR-reflektierenden Eigenschaften der Beschichtung 3, 3‘ genutzt, beispielsweise um das Innere des Fahrzeugs gegen Sonneinstrahlung zu schützen und kühl zu halten. (Für ein Ausführungsbeispiel einer vollständig beheizbaren Scheibe 100 siehe Figur 2.) Embodiment not used for the complete heating of the entire pane 100, but rather the IR-reflecting properties of the coating 3, 3 'are used, for example to protect the interior of the vehicle against solar radiation and to keep it cool. (For an embodiment of a completely heatable pane 100 see Figure 2.)
Das Kommunikationsfenster 80 ist hier beispielsweise von einer beschichtungsfreien Trennlinie 9 umgeben, die die Beschichtung 3 im Innern des Kommunikationsfensters 80 von einer umgebenden Beschichtung 3‘ stofflich und galvanisch (also für Gleichströme) trennt. Die Trennlinie 9 weist beispielsweise ein Breite d von 100 pm auf, in der die Beschichtung 3 vollständig entfernt ist. Die Trennlinie 9 wird beispielsweise durch Laserstrukturierung (Laserablation) hergestellt. The communication window 80 is here, for example, surrounded by a coating-free separating line 9, which separates the coating 3 in the interior of the communication window 80 from a surrounding coating 3 materially and galvanically (that is, for direct currents). The dividing line 9 has, for example, a width d of 100 μm in which the coating 3 has been completely removed. The dividing line 9 is produced, for example, by laser structuring (laser ablation).
Die elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 3 innerhalb des Kommunikationsfensters 80 weist in diesem Beispiel sechs beschichtungsfreie Zonen 8 auf. Zwischen den beschichtungsfreien Zonen 8 sind beschichtete Bereiche in Form von Heizleitern 12 angeordnet. Die Breite b der Heizleiter 12 ist hier beispielsweise konstant entlang des Heizleiters 12 und konstant in allen Zwischenbereichen. Die Breite b beträgt hier bevorzugt von 0,1 mm bis 1,5 mm, besonders bevorzugt von 0,1 mm bis 0,6 mm, insbesondere von 0,20 mm bis 0,45 mm und beispielsweise 0,25 mm oder 0,4 mm. The electrically conductive, transparent coating 3 within the communication window 80 has six coating-free zones 8 in this example. Coated areas in the form of heating conductors 12 are arranged between the coating-free zones 8. The width b of the heating conductor 12 is here for example constant along the heating conductor 12 and constant in all intermediate areas. The width b here is preferably from 0.1 mm to 1.5 mm, particularly preferably from 0.1 mm to 0.6 mm, in particular from 0.20 mm to 0.45 mm and, for example, 0.25 mm or 0, 4 mm.
Die beschichtungsfreien Zonen 8 werden beispielsweise durch Laserentschichtung (Laserablation) oder andere mechanische, physikalische oder chemische Strukturierungs- und Abtragungsprozesse hergestellt. The coating-free zones 8 are produced, for example, by laser stripping (laser ablation) or other mechanical, physical or chemical structuring and removal processes.
Die beschichtungsfreien Zonen 8 haben in diesem Beispiel eine Breite B von 1 cm und ein Länge L von 7 cm. Lediglich die oberste beschichtungsfreie Zone 8.3 ist auf ihrer rechten Seite abschnittsweise bis zur Trennlinie 9 verlängert um die Beschichtung 3 in der Umgebung des Sammeleiters 5.1 von der Beschichtung 3 in der Umgebung der Sammelleiters 5.2 galvanisch zu trennen und einen Kurzschluss zwischen den Sammelleitern 5.1, 5.2 zu verhindern. Gleichfalls ist die untere beschichtungsfreie Zone 8.4 verbreitert und auf ihrer unteren Seite bis zur Trennlinie 9 geführt. Auch dies dient zur galvanischen Trennung und zur Vermeidung eines unerwünschten Kurzschlusses zwischen den Sammelleitern 5.1, 5.2. The coating-free zones 8 in this example have a width B of 1 cm and a length L of 7 cm. Only the uppermost coating-free zone 8.3 is extended in sections to the dividing line 9 on its right-hand side in order to galvanically separate the coating 3 in the vicinity of the busbar 5.1 from the coating 3 in the vicinity of the busbar 5.2 and to create a short circuit between the busbars 5.1, 5.2 impede. Likewise, the lower, coating-free zone 8.4 is widened and, on its lower side, extends as far as the dividing line 9. This is also used for galvanic isolation and to avoid an undesired short circuit between the busbars 5.1, 5.2.
Das Kommunikationsfenster 80 ist dazu geeignet die Durchsicht für ein Kamerasystem 20 oder andere optische Sensoren zu gewährleisten. Dazu ist das Kamerafenster 10, also der Bereich des optischen Strahlengangs des Kamerasystems 20 durch die Scheibe 100 vollständig innerhalb des elektrisch beheizbaren Bereichs aus beschichtungsfreien Zonen 8 und Heizleitern 12 angeordnet. Eine derartige Anordnung aus beschichtungsfreien Zonen 8 und schmalen, transparenten Heizleitern 12 ist für das Kamerasystem 20 optisch kaum wahrnehmbar und stört die Durchsicht durch die Scheibe 100 nur wenig, was besonders für eine Verwendung in Fahrzeugen und Kamerasystemen 20 mit hohen optischen Anforderungen wichtig ist. The communication window 80 is suitable for ensuring that a camera system 20 or other optical sensors can see through it. For this purpose, the camera window 10, that is to say the area of the optical beam path of the camera system 20 through the pane 100, is arranged completely within the electrically heatable area of coating-free zones 8 and heating conductors 12. Such an arrangement of coating-free zones 8 and narrow, transparent heating conductors 12 is visually barely noticeable for the camera system 20 and only slightly disturbs the view through the pane 100, which is particularly important for use in vehicles and camera systems 20 with high optical requirements.
Zur elektrischen Kontaktierung ist jeweils ein erster Sammelleiter 5.1 am linken Randbereich und ein weiterer, zweiter Sammelleiter 5.2 am rechten Randbereich der beschichtungsfreien Zonen 8 beziehungsweise der Heizleiter 12 auf der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung 3 angeordnet. Die Sammelleiter 5.1, 5.2 enthalten beispielsweise Silberpartikel und wurden im Siebdruckverfahren aufgebracht und anschließend eingebrannt. Die Länge der Sammelleiter 5.1, 5.2 entspricht annähernd der Ausdehnung der beschichtungsfreien Zonen 8 samt Heizleiter 12. Wird an die Sammelleiter 5.1 und 5.2 eine elektrische Spannung angelegt, so fließt ein gleichmäßiger Strom durch die Heizleiter 12 zwischen den Sammelleitern 5.1, 5.2, wodurch das Kommunikationsfenster 80 und insbesondere das Sensor- oder Kamerafenster 10 beheizt wird. For electrical contacting, a first busbar 5.1 is arranged on the left edge area and a further, second busbar 5.2 is arranged on the right edge area of the coating-free zones 8 or the heating conductor 12 on the electrically conductive, transparent coating 3. The bus bars 5.1, 5.2 contain, for example, silver particles and were applied using the screen printing process and then burned in. The length of the busbars 5.1, 5.2 corresponds approximately to the extent of the coating-free zones 8 including the heating conductor 12. If an electrical voltage is applied to the busbars 5.1 and 5.2, a uniform current flows through the heating conductors 12 between the busbars 5.1, 5.2, whereby the communication window 80 and in particular the sensor or camera window 10 is heated.
Jeder Sammelleiter 5.1, 5.2 ist zu einem Anschlussbereich geführt, der jeweils mit einem Anschluss oder Verbindungsleiter 7.1, 7.2 versehen ist, der die Sammelleiter 5.1, 5.2 mit einer Spannungsquelle 14 verbindet. Die Anschlussleitungen 7.1, 7.2 können als an sich bekannte Folienleiter ausgebildet sein, die über eine Kontaktfläche mit dem Sammelleiter 5.1, 5.2 elektrisch leitend verbunden, beispielsweise mittels einer Lotmasse, eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs oder durch einfaches Aufliegen und Andruck innerhalb der Scheibe 100. Der Folienleiter enthält beispielsweise eine verzinnte Kupferfolie mit einer Breite von 10 mm und einer Dicke von 0,3 mm. Über die Folienleiter können in Verbindungskabel übergehen, die mit der Spannungsquelle 14 verbunden. Die Spannungsquelle 14 stellt beispielsweise eine für Kraftfahrzeuge übliche Bordspannung, bevorzugt von 12 V bis 15 V und beispielsweise etwa 14 V bereit. Alternativ kann die Spannungsquelle 14 V auch höhere Spannungen aufweisen, beispielsweise von 35 V bis 45 V und insbesondere 42 V. Each busbar 5.1, 5.2 is led to a connection area which is each provided with a connection or connecting conductor 7.1, 7.2 which connects the busbars 5.1, 5.2 to a voltage source 14. The connection lines 7.1, 7.2 can be designed as known foil conductors, which are electrically conductively connected to the busbar 5.1, 5.2 via a contact surface, for example by means of a solder, an electrically conductive adhesive or by simply resting and pressing inside the pane 100. The foil conductor contains, for example, a tinned copper foil with a width of 10 mm and a thickness of 0.3 mm. Connection cables connected to the voltage source 14 can pass over the foil conductors. The voltage source 14 provides, for example, an on-board voltage customary for motor vehicles, preferably from 12 V to 15 V and, for example, approximately 14 V. Alternatively, the voltage source 14 V can also have higher voltages, for example from 35 V to 45 V and in particular 42 V.
Die Sammelleiter 5.1, 5.2 haben im dargestellten Beispiel eine konstante Dicke von beispielsweise etwa 10 pm und einen konstanten spezifischen Widerstand von beispielsweise 2.3 pOhnvcm. In the example shown, the busbars 5.1, 5.2 have a constant thickness of, for example, approximately 10 μm and a constant specific resistance of, for example, 2.3 pOhnvcm.
Bei Anlegen einer Spannung an die Sammelleiter 5.1, 5.2 fließt ein elektrischer Strom durch die Heizleiter 12. Beispielhaft ist hier ein Strompfad 11 zwischen den beschichtungsfreien Zonen 8.1, 8.2 eingezeichnet. Es versteht sich, dass sich ein entsprechender Strom pfad 11 auch in den anderen Heizleitern 12 einstellt. When a voltage is applied to the busbars 5.1, 5.2, an electric current flows through the heating conductors 12. By way of example, a current path 11 is shown here between the coating-free zones 8.1, 8.2. It goes without saying that a corresponding current path 11 is also established in the other heating conductors 12.
Wie in der Verglasungstechnik üblich, können die Sammelleiter 5.1, 5.2 und die Anschlüsse sowie die Verbindungsleitungen 7.1, 7.2 durch an sich bekannte opake Farbschicht als Abdeckdruck verdeckt werden (hier nicht dargestellt). As is customary in glazing technology, the busbars 5.1, 5.2 and the connections as well as the connecting lines 7.1, 7.2 can be covered by an opaque paint layer known per se as a masking print (not shown here).
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100. Die erste Scheibe 1, die zweite Scheibe 2, die elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 3 und das Kommunikationsfenster 80 sowie die thermoplastische Zwischenschicht 4 sind wie in Figur 1A ausgestaltet. FIG. 2 shows a plan view of a further embodiment of a disk 100 according to the invention. The first disk 1, the second disk 2, the electrically conductive, The transparent coating 3 and the communication window 80 and the thermoplastic intermediate layer 4 are configured as in FIG. 1A.
Zusätzlich ist die Scheibe 100 nach Figur 2 auch im Beschichtungsbereich 3‘, also auch außerhalb des Kommunikationsfensters 80, elektrisch beheizbar. Zur elektrischen Kontaktierung der Beschichtung 3‘ außerhalb des Kommunikationsfensters 80 ist jeweils ein erster Sammelleiter 50.1 im unteren Randbereich und ein weiterer, zweiter Sammelleiter 50.2 im oberen Randbereich auf der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung 3‘ angeordnet. Die Sammelleiter 50.1, 50.2 enthalten beispielsweise Silberpartikel und wurden im Siebdruckverfahren aufgebracht und anschließend eingebrannt. Die Länge der Sammelleiter 50.1, 50.2 entspricht annähernd der Ausdehnung der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung 3‘. In addition, the pane 100 according to FIG. 2 can also be electrically heated in the coating area 3 ', that is to say also outside the communication window 80. To make electrical contact with the coating 3 outside the communication window 80, a first bus bar 50.1 is arranged in the lower edge area and a further, second bus bar 50.2 is arranged in the upper edge area on the electrically conductive, transparent coating 3 ‘. The bus bars 50.1, 50.2 contain, for example, silver particles and were applied using the screen printing process and then burned in. The length of the busbars 50.1, 50.2 corresponds approximately to the extent of the electrically conductive, transparent coating 3 ‘.
Wird an die Sammelleiter 50.1 und 50.2 eine elektrische Spannung angelegt, so fließt ein gleichmäßiger Strom (beispielsweise entlang des Strompfads 110) durch die elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung 3‘ zwischen den Sammelleitern 50.1, 50.2. Auf jedem Sammelleiter 50.1, 50.2 ist ungefähr mittig ein Anschluss mit ZuleitungIf an electrical voltage is applied to the busbars 50.1 and 50.2, a uniform current flows (for example along the current path 110) through the electrically conductive, transparent coating 3 'between the busbars 50.1, 50.2. On each busbar 50.1, 50.2 there is a connection with a supply line approximately in the middle
70.1, 70.2 angeordnet. Die Anschluss 70.1, 70.2 ist beispielsweise ein an sich bekannter Folienleiter, der in ein Rundkabel übergeht. Der Anschluss 70.1, 70.2 ist über eine Kontaktfläche mit dem Sammelleiter 50.1, 50.2 elektrisch leitend verbunden, beispielsweise mittels einer Lotmasse, eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs oder durch einfaches Aufliegen und Andruck innerhalb der Scheibe 100. Der Folienleiter enthält beispielsweise eine verzinnte Kupferfolie mit einer Breite von 10 mm und einer Dicke von 0,3 mm. Über die elektrischen Anschlüsse 70.1, 70.2 sind die Sammelleiter70.1, 70.2 arranged. The connection 70.1, 70.2 is, for example, a film conductor known per se, which merges into a round cable. The connection 70.1, 70.2 is electrically conductively connected to the busbar 50.1, 50.2 via a contact surface, for example by means of a solder, an electrically conductive adhesive or by simply resting and pressing inside the pane 100. The foil conductor contains, for example, a tinned copper foil with a width of 10 mm and a thickness of 0.3 mm. The bus bars are via the electrical connections 70.1, 70.2
50.1, 50.2 beispielsweise mit der Spannungsquelle 14 verbunden, welche - wie bereits ausgeführt - eine für Kraftfahrzeuge übliche Bordspannung, bevorzugt von 12 V bis 15 V und beispielsweise etwa 14 V bereitstellt. Alternativ kann die Spannungsquelle 14 V auch höhere Spannungen aufweisen, beispielsweise von 35 V bis 45 V und insbesondere 42 V. Alternativ kann eine weitere Spannungsquelle mit der gleichen oder einer anderen Spannung als die Spannungsquelle 14 an die Anschlüsse 70.1, 70.2 angeschlossen sein. 50.1, 50.2, for example, connected to the voltage source 14, which - as already stated - provides an on-board voltage customary for motor vehicles, preferably from 12 V to 15 V and, for example, approximately 14 V. Alternatively, the voltage source 14 V can also have higher voltages, for example from 35 V to 45 V and in particular 42 V. Alternatively, a further voltage source with the same or a different voltage than the voltage source 14 can be connected to the connections 70.1, 70.2.
In Tabelle 1 sind Simulationsergebnisse an erfindungsgemäßen Scheiben 100 für verschiedene Breiten b der Heizleiter 12 zusammengefasst. In Table 1, simulation results on panes 100 according to the invention for different widths b of the heating conductors 12 are summarized.
Tabelle 1 Table 1
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Die hier simulierten erfindungsgemäßen Scheiben 100 nach Figur 1A, 1B und 1C mit Breiten der Heizleiter 12 von 0,25 mm beziehungsweise von 0,4 mm zeigen alle ein vollständiges Enteisen der Scheibe 100 im Bereich des Kamerafensters 10 innerhalb von geforderten 10 min. The windows 100 according to the invention simulated here according to FIGS. 1A, 1B and 1C with widths of the heating conductors 12 of 0.25 mm and 0.4 mm all show complete de-icing of the window 100 in the area of the camera window 10 within the required 10 minutes.
Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer elektrisch beheizbaren Scheibe 100. FIG. 3 shows a flow diagram of an exemplary embodiment of the method according to the invention for producing an electrically heatable pane 100.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte: The method according to the invention comprises the following steps:
S1: Aufbringen einer elektrischen leitfähigen, transparenten Beschichtung 3 auf eine Oberfläche III einer Scheibe 1 mit mindestens zwei beschichtungsfreien Zonen 8 und dazwischen angeordnetem Heizleiter 12, der aus einem Bereich der Beschichtung 3 gebildet wird, und S1: applying an electrically conductive, transparent coating 3 to a surface III of a pane 1 with at least two coating-free zones 8 and heating conductor 12 arranged between them, which is formed from a region of the coating 3, and
S2: Aufbringen von mindestens zwei zum Anschluss an eine Spannungsquelle 14 vorgesehene Sammelleiter 5.1, 5.2, die mit dem Heizleiter 12 so verbunden werden, dass zwischen den Sammelleitern 5.1, 5.2 ein Strompfad 11 für einen Heizstrom geformt wird. Bezugszeichenliste: S2: Application of at least two bus bars 5.1, 5.2 provided for connection to a voltage source 14, which are connected to the heating conductor 12 in such a way that a current path 11 for a heating current is formed between the bus bars 5.1, 5.2. List of reference symbols:
1 erste Scheibe 1 first slice
2 zweite Scheibe 2 second disc
3, 3‘ (elektrisch leitfähige, transparente) Beschichtung3, 3 ‘(electrically conductive, transparent) coating
4 thermoplastische Zwischenschicht 4 thermoplastic intermediate layer
5.1, 5.2, 50.1, 50.2 Sammelleiter 5.1, 5.2, 50.1, 50.2 busbars
7.1, 7.2, 70.1, 70.2 Anschluss 8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 beschichtungsfreie Zone 7.1, 7.2, 70.1, 70.2 connection 8, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 coating-free zone
9 Trennlinie 9 dividing line
10 Kamerafenster 10 camera windows
11, 110 Strom pfad 12 Heizleiter 14 Spannungsquelle 20 Kamerasystem 80 (elektrisch beheizbares) Kommunikationsfenster 100 Scheibe 11, 110 current path 12 heating conductor 14 voltage source 20 camera system 80 (electrically heatable) communication window 100 pane
Oberfläche der zweiten Scheibe 2 Surface of the second disc 2
III Oberfläche der ersten Scheibe 1 b Breite des Heizleiters 12 d Breite der Trennlinie 9 III surface of the first pane 1 b width of the heating conductor 12 d width of the dividing line 9
B Breite der beschichtungsfreien Zone 8 B Width of the coating-free zone 8
L Länge der beschichtungsfreien Zone 8 L Length of the coating-free zone 8
S1, S2 Verfahrensschritt S1, S2 process step
Pa spezifischen Widerstand des Sammelleiters 5, 50Pa resistivity of the busbar 5, 50
A-A’ Schnittlinie A-A 'cutting line

Claims

Patentansprüche Claims
1. Scheibe (100) mit elektrisch beheizbarem Kommunikationsfenster (80), mindestens umfassend: 1. Disc (100) with electrically heatable communication window (80), at least comprising:
- eine erste Scheibe (1) mit einer Oberfläche (III), - a first disc (1) with a surface (III),
- mindestens eine elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung (3), die zumindest auf einem Teil der Oberfläche (III) aufgebracht ist und mindestens zwei beschichtungsfreie Zonen (8, 8.1, 8.2) aufweist, wobei - At least one electrically conductive, transparent coating (3) which is applied to at least part of the surface (III) and has at least two coating-free zones (8, 8.1, 8.2), wherein
- zwischen beschichtungsfreien Zonen (8, 8.1, 8.2) jeweils ein Heizleiter (12) aus der Beschichtung (3) vorliegt und - A heating conductor (12) from the coating (3) is present between the coating-free zones (8, 8.1, 8.2) and
- mindestens zwei zum Anschluss an eine Spannungsquelle (14) vorgesehene Sammelleiter (5.1, 5.2), die derart mit dem Heizleiter (12) verbunden sind, dass zwischen den Sammelleitern (5.1, 5.2) ein Strompfad (11) für einen Heizstrom geformt ist. - At least two busbars (5.1, 5.2) provided for connection to a voltage source (14), which are connected to the heating conductor (12) in such a way that a current path (11) for a heating current is formed between the busbars (5.1, 5.2).
2. Scheibe (100) nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationsfenster (80) mindestens drei, bevorzugt mindestens vier, besonders bevorzugt mindestens fünf und insbesondere genau drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn beschichtungsfreie Zonen (8, 8.1, 8.2) aufweist, zwischen denen jeweils ein Heizleiter (12) angeordnet ist. 2. pane (100) according to claim 1, wherein the communication window (80) has at least three, preferably at least four, particularly preferably at least five and in particular exactly three, four, five, six, seven, eight, nine or ten coating-free zones (8, 8.1, 8.2), between each of which a heating conductor (12) is arranged.
3. Scheibe (100) nach Anspruch 2, wobei die Heizleiter (12) in elektrischer Parallelschaltung zueinander ausgebildet sind. 3. disc (100) according to claim 2, wherein the heating conductors (12) are formed in electrical parallel connection to one another.
4. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Heizleiter (12) eine konstante Breite b aufweist und/oder stegförmig und bevorzugt rechteckförmig ist. 4. disc (100) according to one of claims 1 to 3, wherein the heating conductor (12) has a constant width b and / or is web-shaped and preferably rectangular.
5. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Breite b der Heizleiter (12) von 0,1 mm bis 1,5 mm, bevorzugt von 0,1 mm bis 0,6 mm und besonders bevorzugt von 0,20 mm bis 0,45 mm beträgt. 5. disc (100) according to one of claims 1 to 4, wherein the width b of the heating conductor (12) from 0.1 mm to 1.5 mm, preferably from 0.1 mm to 0.6 mm and particularly preferably from 0 , 20 mm to 0.45 mm.
6. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die beschichtungsfreien Zonen (8) rechteckförmig sind und bevorzugt eine Breite B von 5 mm bis 25 mm, bevorzugt von 10 mm bis 20 mm und/oder eine Länge L von 1 cm bis 20 cm, bevorzugt von 3 cm bis 7 cm aufweisen. 6. Disc (100) according to one of claims 1 to 5, wherein the coating-free zones (8) are rectangular and preferably have a width B of 5 mm to 25 mm, preferably from 10 mm to 20 mm and / or a length L from 1 cm to 20 cm, preferably from 3 cm to 7 cm.
7. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Kommunikationsfenster (80) durch eine beschichtungsfreie Trennlinie (9) vollständig von der umgebenden Beschichtung (3‘) galvanisch und/oder stofflich getrennt ist und die Breite d der Trennlinie (9) bevorzugt von 30 pm bis 200 pm und besonders bevorzugt von 70 pm bis 140 pm beträgt. 7. pane (100) according to one of claims 1 to 6, wherein the communication window (80) is completely separated galvanically and / or materially from the surrounding coating (3 ') by a coating-free dividing line (9) and the width d of the dividing line ( 9) is preferably from 30 pm to 200 pm and particularly preferably from 70 pm to 140 pm.
8. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mindestens zwei zum Anschluss an die Spannungsquelle (14) oder an eine weitere Spannungsquelle vorgesehene Sammelleiter (50.1, 50.2) mit der das Kommunikationsfenster (80) umgebenden Beschichtung (3‘) so verbunden sind, dass zwischen den Sammelleitern (50.1, 50.2) ein Strompfad (110) für einen Heizstrom geformt ist und wobei bevorzugt ein elektrischer Strom entlang des Strompfads (11) zwischen den Sammelleitern (5.1, 5.2), welche die Heizleiter (12) miteinander verbinden, und ein elektrischer Strom entlang des Strompfads (110) zwischen den Sammelleitern (50.1, 50.2), welche die das Kommunikationsfenster (80) umgebende Beschichtung (3‘) verbinden, unabhängig von einander gesteuert werden können. 8. Disc (100) according to one of claims 1 to 7, wherein at least two busbars (50.1, 50.2) provided for connection to the voltage source (14) or to a further voltage source with the coating (3 ') surrounding the communication window (80) are connected in such a way that a current path (110) for a heating current is formed between the busbars (50.1, 50.2) and an electric current is preferably formed along the current path (11) between the busbars (5.1, 5.2) which the heating conductors (12) interconnect, and an electric current along the current path (110) between the busbars (50.1, 50.2), which connect the coating (3 ') surrounding the communication window (80), can be controlled independently of one another.
9. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Sammelleiter (5.1, 5.2, 50.1, 50.2) als gebrannte Druckpaste ausgebildet sind, die bevorzugt metallische Partikel, Metallpartikel und/oder Kohlenstoff parti kel und insbesondere Silberpartikel enthalten und bevorzugt einen spezifischen Widerstand pa von 0.8 pOhnvcm bis 7.0 pOhnvcm und besonders bevorzugt von 1.0 pOhnvcm bis 2.5 pOhnvcm aufweisen. 9. disc (100) according to any one of claims 1 to 8, wherein the busbars (5.1, 5.2, 50.1, 50.2) are designed as fired printing paste, which preferably contain metallic particles, metal particles and / or carbon particles and in particular silver particles and preferably have a specific resistance p a of 0.8 pOhnvcm to 7.0 pOhnvcm and particularly preferably from 1.0 pOhnvcm to 2.5 pOhnvcm.
10. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Oberfläche (III) der ersten Scheibe (1) über eine thermoplastische Zwischenschicht (4) mit einer zweiten Scheibe (2) flächig verbunden ist. 10. Disc (100) according to one of claims 1 to 9, wherein the surface (III) of the first disc (1) is connected flatly to a second disc (2) via a thermoplastic intermediate layer (4).
11. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Scheibe (1) und/oder die zweite Scheibe (2) Glas, bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, oder Polymere, bevorzugt Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat und/oder Gemische davon enthält. 11. pane (100) according to one of claims 1 to 10, wherein the first pane (1) and / or the second pane (2) glass, preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, or polymers, preferably polyethylene, Contains polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate and / or mixtures thereof.
12. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung (3) einen Flächenwiderstand von 0,4 Ohm/Quadrat bis 10 Ohm/Quadrat und bevorzugt von 0,5 Ohm/Quadrat bis 1 Ohm/Quadrat aufweist und/oder Silber (Ag), Indium-Zinnoxid (ITO), fluordotiertes Zinnoxid (SnC>2:F) oder aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZnO:AI) enthält. 12. Disc (100) according to one of claims 1 to 11, wherein the transparent, electrically conductive coating (3) has a sheet resistance of 0.4 ohms / square to 10 ohms / square and preferably from 0.5 ohms / square to 1 ohm / Square and / or silver (Ag), indium tin oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (SnC> 2: F) or aluminum-doped zinc oxide (ZnO: AI).
13. Verfahren zur Herstellung einer Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mindestens umfassend: 13. A method for producing a disk (100) according to any one of claims 1 to 12, at least comprising:
(a) Aufbringen einer elektrischen leitfähigen, transparenten Beschichtung (3) auf eine Oberfläche (III) einer Scheibe (1) mit mindestens zwei beschichtungsfreien Zonen (8) und dazwischen angeordnetem Heizleiter (12), der aus einem Bereich der Beschichtung (3) gebildet wird, und (a) Applying an electrically conductive, transparent coating (3) to a surface (III) of a pane (1) with at least two coating-free zones (8) and heating conductor (12) arranged between them, which is formed from a region of the coating (3) will, and
(b) Aufbringen von mindestens zwei zum Anschluss an eine Spannungsquelle (14) vorgesehene Sammelleiter (5.1, 5.2), die mit dem Heizleiter (12) so verbunden werden, dass zwischen den Sammelleitern (5.1, 5.2) ein Strompfad (11) für einen Heizstrom geformt wird. (b) Application of at least two busbars (5.1, 5.2) provided for connection to a voltage source (14), which are connected to the heating conductor (12) in such a way that a current path (11) for a Heating current is formed.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die beschichtungsfreien Zonen (9) und/oder die Trennlinie (9) durch Laserstrukturierung und insbesondere durch Laserablation der Beschichtung (3) hergestellt werden. 14. The method according to claim 13, wherein the coating-free zones (9) and / or the dividing line (9) are produced by laser structuring and in particular by laser ablation of the coating (3).
15. Verwendung der Scheibe (100) nach einen der Ansprüche 1 bis 12 als funktionales Einzelstück, als Einbauteil in Möbeln, Geräten und Gebäuden, oder als Scheibe in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, bevorzugt als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheiben oder Dachscheibe eines Kraftfahrzeugs, mit optischen Sensoren und Kamerasystemen (20), insbesondere für visionsbasierte Fahrerassistenzsysteme, FAS oder Advanced Driver Assistance Systems, ADAS, deren Strahlengang durch das Kommunikationsfenster verläuft. 15. Use of the disc (100) according to one of claims 1 to 12 as a functional individual piece, as a built-in part in furniture, appliances and buildings, or as a disc in means of transport for traffic on land, in the air or on water, preferably as a windshield , Rear window, side windows or roof window of a motor vehicle, with optical sensors and camera systems (20), in particular for vision-based driver assistance systems, FAS or Advanced Driver Assistance Systems, ADAS, the beam path of which runs through the communication window.
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