Изобретение относится к конструкции оконного стекла с многослойным стеклом с расширенным емкостным коммутационным участком, к конструкции оконного стекла, к способу изготовления многослойного стекла и его применению.
Известно, что емкостные коммутационные участки могут быть сформированы сенсорным электродом или конструкцией из двух сопряженных областей сенсорного электрода, таких как первый участок и окружающая область. Когда к сенсорному электроду приближается объект, то изменяется емкость сенсорного электрода относительно земли, или емкость конденсатора, образованного двумя сопряженными областями сенсорного электрода. Подобные сенсорные электроды известны, например, из патентных документов US 2016/0313587 A1, US 6654070 B1, US 2010/179725 A1, WO 2015/086599 A1, WO 2016/116372 A1, US 6 654 070 B1 и US 2006/275599 A1.
Изменение емкости измеряется коммутационной схемой или сенсорным электронным устройством, и при превышении порогового значения подается сигнал на переключение. Коммутационные схемы для емкостных сенсоров известны, например, из патентных документов DE 20 2006 006 192 U1, EP 0 899 882 A1, US 6,452,514 B1 и EP 1 515 211 A1.
Задача настоящего изобретения состоит в создании усовершенствованного многослойного стекла, которое имеет расширенный емкостный коммутационный участок, который может быть простым и экономичным путем встроен в многослойное стекло. Посредством расширенного емкостного коммутационного участка может быть простым путем сформирован тактильный датчик или датчик приближения.
Задача настоящего изобретения решается соответственно изобретению посредством конструкции оконного стекла с многослойным стеклом с расширенным емкостным коммутационным участком согласно независимому пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.
Соответствующее изобретению многослойное стекло с расширенным емкостным коммутационным участком включает по меньшей мере следующие признаки:
- первую пластину и вторую пластину, которые соединены друг с другом по меньшей мере одним промежуточным слоем, предпочтительно термопластичным промежуточным слоем, и предпочтительно соединены между собой по всей площади,
- электрооптический функциональный элемент,
- сенсорный электрод, который размещен между первым плоским электродом и первой пластиной,
причем сенсорный электрод емкостно связан с первым плоским электродом.
Соответствующая изобретению конструкция оконного стекла включает
- соответствующее изобретению многослойное стекло и
- емкостное сенсорное электронное устройство, которое электрически соединено с сенсорным электродом, причем чувствительность сенсорного электронного устройства выбирается так, что при прикосновении к поверхности наружной стороны первой пластины над первым плоским электродом, или при приближении к поверхности наружной стороны первой пластины над первым плоским электродом части человеческого тела, такой как палец или рука, оно подает сигнал на переключение.
При этом прикосновение или приближение должно происходить не над сенсорным электродом или вблизи него, а достаточно прикосновение или приближение к поверхности наружной стороны первой пластины над всем первым плоским электродом.
Электрооптический функциональный элемент включает по меньшей мере:
- первый плоский электрод,
- электрооптический функциональный слой, и
- второй плоский электрод,
причем электрооптический функциональный элемент, по меньшей мере отдельными участками, размещается между первой пластиной и второй пластиной.
Электрооптический функциональный элемент представляет собой плоскостной функциональный элемент с электрически регулируемыми оптическими свойствами. То есть, его оптические свойства, и, в частности, его прозрачность, его характеристики рассеяния или его светимость, могут управляться сигналом электрического напряжения. Электрооптические функциональные элементы, прозрачность которых может управляться сигналом электрического напряжения, содержат в качестве электрооптического функционального слоя предпочтительно одну или многие SPD-пленки (SPD=устройство со взвешенными частицами), содержащие жидкие кристаллы пленки, такие как PDLC-пленки (PDLC=жидкий кристалл с диспергированным полимером), или электрохромные слоистые системы. Электрооптические функциональные элементы, светимость которых может управляться сигналом электрического напряжения, содержат в качестве электрооптического функционального слоя предпочтительно одну или многие системы OLED-слоев (OLED, по-английски: органические светоизлучающие диоды; органические светодиоды) или дисплейные пленки, в особенности предпочтительно OLED-дисплейные пленки, и наиболее предпочтительно прозрачные OLED-дисплейные пленки.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения промежуточный слой представляет собой термопластичный промежуточный слой. В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения между первой пластиной и второй пластиной размещаются по меньшей мере два, предпочтительно ровно два, промежуточных слоя. При этом между первой пластиной и электрооптическим функциональным элементом размещается первый промежуточный слой, и между электрооптическим функциональным элементом и второй пластиной размещается второй промежуточный слой.
Электрооптический функциональный элемент, по меньшей мере отдельными участками, размещается между первой пластиной и второй пластиной. Здесь под отдельными участками подразумевается, что электрооптический функциональный элемент не должен полностью покрывать всю площадь первой пластины или второй пластины, но, например, только отдельный участок, такой как узкая лентообразная полоска.
В соответствующем изобретению многослойном стекле электрооптический функциональный элемент ориентирован так, что его первый плоский электрод обращен к первой пластине, и его второй плоский электрод обращен ко второй пластине.
Сенсорный электрод, предпочтительно отдельными участками, размещается между первым плоским электродом и первой пластиной. Здесь под отдельными участками подразумевается, что сенсорный электрод не должен полностью покрывать всю площадь первой пластины или второй пластины, но только отдельный участок, такой как кругообразная поверхность, узкая лентообразная полоска, линейная проволока, или тому подобные.
Под размещением между первым плоским электродом и первой пластиной здесь подразумевается, что сенсорный электрод находится в области ортогональной проекции первого плоского электрода между первым плоским электродом и первой пластиной.
Соответствующий изобретению сенсорный электрод емкостно связан с первым плоским электродом. Это значит, что сенсорный электрод, по меньшей мере в области многослойного стекла и перед сенсорным электронным устройством и, соответственно, управляющим электронным устройством для электрооптического функционального элемента, гальванически изолирован от первого плоского электрода.
В случае многослойного стекла согласно прототипу, в котором сенсорные электроды не связаны емкостно с первым плоским электродом, или, например, не встроены ни в какие дополнительные электрически проводящие области в многослойном стекле, пространственная область, которая получается ортогональной проекцией сенсорного электрода на поверхность IV наружной стороны первой пластины 1, имеет такую же величину, как сенсорный электрод. Далее эта область называется емкостным коммутационным участком. При прикосновении или приближении части человеческого тела к емкостному коммутационному участку сенсорным электронным устройством, которое электропроводно соединено с сенсорным электродом, может измеряться сигнал на переключение.
Как неожиданно показали исследования авторов настоящего изобретения, благодаря соответствующей изобретению емкостной связи сенсорного электрода с первым плоским электродом можно расширить емкостный коммутационный участок. Расширенный емкостный коммутационный участок, то есть, эффективно действующая область, в которой при прикосновении к поверхности IV наружной стороны первой пластины 1 или при приближении к ней может быть измерен сигнал на переключение, расширяется на площадь ортогональной проекции первого плоского электрода на поверхность IV наружной стороны. Это повышает удобство управления и делает переключение возможным при прикосновении или приближении над большей областью площади многослойного стекла. Кроме того, отпадает необходимость в маркировании или в выделении зоны емкостного переключателя на прозрачном сенсорном электроде.
Соответствующие изобретению сенсорные электроды могут быть выполнены в виде единой цельной детали или из многочисленных деталей, и состоять, например, из первого участка сенсорного электрода и второго участка. Далее второй участок также называется окружающей областью, или областью массы.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения сенсорный электрод сформирован из напечатанной и подвергнутой обжигу электропроводящей пасты, предпочтительно содержащей серебро пасты для трафаретной печати. Напечатанная и подвергнутая обжигу электропроводящая паста благоприятным образом имеет толщину от 3 мкм до 20 мкм, и поверхностное сопротивление от 0,001 Ом/квадрат до 0,03 Ом/квадрат, предпочтительно от 0,002 Ом/квадрат до 0,018 Ом/квадрат. Подобные сенсорные электроды легко интегрируются в процесс промышленного производства и экономично изготавливаются.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения сенсорный электрод состоит из электропроводящей пленки, предпочтительно металлической фольги, и, в частности, медной, серебряной, золотой или алюминиевой фольги. Электропроводящая пленка благоприятным образом имеет толщину от 50 мкм до 1000 мкм, и предпочтительно от 100 мкм до 600 мкм. Электропроводящая пленка благоприятным образом имеет удельную электрическую проводимость от 1×106 См/м до 10×107 См/м, и предпочтительно от 3,5×107 См/м до 6,5×107 См/м.
Понятно, что подобные пленки также могут быть размещены на пленочных носителях, например, полимерных несущих пленках, таких как полиимид или полиэтилентерефталат (PET). Подобные сенсорные электроды на несущих пленках являются особенно благоприятными, так как многоэлементные сенсорные электроды, например, из первого участка сенсорного электрода и окружающей области (области массы), могут быть изготовлены в виде единого блока, и во время изготовления могут быть удобно и позиционно точно встроены позже в антенную пластину транспортного средства.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения сенсорный электрод состоит по меньшей мере из одной электропроводящей проволоки, предпочтительно металлической проволоки, и, в частности, из вольфрамовой, медной, серебряной, золотой или алюминиевой проволоки. Понятно, что подобные проволоки также могут быть размещены, например, на вышеуказанных несущих пленках. Электропроводящая проволока предпочтительно окружена электрической изоляцией, например, из синтетического материала. Особенного пригодные проволоки имеют толщину от 10 мкм до 200 мкм, предпочтительно от 20 мкм до 100 мкм, и особенно предпочтительно от 30 мкм до 70 мкм.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения сенсорный электрод состоит из электропроводящей структуры, в которой электропроводящий слой электрически изолирован от окружающего слоя не содержащей покрытие разделительной областью, в частности, лишенной покрытия разделительной линией. В одном предпочтительном варианте исполнения ширина разделительных линий составляет от 30 мкм до 200 мкм, и предпочтительно от 70 мкм до 140 мкм. Подобные тонкие разделительные линии позволяют обеспечить надежную и достаточно высокую электрическую изоляцию, и в то же время не мешают обзорности через многослойное стекло или нарушают ее только незначительно.
Электропроводящий слой предпочтительно является прозрачным. Электропроводящий слой может быть размещен непосредственно на поверхности III внутренней стороны первой пластины на первом промежуточном слое или на дополнительной несущей пленке, предпочтительно прозрачной несущей пленке. Например, предпочтительны полимерные несущие пленки, например, из полиимида или полиэтилентерефталата (PET).
Соответствующие изобретению электропроводящие слои известны, например, из патентных документов DE 20 2008 017 611 U1, EP 0 847 965 B1 или WO2012/052315 A1. Обычно они содержат один или более, например, два, три или четыре, электропроводящих функциональных слоев. Функциональные слои предпочтительно содержат по меньшей мере один металл, например, серебро, золото, медь, никель и/или хром, или металлический сплав. Функциональные слои особенно предпочтительно содержат по меньшей мере 90 вес.% металла, в частности, по меньшей мере 99,9 вес.% металла. Функциональные слои могут состоять из металла или металлического сплава. Особенно предпочтительно функциональные слои включают серебро или содержащий серебро сплав. Такие функциональные слои имеют особенно предпочтительную удельную проводимость при одновременно высоком коэффициенте пропускания в видимой области спектра. Толщина функционального слоя предпочтительно составляет от 5 нм до 50 нм, особенно предпочтительно от 8 нм до 25 нм. В этом диапазоне толщины функционального слоя достигается благоприятно высокий коэффициент светопропускания в видимой области спектра и особенно благоприятная удельная электрическая проводимость.
Как правило, в каждом случае между двумя соседними функциональными слоями размещается по меньшей мере один диэлектрический слой. Предпочтительно под первым и/или над последним функциональным слоем размещен дополнительный диэлектрический слой. Диэлектрический слой содержит по меньшей мере один индивидуальный слой из диэлектрического материала, например, содержащего нитрид, такой как нитрид кремния, или оксид, такой как оксид алюминия. Но диэлектрические слои могут также включать многие индивидуальные слои, например, индивидуальные слои одного из диэлектрических материалов, выравнивающие слои, согласующие слои, блокирующие слои, и/или противоотражательные слои. Толщина диэлектрического слоя составляет, например, от 10 нм до 200 нм.
Эта слоистая структура обычно получается в последовательности операций осаждения, которые проводятся вакуумным способом, таким как вакуумное распыление или PVD-способ (физическое осаждение из паровой фазы), такой как катодное распыление в плазме магнетронного разряда, или CVD-способ (химическое осаждение из паровой фазы).
Другие пригодные электропроводящие слои предпочтительно содержат оксид индия-олова (ITO), фторированный оксид олова (SnO2:F), или легированный алюминием оксид цинка (ZnO:Al), или состоят из них.
Электропроводящий слой в принципе может представлять собой любое покрытие, которое может обеспечивать электрический контакт. Если соответствующее изобретению многослойное стекло должно обеспечивать обзорность сквозь него, как в случае, например, стекол в области окна, то электропроводящий слой предпочтительно является прозрачным. В предпочтительном варианте исполнения электропроводящий слой представляет собой слой или слоистую структуру из многочисленных индивидуальных слоев с общей толщиной, меньшей или равной 2 мкм, в особенности предпочтительно меньшей или равной 1 мкм.
Предпочтительный соответствующий изобретению прозрачный электропроводящий слой имеет поверхностное сопротивление от 0,4 Ом/квадрат до 200 Ом/квадрат. В особенно предпочтительном варианте исполнения соответствующий изобретению электропроводящий слой имеет поверхностное сопротивление от 0,5 Ом/квадрат до 20 Ом/квадрат.
Электропроводящий слой предпочтительно содержит прозрачное электропроводящее покрытие. Под прозрачным здесь подразумевается способность пропускать электромагнитное излучение с длинами волн от 300 нм до 1300 нм, и, в частности, для видимого света.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующего изобретению стекла ширина t1 разделительных линий, которыми электропроводящий слой электрически разделяется, составляет от 30 мкм до 200 мкм, и предпочтительно от 70 мкм до 140 мкм. Подобные тонкие разделительные линии позволяют обеспечить надежную и достаточно высокую электрическую изоляцию, и в то же время не мешают обзорности через многослойное стекло или нарушают ее лишь незначительно.
Если не требуется, чтобы электропроводящий слой был выполнен прозрачным, поскольку сенсорный электрод, например, размещается в области многослойного стекла, в которой обзорность затрудняется декоративной окантовкой стекла или корпусом из синтетического материала, то электропроводящий слой также может быть выполнен более толстым, чем прозрачные электропроводящие слои. Подобные более толстые слои могут иметь более низкое поверхностное сопротивление.
Понятно, что сенсорные электроды из указанных вариантов исполнения, таких как напечатанная паста, электропроводящая пленка или проволока, и подразделенный электропроводящий слой, могут быть скомбинированы друг с другом. Это значит, что, например, первый участок может состоять из электропроводящей пленки, и окружающая область из напечатанной пасты, и т.д.
В предпочтительном варианте исполнения соответствующего изобретению сенсорного электрода, сенсорный электрод или по меньшей мере первый участок сенсорного электрода имеет площадь от 1 см2 до 200 см2, в особенности предпочтительно от 1 см2 до 9 см2. Длина области касания предпочтительно составляет от 1 см до 14 см, и в особенности предпочтительно от 1 см до 3 см. Максимальная ширина области касания предпочтительно составляет от 1 см до 14 см, и в особенности предпочтительно от 1 см до 3 см. Сенсорный электрод или по меньшей мере первый участок сенсорного электрода в принципе может иметь любую произвольную форму. Особенно предпочтительны округлые, эллиптические или каплевидные варианты исполнения. Альтернативно возможны угловатые формы, например, треугольники, квадраты, прямоугольники, трапеции, или другие иного рода четырехугольники или многоугольники более высокого порядка. В целом же особенно предпочтительно, когда возможные углы являются скругленными. Сенсорный электрод также может содержать линейный элемент, например, проволоку, которая выполнена спиральной, зубчатой или растровой, и ее наружная протяженность увеличивает площадь емкостной связи сенсорного электрода.
В одном предпочтительном варианте исполнения сенсорный электрод выполнен в виде цельной детали. Сенсорный электрод емкостно связан с первым плоским электродом так, что получается расширенный емкостный коммутационный участок на поверхности IV наружной стороны первой пластины. Цельный сенсорный электрод может быть соединен, например, с внешним (то есть, находящимся вне многослойного стекла) емкостным сенсорным электронным устройством. Посредством емкостного сенсорного электронного устройства измеряется емкость сенсорного электрода и связанного с ним первого плоского электрода. Емкость сенсорного электрода и связанного с ним первого плоского электрода изменяется относительно земли, когда приближается тело (например, тело человека), или, например, соприкасается с изолирующим слоем над сенсорным электродом и связанным с ним первым плоским электродом. В частности, изолирующий слой включает материал самой первой пластины. Изменение емкости измеряется сенсорным электронным устройством, и при превышении порогового значения подается сигнал на переключение. Расширенный емкостный коммутационный участок определяется формой и размером первого плоского электрода.
В альтернативном предпочтительном варианте исполнения сенсорный электрод выполнен сборным из многих деталей, и предпочтительно из двух деталей. То есть, сенсорный электрод имеет первый участок и окружающую область. Как первый участок, так и окружающая область могут быть соединены с емкостным сенсорным электронным устройством.
В такой конфигурации первый участок и окружающая область образуют два электрода, которые емкостно связаны с первым плоским электродом. Емкость образованного электродами конденсатора изменяется при приближении тела, например, части тела человека. Изменение емкости измеряется сенсорным электронным устройством, и при превышении порогового значения подается сигнал на переключение. Расширенный емкостный коммутационный участок, то есть, сенсорная область, определяется формой и размером области первого плоского электрода, который емкостно связан с системой из первого участка и окружающей области.
Соответствующий изобретению расширенный емкостный коммутационный участок встроен в соответствующее изобретению многослойное стекло. То есть, не требуется никакой переключатель или тому подобный в качестве отдельного конструкционного элемента, который должен быть нанесен на многослойное стекло. Многослойное стекло предпочтительно также не имеет прочие конструкционные детали, которые размещены в области обзорности на его поверхностях. Это является особенно благоприятным в отношении тонкой конструкции многослойного стекла, а также лишь незначительной помехи для обзорности через многослойное стекло.
Предпочтительный аспект изобретения включает конструкцию оконного стекла с соответствующим изобретению многослойным стеклом и сенсорным электронным устройством, которое электрически соединено с соединительным участком на сенсорном электроде. Сенсорное электронное устройство представляет собой емкостное сенсорное электронное устройство.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению коммутационной конструкции чувствительность сенсорного электронного устройства выбирается так, что сенсорное электронное устройство при прикосновении к зоне касания человеческим пальцем на поверхности IV наружной стороны первой пластины с расширенным емкостным коммутационным участком (то есть, в области ортогональной проекции первого плоского электрода на поверхность IV наружной стороны первой пластины) выдает сигнал на переключение, и при прикосновении к зоне касания на поверхности I наружной стороны второй пластины сигнал на переключение не инициируется или выдается другой сигнал на переключение. Асимметрия характеристик переключения усиливается вторым плоским электродом, который может, по меньшей мере частично, экранировать изменение емкости первого плоского электрода. Подразумевается, что может производиться прикосновение к зоне касания также несколькими пальцами или другой частью человеческого тела. Под прикосновением в рамках этого изобретения понимается всякое взаимодействие с коммутационным участком, которое приводит к измеримому изменению сигнала измерительного устройства, то есть, здесь к емкости. Чувствительность сенсорного электронного устройства также может выбираться так, что достаточным является уже приближение к поверхности IV наружной стороны первой пластины в расширенном емкостном коммутационном участке, чтобы инициировать акт переключения, и непосредственное прикосновение не требуется.
Выдаваемые сигналы на переключение могут быть приспособлены произвольно и сообразно требованиям данного варианта применения. Так, сигнал на переключение может предусматривать положительное напряжение, например, 12 В, отсутствие сигнала на переключение, например, 0 В, и другой сигнал на переключение, например, +6 В. Сигналы на переключение также могут соответствовать обычным для CAN-шины напряжениям линий CAN_High и CAN_Low, и меняться на находящееся между ними значение напряжения. Сигнал на переключение также может быть импульсным и/или иметь цифровое кодирование.
Чувствительность сенсорного электронного устройства может быть определена в рамках простого эксперимента в зависимости от размера расширенного емкостного коммутационного участка и в зависимости от толщины первой пластины, промежуточного(-ных) слоя(-ев) и, по обстоятельствам, второй пластины.
Особенное достоинство такой соответствующей изобретению конструкции оконного стекла состоит в том, что сигнал на переключение может подаваться только при прикосновении к многослойному стеклу с одной из поверхностей наружной стороны. При применении конструкции оконного стекла в остеклении транспортного средства и при монтаже многослойного стекла с первой пластиной, ориентированной по направлению к внутреннему пространству транспортного средства, можно, например, надежно избежать инициирования процесса переключения людьми снаружи, или невольного инициирования процесса переключения дождем или движением стеклоочистителя, без необходимости в изменении в общем обычной конструкции стекла. Это было неожиданным и удивительным для специалиста.
В одном предпочтительном усовершенствовании соответствующей изобретению конструкции оконного стекла соединительный участок сенсорного электрода соединен с одним или многими плоскими проводниками, и плоский проводник выведен из пластины. Тогда комбинированная конструкция оконного стекла может быть особенно простым путем соединена на месте применения с источником питания и линией сигнализации, которая воспринимает сигнал на переключение сенсорной схемы, например, в транспортном средстве через CAN-шину.
В одном предпочтительном усовершенствовании соответствующей изобретению конструкции оконного стекла сенсорное электронное устройство соединено с управляющим электронным устройством, причем управляющее электронное устройство соединено с электрооптическим функциональным элементом, и регулирует его оптические свойства. Это позволяет особенно удобное обращение, так как расширенный емкостный коммутационный участок является равновеликим с конструкционным элементом, который должен переключаться.
В качестве первой пластины и второй пластины в принципе пригодны все электрически изолирующие подложки, которые в условиях изготовления и применения соответствующего изобретению многослойного стекла являются термически и химически стабильными, а также имеющими стабильные размеры.
Первая пластина и/или вторая пластина предпочтительно содержат стекло, в особенности предпочтительно листовое стекло, наиболее предпочтительно флоат-стекло, такое как кальциево-натриевое стекло, боросиликатное стекло или кварцевое стекло, или прозрачные синтетические материалы, предпочтительно жесткие прозрачные синтетические материалы, в частности, полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, полиметилметакрилат, полистирол, полиамид, сложный полиэфир, поливинилхлорид, и/или их смеси. Первая пластина и/или вторая пластина предпочтительно являются прозрачными, в частности, для использования стекла в качестве ветрового стекла или заднего стекла транспортного средства, или для других вариантов применения, при которых желательно высокое светопропускание. Тогда под прозрачным в смысле изобретения подразумевается стекло, которое имеет коэффициент светопропускания в видимой области спектра свыше 70%. Однако для стекол, которые не находятся в важном для дорожного движения поле зрения водителя, например, для остекления крыши, коэффициент светопропускания также может быть гораздо меньшим, например, более 5%.
Толщина первой пластины и/или второй пластины может варьировать в широких пределах, и тем самым быть приспособленной исключительно к требованиям конкретной ситуации. Преимущественно применяются стекла со стандартными толщинами от 1,0 мм до 25 мм, предпочтительно от 1,4 мм до 2,5 мм для остекления транспортных средств, и предпочтительно от 4 мм до 25 мм для мебели, приборов и строений, в частности, в качестве электрического нагревательного элемента. Величина стекол может варьировать в широких пределах и следует применению согласно изобретению. Например, первая пластина и вторая пластина в автомобилестроении и в области архитектуры имеют обычные величины площади от 200 см2 до 20 м2.
Многослойное стекло может иметь произвольную трехмерную форму. Трехмерная форма предпочтительно не имеет затененных зон, так что она, например, может быть снабжена покрытием с помощью катодного распыления. Стеклянные пластины предпочтительно являются плоскими или слегка или сильно изогнутыми по одному направлению или по многим направлениям в пространстве. В частности, используются плоские пластины. Стекла могут быть бесцветными или окрашенными.
Первая пластина и вторая пластина соединены друг с другом по меньшей мере одним промежуточным слоем, предпочтительно первым и вторым промежуточным слоем. Промежуточный слой предпочтительно является прозрачным. Промежуточный слой предпочтительно содержит по меньшей мере один синтетический материал, предпочтительно поливинилбутираль (PVB), этиленвинилацетат (EVA), и/или полиэтилентерефталат (PET). Однако промежуточный слой также может содержать, например, полиуретан (PU), полипропилен (PP), полиакрилат, полиэтилен (PE), поликарбонат (PC), полиметилметакрилат, поливинилхлорид, полиацетатную смолу, литьевые смолы, акрилаты, фторированный этилен-пропиленовый сополимер, поливинилфторид, и/или сополимер этилена и тетрафторэтилена, или их сополимеры или смеси. Промежуточный слой также может быть сформирован из одной или же многих термопластичных пленок, размещенных друг поверх друга, причем толщина одной пленки предпочтительно составляет от 0,025 мм до 1 мм, обычно 0,38 мм или 0,76 мм. Промежуточные слои предпочтительно могут быть термопластичными, и после наслоения первой пластины, второй пластины и возможных дополнительных промежуточных слоев склеиваются друг с другом. В особенно предпочтительном варианте исполнения соответствующего изобретению многослойного стекла первый промежуточный слой выполнен в качестве клеевого слоя из клеевого материала, которым несущая пленка приклеивается к первой пластине. В этом случае первый промежуточный слой предпочтительно имеет размеры несущей пленки.
Термины «первая пластина» и «вторая пластина» выбраны для различения обеих пластин в соответствующем изобретению многослойном стекле. С терминами не связано суждение о геометрическом размещении. Если соответствующее изобретению многослойное стекло предназначено, например, для оконного проема, например, в транспортном средстве или в строении, чтобы отделять внутреннее пространство от внешней окружающей среды, то первая пластина может быть обращена к внутреннему пространству или к внешней окружающей среде.
Первый и второй плоские электроды предпочтительно содержат прозрачное электропроводящее покрытие. Под прозрачным здесь подразумевается способность пропускать электромагнитное излучение, преимущественно электромагнитное излучение с длинами волн от 300 нм до 1300 нм, и, в частности, для видимого света.
Соответствующие изобретению плоские электроды известны, например, из патентных документов DE 20 2008 017 611 U1, EP 0 847 965 B1 или WO2012/052315 A1. Обычно они содержат один или более, например, два, три или четыре, электропроводящих функциональных слоев. Функциональные слои предпочтительно содержат по меньшей мере один металл, например, серебро, золото, медь, никель и/или хром, или металлический сплав. Функциональные слои особенно предпочтительно содержат по меньшей мере 90 вес.% металла, в частности, по меньшей мере 99,9 вес.% металла. Функциональные слои могут состоять из металла или металлического сплава. Особенно предпочтительно функциональные слои включают серебро или содержащий серебро сплав. Такие функциональные слои имеют особенно предпочтительную удельную проводимость при одновременно высоком коэффициенте пропускания в видимой области спектра. Толщина функционального слоя предпочтительно составляет от 5 нм до 50 нм, особенно предпочтительно от 8 нм до 25 нм. В этом диапазоне толщины функционального слоя достигается благоприятно высокий коэффициент светопропускания в видимой области спектра и особенно благоприятная удельная электрическая проводимость.
Как правило, в каждом случае между двумя соседними функциональными слоями размещается по меньшей мере один диэлектрический слой. Предпочтительно под первым и/или над последним функциональным слоем размещен дополнительный диэлектрический слой. Диэлектрический слой содержит по меньшей мере один индивидуальный слой из диэлектрического материала, например, содержащего нитрид, такой как нитрид кремния, или оксид, такой как оксид алюминия. Но диэлектрические слои могут также включать многие индивидуальные слои, например, индивидуальные слои из диэлектрического материала, выравнивающие слои, согласующие слои, блокирующие слои, и/или противоотражательные слои. Толщина диэлектрического слоя составляет, например, от 10 нм до 200 нм.
Эта слоистая структура обычно получается в последовательности операций осаждения, которые проводятся вакуумным способом, таким как катодное распыление в плазме магнетронного разряда.
Другие пригодные электропроводящие слои предпочтительно содержат оксид индия-олова (ITO), фторированный оксид олова (SnO2:F), или легированный алюминием оксид цинка (ZnO:Al).
Плоский электрод в принципе может представлять собой любое покрытие, которое может обеспечивать электрический контакт. Если соответствующее изобретению стекло должно обеспечивать обзорность сквозь него, как в случае, например, стекол в области окна, то электропроводящий слой предпочтительно является прозрачным. В предпочтительном варианте исполнения плоский электрод представляет собой слой или слоистую структуру из многочисленных индивидуальных слоев с общей толщиной, меньшей или равной 2 мкм, в особенности предпочтительно меньшей или равной 1 мкм.
Предпочтительный соответствующий изобретению плоский электрод имеет поверхностное сопротивление от 0,4 Ом/квадрат до 400 Ом/квадрат. В особенно предпочтительном варианте исполнения соответствующий изобретению плоский электрод имеет поверхностное сопротивление от 100 Ом/квадрат до 400 Ом/квадрат, и в особенности от 150 Ом/квадрат до 400 Ом/квадрат.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующего изобретению многослойного стекла электрооптический функциональный элемент размещается отдаленным от края многослойного стекла на ширину от 2 мм до 50 мм, предпочтительно от 5 мм до 20 мм. Тогда электрооптический функциональный элемент не контактирует с атмосферой, и защищен от повреждений и коррозии внутри многослойного стекла промежуточными слоями.
Электрическая токоподводящая проводка, которая соединяет плоские электроды и/или сенсорные электроды с внешним управляющим электронным устройством и, соответственно, сенсорным электронным устройством, предпочтительно выполняется в виде фольговых проводников или гибких фольговых проводников (плоских проводников, плоских ленточных проводников). Под фольговым проводником подразумевается электрический проводник, ширина которого является гораздо большей, чем его толщина. Такой фольговый проводник представляет собой, например, полоску или ленту, содержащую медь, луженую медь, алюминий, серебро, золото, или их сплавы, или состоящую из них. Например, фольговый проводник имеет ширину от 2 мм до 16 мм, и толщину от 0,03 мм до 0,1 мм. Фольговый проводник может иметь изолирующую, предпочтительно полимерную, оболочку, например, на основе полиимида. Фольговые проводники, которые пригодны для создания контакта электропроводящих покрытий в стеклах, имеют общую толщину, например, только 0,3 мм. Подобные тонкие фольговые проводники могут быть без затруднений размещены между отдельными пластинами в термопластичном промежуточном слое. В ленте из фольговых проводников могут находиться многочисленные, электрически изолированные друг от друга проводящие слои.
В альтернативном варианте, в качестве электрической токоподводящей проводки также могут быть использованы тонкие металлические проволоки. Металлические проволоки содержат, в частности, медь, вольфрам, золото, серебро или алюминий, или сплавы по меньшей мере двух этих металлов. Сплавы также могут содержать молибден, рений, осмий, иридий, палладий или платину.
Электрическое проводное соединение между соединительным участком электропроводящего слоя на несущей пленке и электрической токоподводящей проводкой предпочтительно выполняется посредством электрически проводящих клеев, которые обеспечивают возможность надежного и долговременного электрически проводящего соединения между соединительным участком и токоподводящей проводкой. В альтернативном варианте электрическое проводное соединение может быть сформировано также зажимами, так как клеммное соединение надежно фиксируется в процессе ламинирования от сползания. В альтернативном варианте, электрическое проводное соединение также может быть напечатано на соединительном участке, например, с помощью содержащей металл и, в частности, содержащей серебро, электропроводящей печатной пасты.
Дополнительный аспект изобретения включает способ изготовления многослойного стекла с емкостным коммутационным участком, по меньшей мере включающий:
(а) нанесение электропроводящего слоя на поверхность несущей пленки,
(b) нанесение по меньшей мере одной разделительной линии, которая электрически разделяет электропроводящий слой по меньшей мере на один первый участок сенсорного электрода и по меньшей мере одну окружающую область, предпочтительно лазерным формированием, или механическим, или химическим удалением материала, и
(с) формирование пакета слоев из первой пластины, первого промежуточного слоя, второго промежуточного слоя и второй пластины, причем несущая пленка размещается, по меньшей мере отдельными участками, между первой пластиной и первым промежуточным слоем, и электрооптический функциональный элемент размещается между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем,
(d) ламинирование пакета слоев с образованием многослойного стекла.
Нанесение электропроводящего слоя в технологической стадии (а) может быть выполнено известным способом, предпочтительно катодным распылением в плазме магнетронного разряда. Это является особенно благоприятным в отношении простого, быстрого, экономичного и равномерного нанесения покрытия на подложку. Однако электропроводящий слой также может быть сформирован, например, нанесением покрытия испарением, химическим осаждением из газовой фазы (химическим осаждением из паровой фазы, CVD), плазменно-химическим осаждением из паровой фазы (PECVD), или способами мокрого химического нанесения.
Несущая пленка согласно технологической стадии (а) может быть подвергнута термической обработке. При этом несущая пленка с электропроводящим слоем нагревается до температуры по меньшей мере 200°С, предпочтительно по меньшей мере 300°С. Термическая обработка может служить для повышения коэффициента светопропускания и/или снижения поверхностного сопротивления электропроводящего слоя.
Удаление покрытия из индивидуальных разделительных линий в электропроводящем слое предпочтительно выполняется посредством лазерного луча. Способы структурирования тонких металлических пленок известны, например, из патентных документов ЕР 2 200 097 А1 или ЕР 2 139 049 А1. Ширина удаляемого слоя предпочтительно составляет от 10 мкм до 1000 мкм, в особенности предпочтительно от 30 мкм до 200 мкм, и, в частности, от 70 мкм до 140 мкм. В этом диапазоне происходит особенно чистое и безостаточное удаление слоя лазерным лучом. Удаление слоя посредством лазерного излучения является особенно предпочтительным, так как линии удаленного покрытия оптически почти неразличимы, и рисунок удаленного слоя лишь незначительно нарушает видимость на просвет. Удаление покрытия с образованием линии с шириной, которая является более широкой, чем ширина проделанной лазером прорези, проводится многократным проведением лазерного луча по линии. Поэтому с увеличением ширины линии возрастают продолжительность обработки и стоимость обработки. В альтернативном варианте, удаление слоя может быть выполнено механическим снятием материала, а также химическим или физическим травлением.
Первый и, соответственно, второй промежуточный слой может быть сформирован в каждом случае посредством единственной или также двух или более пленок, которые по всей площади размещаются друг над другом.
Объединение первой и второй пластины в технологической стадии (d) предпочтительно проводится под действием тепла, вакуума и/или давления. Могут быть применены общеизвестные способы изготовления многослойного стекла.
Например, может быть проведена обработка так называемыми способами автоклавирования при повышенном давлении от около 10 бар до 15 бар (1-1,5 МПа) и при температурах от 130°С до 145°С, в течение около 2 часов. Например, общеизвестные способы с вакуумным мешком или вакуумным кольцом действуют при давлении около 200 мбар (20 кПа) и температуре от 80°С до 110°С. Первая пластина, термопластичный промежуточный слой и вторая пластина также могут быть спрессованы в каландре между по меньшей мере одной пары валков с образованием стекла. Установки этого типа для изготовления стекол известны, и обычно оснащены по меньшей мере одним туннельным нагревателем перед прессовым устройством. Температура во время процесса прессования составляет, например, от 40°C до 150°С. Особенном надежными на практике оказались комбинации способов каландрирования и автоклавирования. В альтернативном варианте могут быть применены вакуумные ламинаторы. Они состоят из одной или многих нагреваемых и вакуумируемых камер, в которых первая пластина и вторая пластина наслаиваются друг на друга на протяжении, например, примерно 60 минут при пониженном давлении от 0,01 мбар до 800 мбар (1 Па-80 кПа) и температурах от 80°С до 170°С.
Дополнительный аспект изобретения включает применение соответствующего изобретению многослойного стекла с расширенным емкостным коммутационным участком в строениях, в частности, во входной зоне, в остеклении окон, в остеклении крыши или фасадном остеклении, в качестве встроенной детали в мебели или приборах, в средствах передвижения для перемещения по земле, по воздуху или по воде, в частности, в поездах, на судах и в автомобилях, например, в качестве ветрового стекла, заднего стекла, бокового стекла и/или стекла крыши.
Кроме того, изобретение включает применение расширенного емкостного коммутационного участка для электрического управления действием внутри или снаружи многослойного стекла, предпочтительно управления функцией нагревания, освещения, в частности, размещенных в многослойном стекле осветительных устройств, таких как LED, изменения оптической прозрачности функционального промежуточного слоя, в частности, слоя в виде устройства со взвешенными частицами (SPD), или электрохромного промежуточного слоя.
В частности, изобретение включает применение расширенного емкостного коммутационного участка для электрического управления действием электрооптического функционального элемента, что обеспечивает возможность особенно удобного управления.
Далее изобретение разъясняется более подробно с помощью чертежа и примеров осуществления. Чертеж представляет собой схематическое изображение и выполнен не в масштабе. Чертеж никоим образом не ограничивает изобретение.
Как показано:
Фигура 1А представляет вид сверху соответствующей изобретению конструкции оконного стекла в одном варианте исполнения с соответствующим изобретению многослойным стеклом,
Фигура 1В представляет вид в разрезе вдоль линии A-A' сечения из Фигуры 1А,
Фигура 1С представляет увеличенное изображение соответствующей изобретению несущей пленки из Фигуры 1А,
Фигура 2 представляет вид сверху соответствующей изобретению конструкции оконного стекла в альтернативном варианте исполнения с соответствующим изобретению многослойным стеклом,
Фигура 3А представляет вид сверху соответствующей изобретению конструкции оконного стекла в дополнительном альтернативном варианте исполнения с соответствующим изобретению многослойным стеклом,
Фигура 3В представляет увеличенное изображение фрагмента Z из Фигуры 3А,
Фигура 3С представляет вид в разрезе вдоль линии В-В' сечения из Фигуры 3В, и
Фигура 4 представляет подробную технологическую блок-схему соответствующего изобретению способа в одном варианте исполнения.
Фигура 1А показывает вид сверху соответствующей изобретению конструкции 101 оконного стекла в одном примерном варианте исполнения с соответствующим изобретению многослойным стеклом 100, на примере остекления здания. Многослойное стекло 100 может составлять часть изолирующего стеклопакета, и, например, служить в качестве наружного стекла в окне здания. В альтернативном варианте, многослойное стекло 100 может быть размещено во внутреннем пространстве и, например, представлять собой остекление помещения для переговоров.
В Фигуре 1В представлен вид в разрезе вдоль линии А-А' сечения из Фигуры 1А. Многослойное стекло 100 включает, например, первую пластину 1 и вторую пластину 2, которые соединены друг с другом первым промежуточным слоем 3.1 и вторым промежуточным слоем 3.2.
Размеры многослойного стекла 100 составляют, например, 1,4 м×1,5 м. Первая пластина 1 предусматривается, например, обращенной в смонтированном состоянии к внутреннему пространству. То есть, поверхность IV наружной стороны первой пластины 1 доступна из внутреннего пространства, в то время как поверхность I наружной стороны второй пластины 2 обращена наружу относительно внутреннего пространства. Первая пластина 1 и вторая пластина 2 состоят, например, из кальциево-натриевого стекла. Толщина первой пластины 1 составляет, например, 3 мм, и толщина второй пластины 2 составляет, например, 4 мм. Подразумевается, что первая пластина 1 и вторая пластина 2 могут иметь любые толщины, и, например, также могут быть выполнены с одинаковой толщиной. Промежуточные слои 3.1, 3.2 представляют собой термопластичные промежуточные слои, и состоят, например, из этиленвинилацетата (EVA). Они в каждом случае имеют толщину 0,7 мм. В срединном, левом, верхнем участке многослойного стекла 100 между первым промежуточным слоем 3.1 и вторым промежуточным слоем 3.2 размещается несущая пленка 30 с сенсорным электродом 8.
Между первым промежуточным слоем 3.1 и вторым промежуточным слоем 3.2 размещен плоский электрооптический функциональный элемент 4. Функциональный элемент 4 является протяженным, например, полностью по всей площади многослойного стекла 100, за вычетом узкой краевой области, которая служит в качестве электрической изоляции функционального элемента 4 и защиты компонентов функционального элемента 4, например, от влаги и окисления. Краевая область герметизирована наклеиванием первого промежуточного слоя 3.1 и второго промежуточного слоя 3.2.
Электрооптический функциональный элемент 4 включает первый плоский электрод 5, электрооптический слой 6 и второй плоский электрод 7, которые по всей площади размещены друг поверх друга, то есть, которые своими поверхностями наслоены друг на друга. При этом первый плоский электрод 5 размещен непосредственно смежным с первым промежуточным слоем 3.1, и тем самым обращен к первой пластине 1. Второй плоский электрод 7 при этом размещен непосредственно смежным со вторым промежуточным слоем 3.2, и тем самым обращен к первой пластине 1. Электрооптический слой 6 представляет собой, например, систему SPD-слоев (устройства со взвешенными частицами), так, что через него создается электрический контакт плоского электрода 5 со вторым плоским электродом 7. Для этого плоские электроды 5, 7 имеют поверхностное сопротивление от 150 Ом/квадрат до 400 Ом/квадрат, и, например, 250 Ом/квадрат.
Прозрачность электрооптического слоя 6 может регулироваться сигналом напряжения, который подается на плоские электроды 5, 7. Для этого плоские электроды 5, 7 электрически соединены с управляющим электронным устройством 21, например, через два фольговых проводника из медной фольги с толщиной в каждом случае 50 мкм.
Фигура 1С показывает увеличенный вид в разрезе соответствующей изобретению несущей пленки 30 Фигуры 1В. Несущая пленка 30 в этом примере представляет собой прозрачную пленку из полиэтилентерефталата (PET) с толщиной, например, 0,05 мм. На несущей пленке 30 размещен прозрачный электропроводящий слой 31. Электропроводящий слой 31 представляет собой слоистую систему, которая, например, содержит три электропроводящих серебряных слоя, которые отделены друг от друга диэлектрическими слоями.
Электропроводящий слой 31 является протяженным, например, по всей стороне несущей пленки 30. В представленном примере исполнения электропроводящий слой 31 размещен на той стороне несущей пленки 5, которая обращена к первой пластине 1. Несущая пленка 5 смещена на расстояние около 8 мм от кромки пластины внутрь пластины. Эта область герметично перекрыта наклеиванием обоих промежуточных слоев 2, 3 во время ламинирования, так что электропроводящий слой 6 защищен от влаги из окружающей многослойное стекло 100 среды и тем самым от коррозии и повреждения. В альтернативном варианте, было бы возможным оставить несущую пленку 5 в краевой области без покрытия, или удалить там электропроводящий слой 6.
Электропроводящий слой 31 подразделен не содержащими покрытие разделительными линиями 32 на различные, электрически изолированные друг от друга области: первый участок 8.1 и второй участок, который далее называется окружающей областью 8.2.
Разделительная линия 32 имеет ширину t1 только, например, 100 мкм, и проделывается в электропроводящем слое, например, лазерным структурированием. Разделительные линии 32 с такой незначительной шириной почти неразличимы, и лишь незначительно мешают обзорности через многослойное стекло 100, что является особенно эстетичным.
Первый участок 8.1 и окружающая область 8.2 совместно образуют емкостный сенсорный электрод 8, причем измерение емкости проводится дифференцированно между первым участком 8.1 и окружающей областью 8.2. Первый участок 8.1 выполнен по существу круглым, и окружающая область 8.2 окружает участок 8.1 почти полностью. Круглый первый участок 8.1 имеет, например, диаметр 40 мм. Первый участок 8.1 и окружающая область 8.2 пролегают над электропроводящим слоем 31 на несущей пленке 30 в краевую область многослойного стекла 100, и там через внешнюю токоподводящую проводку соединяются с емкостным сенсорным электронным устройством 20.
При этом надежное электропроводное соединение между внешней токоподводящей проводкой и сенсорным электродом 8 достигается, например, посредством электропроводящего клея. Внешняя токоподводящая проводка состоит, например, из медной фольги толщиной 50 мкм и изолирована снаружи области непосредственного присоединения полимидным слоем. Благодаря этому фольговый проводник без электрического короткого замыкания выводится по окружающей области 8.2 наружу через нижний край многослойного стекла 100. Подразумевается, что электрически проводящее соединение соединительного участка также может быть выведено наружу посредством изолированных проволок или через участок, на котором прерван электропроводящий слой окружающей области.
Участок 8.1. и окружающая область 8.2 соединены с емкостным сенсорным электронным устройством 20. Сенсорное электронное устройство 20 точно измеряет подходящие для этого изменения емкости сенсорного электрода 8, то есть, первого участка 8.1 относительно окружающей области 8.2, и в зависимости от порогового значения выдает сигнал на переключение. Сенсорное электронное устройство 20 соединено, например, с управляющим электронным устройством 21 электрооптического функционального элемента 4. Тогда согласно сигналу на переключение может регулироваться, например, прозрачность электрооптического функционального элемента 4 и тем самым многослойного стекла 100.
Сенсорный электрод 8 и, в частности, первый участок 8.1, в этом примере размещен полностью перекрывающимся с электрооптическим функциональным элементом 4. То есть, сенсорный электрод 8 размещается в области ортогональной проекции относительно электрооптического функционального элемента 4.
Вследствие незначительного расстояния между электропроводящим слоем 21 сенсорного электрода 8 и первым плоским электродом 5 сенсорный электрод 8 и первый плоский электрод 5 емкостно связаны друг с другом. Вследствие незначительной дистанции, которая состоит только из толщины слоя несущей пленки 30 и толщины слоя первого промежуточного слоя 3.1, емкостная связь имеет такую величину, что при прикосновении к поверхности IV наружной стороны первой пластины 1 может быть измерено изменение емкости сенсорным электродом 8 и сенсорным электронным устройством 20. Это также выполняется, когда прикосновение происходит не непосредственно к поверхности IV наружной стороны первой пластины 1 через сенсорный электрод 8, а во всей области над первым плоским электродом 5. Это было неожиданным и удивительным для специалиста.
В представленном примере исполнения конструкция и настройка сенсорного электронного устройства 20 согласованы таким образом, что при прикосновении к поверхности IV наружной стороны первой пластины 1 над первым плоским электродом 5, и тем самым над поверхностью электрооптического функционального элемента 4, выдается сигнал на переключение.
Сенсорное электронное устройство 20 при этом может быть настроено таким образом, что при прикосновении к поверхности I наружной стороны второй пластины 2 над электрооптическим функциональным элементом 4 сигнал на переключение не выдается. Электрооптический слой 6 и второй плоский электрод 7 экранируют первый плоский электрод 5 и тем самым повышают асимметрию чувствительности.
Фигура 2 показывает вид сверху примерного варианта исполнения альтернативной соответствующей изобретению конструкции 101 оконного стекла с соответствующим изобретению многослойным стеклом 100 на примере остекления транспортного средства и, в частности, ветрового стекла легкового автомобиля. Конструкция 101 оконного стекла и многослойного стекла 100 в Фигуре 2 в значительной мере соответствуют конструкции 101 оконного стекла и многослойного стекла 100 в Фигурах 1А-С, так что здесь будет указано только на различия.
Размеры многослойного стекла 100 составляют, например, 0,9 м×1,5 м. Первая пластина 1 в смонтированном состоянии предусматривается, например, обращенной к внутреннему пространству транспортного средства. То есть, поверхность IV наружной стороны первой пластины 1 доступна из внутреннего пространства, в то время как поверхность I наружной стороны второй пластины 2 обращена наружу относительно внутреннего пространства транспортного средства. Первая пластина 1 и вторая пластина 2 состоят, например, из кальциево-натриевого стекла. Толщина первой пластины 1 составляет, например, 1,6 мм, и толщина второй пластины 2 составляет, например, 2,1 мм. Подразумевается, что первая пластина 1 и вторая пластина 2 могут иметь любые толщины, и, например, также могут быть выполнены с одинаковой толщиной.
В представленном примере в верхней области многослойного стекла 100 размещается плоский электрооптический функциональный элемент 4. Функциональный элемент 4 пролегает, например, полностью по всей ширине многослойного стекла 100, кроме узкой краевой области. Функциональный элемент 4 пролегает только полосой с шириной, например, 20 см, в верхней области многослойного стекла 100, и служит там в качестве солнцезащитного козырька. Электрооптический функциональный элемент 4 представляет собой, например, функциональный SPD-элемент, как описано в Фигуре 1А-С, и содержит первый плоский электрод 5, электрооптический слой 6, например, из системы SPD-слоев (устройства со взвешенными частицами), и второй плоский электрод 7.
Электрооптический функциональный элемент 4 размещается, как показано в Фигуре 1В, между первым промежуточным слоем 3.1 и вторым промежуточным слоем 3.2. В отличие от промежуточных слоев 3.1, 3.2 из Фигуры 1В, промежуточные слои 3.1, 3.2 в этом примере состоят из поливинилбутираля (PVB) и в каждом случае имеют толщину 0,38 мм.
В верхней левой области многослойного стекла 100 размещен сенсорный электрод 8. Сенсорный электрод 8 соответствует, например, сенсорному электроду 8, как представлено в Фигурах 1А-1С. Здесь также первый участок 8.1 и окружающая область 8.2 сформированы подразделенным разделительными линиями 32 прозрачным электропроводящим слоем 31, который размещен на несущей пленке 32. В этом примере также емкостное сенсорное электронное устройство 20 соединено с управляющим электронным устройством 21 электрооптического функционального элемента 4. Точно так же сенсорный электрод 8 емкостно связан с первым плоским электродом 5 так, что емкостный коммутационный участок 10, в котором может выдаваться сигнал на переключение при прикосновении или приближении к поверхности IV наружной стороны первой пластины 1, расширяется на область над первым плоским электродом 5. То есть, для инициирования сигнала на переключение не нужно прикасаться непосредственно к области над сенсорным электродом 8, а достаточно прикоснуться к области над первым плоским электродом 5. Это обеспечивает возможность особенно удобного управления функцией затенения противосолнечной защиты, так как не требуется прикасаться к определенному месту, как переключатель или маленькая площадка для переключения, а достаточно прикоснуться к любой области многослойного стекла 100 над солнцезащитным козырьком, чтобы вызвать изменение прозрачности. Можно избежать специальной маркировки коммутационного участка на многослойном стекле, что технически является простым, экономичным и эстетически более привлекательным.
Фигура 3А показывает вид сверху соответствующей изобретению конструкции 101 оконного стекла с соответствующим изобретению многослойным стеклом 100 в дополнительном альтернативном примерном варианте исполнения. Конструкция 101 оконного стекла и многослойное стекло 100 в значительной мере соответствуют конструкции 101 оконного стекла и многослойного стекла 100 из Фигуры 2, так что здесь подробно рассматриваются только различия.
В отличие от Фигуры 1А-С и Фигуры 2, здесь сенсорный электрод 8 выполнен из металлической проволоки 40 и, например, из медной проволоки с толщиной, например, 200 мкм. Металлическая проволока 40 изолирована слоем синтетического материала (изоляция 40). Как показывает Фигура 3С, металлическая проволока 40 размещается непосредственно по соседству с первым плоским электродом 5, так как благодаря изоляции 41 предотвращается гальваническое соединение, и обеспечивается емкостная связь.
Фигура 3В показывает увеличенный вид области Z из Фигуры 3А. Металлическая проволока размещается, например, спиралеобразно, что увеличивает эффективную площадь емкостной связи сенсорного электрода 8. Здесь представлена необязательная заземляющая проволока 42, которая обеспечивает возможность дифференцированного измерения емкости. Следует особенно подчеркнуть, что металлическая проволока 40 проявляет соответствующий изобретению эффект без заземляющей проволоки 42, а именно, расширение емкостного коммутационного участка сенсорного электрода 8 на всю область над первым плоским электродом 5, и тем самым на всю область электрооптического функционального элемента 4.
В дополнительном, здесь не представленном примере многослойное стекло выполнено как остекление крыши в автомобиле. При этом электрооптический функциональный элемент является протяженным по всему стеклу крыши, кроме краевой области, которая служит для электрической изоляции и защите от коррозии. Соответствующим изобретению расширением емкостного коммутационного участка каждый пассажир автомобиля прикосновением к поверхности IV наружной стороны первой пластины 1 (то есть, к обращенной к внутреннему пространству пластине) может вызывать акт переключения и, например, регулировать прозрачность электрооптического функционального элемента. Технически это является очень простым и очень удобным для всех пассажиров автомобиля. Если электрооптический функциональный элемент в качестве электрооптического функционального элемента содержит OLED-слой, то при подходящем подключении каждый пассажир автомобиля может достигать освещения внутреннего пространства.
Фигура 4 показывает технологическую блок-схему одного примера исполнения соответствующего изобретению способа изготовления многослойного стекла 100 с расширенным емкостным коммутационным участком 10, включающего следующие технологические стадии S1-S4.
S1: нанесение электропроводящего слоя 31 на поверхность несущей пленки 30;
S2: нанесение по меньшей мере одной разделительной линии 32, которая электрически разделяет слой 31 по меньшей мере на один первый участок 8.1 сенсорного электрода 8 и по меньшей мере одну окружающую область 8.2, предпочтительно лазерным формированием или механическим или химическим удалением материала;
S3: формирование пакета слоев из первой пластины 1, первого промежуточного слоя 3.1, второго промежуточного слоя 3.2 и второй пластины 2, причем несущая пленка 30 размещается, по меньшей мере отдельными участками, между первой пластиной 1 и первым промежуточным слоем 3.1, и электрооптический функциональный элемент 4, включающий по меньшей мере первый плоский электрод 5, размещается между первым промежуточным слоем 3.1 и вторым промежуточным слоем 3.2, причем сенсорный электрод 8, по меньшей мере отдельными участками, размещается в области ортогональной проекции первого плоского электрода 5; и
S4: ламинирование пакета слоев с образованием многослойного стекла 100.
Список ссылочных позиций
1 первая пластина
2 вторая пластина
3 промежуточный слой
3.1 первый промежуточный слой
3.2 второй промежуточный слой
4 электрооптический функциональный элемент
5 первый плоский электрод
6 электрооптический слой
7 второй плоский электрод
8 сенсорный электрод
8.1 первый участок сенсорного электрода 8
8.2 окружающая область
10 расширенный емкостный коммутационный участок
20 емкостное сенсорное электронное устройство
21 управляющее электронное устройство для электрооптического функционального элемента 4
30 несущая пленка
31 электропроводящий слой
32 разделительная линия
40 металлическая проволока
41 изоляция металлической проволоки 40
42 заземляющая проволока
100 многослойное стекло
101 конструкция оконного стекла
A-A' линия сечения
B-B' линия сечения
S1, S2, S3, S4 технологические стадии
I поверхность наружной стороны второй пластины 2
II поверхность внутренней стороны второй пластины 2
IV поверхность внутренней стороны первой пластины 1
IV поверхность наружной стороны первой пластины 1
Настоящее изобретение относится к конструкции (101) оконного стекла. Технический результат – обеспечен расширенный емкостной коммутационный участок при одновременном упрощении технологии изготовления. Конструкция включает первую пластину (1) и вторую пластину (2), соединенные промежуточным слоем (3), электрооптический функциональный элемент (4), включающий первый плоский электрод (5), электрооптический функциональный слой (6) и второй плоский электрод (7), и первый плоский электрод (5) обращен к первой пластине (1), и второй плоский электрод (7) обращен ко второй пластине (2), сенсорный электрод (8), размещенный между электродом (5) и пластиной (1), и емкостно связанный с первым электродом (5), емкостное сенсорное электронное устройство (20), электрически соединенное с сенсорным электродом (8), причем чувствительность сенсорного электронного устройства (20) выбирается так, что при прикосновении к поверхности (IV) наружной стороны первой пластины (1) над первым плоским электродом (5), или при приближении к поверхности (IV) наружной стороны первой пластины (1) над первым плоским электродом (5) части человеческого тела, такой как палец или рука, подается сигнал на переключение. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.
1. Конструкция (101) оконного стекла, включающая:
- первую пластину (1) и вторую пластину (2), которые соединены друг с другом по меньшей мере одним промежуточным слоем (3),
- электрооптический функциональный элемент (4), включающий первый плоский электрод (5), электрооптический функциональный слой (6) и второй плоский электрод (7), причем функциональный элемент (4) размещен между первой пластиной (1) и второй пластиной (2), и первый плоский электрод (5) обращен к первой пластине (1), и второй плоский электрод (7) обращен ко второй пластине (2),
- сенсорный электрод (8), который размещен между первым плоским электродом (5) и первой пластиной (1), и сенсорный электрод (8) емкостно связан с первым плоским электродом (5),
- емкостное сенсорное электронное устройство (20), которое электрически соединено с сенсорным электродом (8),
причем чувствительность сенсорного электронного устройства (20) выбирается так, что при прикосновении к поверхности (IV) наружной стороны первой пластины (1) над первым плоским электродом (5), или при приближении к поверхности (IV) наружной стороны первой пластины (1) над первым плоским электродом (5) части человеческого тела, такой как палец или рука, подается сигнал на переключение.
2. Конструкция (101) оконного стекла по п. 1, причем электрооптический функциональный элемент (4) представляет собой плоский функциональный элемент, оптические свойства которого, и, в частности, его прозрачность, характеристики рассеяния или светимость, могут управляться сигналом электрического напряжения, предпочтительно электрооптический функциональный слой (6) представляет собой SPD-пленку (SPD=устройство со взвешенными частицами), или содержащую жидкие кристаллы пленку, такую как PDLC-пленка (PDLC=жидкий кристалл с диспергированным полимером), электрохромную слоистую систему или систему OLED-слоев (OLED, органический светоизлучающий диод), дисплейную пленку, предпочтительно OLED-дисплейную пленку, в особенности предпочтительно прозрачную OLED-дисплейную пленку.
3. Конструкция (101) оконного стекла по п. 1 или 2, причем сенсорный электрод (8) содержит
- напечатанную и подвергнутую обжигу электропроводящую пасту, предпочтительно содержащую серебро пасту для трафаретной печати, и/или
- электропроводящую пленку, предпочтительно металлическую фольгу, и, в частности, медную, серебряную, золотую или алюминиевую фольгу, и/или
- электропроводящую проволоку, предпочтительно металлическую проволоку (40), предпочтительно вольфрамовую, медную, серебряную, золотую или алюминиевую проволоку, и в особенности предпочтительно металлическую проволоку (40) с электрической изоляцией (41), и/или
- электропроводящий слой (31), который предпочтительно размещен непосредственно на поверхности (III) внутренней стороны первой пластины (1) или на несущей пленке (30),
или состоит из них.
4. Конструкция (101) оконного стекла по п. 3, причем сенсорный электрод (8) состоит из электропроводящего слоя (30), и электропроводящий первый участок (8.1) не содержащей покрытие разделительной областью, в частности, не содержащей покрытие разделительной линией (31), электрически изолирован от электропроводящей окружающей области (8.2), и первый участок (8.1), а также окружающая область (8.2) электрически соединены с сенсорным электронным устройством (20).
5. Конструкция (101) оконного стекла по п. 4, причем ширина t1 разделительной линии (32) составляет от 30 мкм до 200 мкм, и предпочтительно от 70 мкм до 140 мкм.
6. Конструкция (101) оконного стекла по одному из пп. 1-5, причем площадь ортогональной проекции коммутационного участка (8) и, в частности, первого участка (8.1) сенсорного электрода (8), на первый плоский электрод (5) составляет от 1 см2 до 200 см2, в особенности предпочтительно от 1 см2 до 9 см2.
7. Конструкция (101) оконного стекла по одному из пп. 1-6, причем сенсорный электрод (8) и, в частности, первый участок (8.1) сенсорного электрода (8), имеет прямоугольную, квадратную, трапециевидную, треугольную, круглую, эллиптическую или каплевидную форму, или скругленные углы.
8. Конструкция (101) оконного стекла по одному из пп. 3-7, причем несущая пленка (30) является прозрачной, и предпочтительно содержит полиэтилентерефталат (PET) или полиимид, или состоит из них.
9. Конструкция (101) оконного стекла по одному из пп. 1-8, причем первая пластина (1) и/или вторая пластина (2) содержит стекло, предпочтительно флоат-стекло, в особенности предпочтительно кальциево-натриевое стекло, боросиликатное стекло или кварцевое стекло, или полимер, предпочтительно полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, полиметилметакрилат, и/или их смеси, или состоит из них.
10. Конструкция (101) оконного стекла по одному из пп. 1-9, причем электропроводящий слой (31) и/или первый плоский электрод (5)
- является прозрачным, и/или
- имеет поверхностное сопротивление от 0,4 Ом/квадрат до 400 Ом/квадрат, и/или
- содержит серебро (Ag), оксид индия-олова (ITO), фторированный оксид олова (SnO2:F), или легированный алюминием оксид цинка (ZnO:Al),
или состоит из них.
11. Конструкция (101) оконного стекла по одному из пп. 1-10, причем сенсорный электрод (8) размещен в области ортогональной проекции первого плоского электрода (5).
12. Конструкция (101) оконного стекла по одному из пп. 1-11, причем чувствительность сенсорного электронного устройства (20) выбирается так, что сигнал на переключение не выдается даже при прикосновении или приближении, и предпочтительно при прикосновении к поверхности (I) наружной стороны второй пластины (2) над первым плоским электродом (5), или выдается другой сигнал на переключение.
13. Способ изготовления конструкции (101) оконного стекла по одному из пп. 1-12, по меньшей мере включающий:
(а) нанесение электропроводящего слоя (31) на поверхность несущей пленки (30),
(b) нанесение по меньшей мере одной разделительной линии (32), которая электрически разделяет электропроводящий слой (31) по меньшей мере на один первый участок (8.1) сенсорного электрода (8) и по меньшей мере одну окружающую область (8.2), предпочтительно лазерным формированием, или механическим, или химическим удалением материала,
(с) формирование пакета слоев, содержащего первую пластину (1), первый промежуточный слой (3.1), второй промежуточный слой (3.2) и вторую пластину (2), причем
- несущая пленка (30) размещается, по меньшей мере отдельными участками, между первой пластиной (1) и первым промежуточным слоем (3.1),
- электрооптический функциональный элемент (4), по меньшей мере включающий первый плоский электрод (5), размещается между первым промежуточным слоем (3.1) и вторым промежуточным слоем (3.2), и
- сенсорный электрод (8), по меньшей мере отдельными участками, размещается в области ортогональной проекции первого плоского электрода (5), и
(d) ламинирование пакета слоев.
14. Применение конструкции (101) оконного стекла по одному из пп. 1-12 в средствах передвижения для перемещения по земле, по воздуху или по воде, в частности, в автомобилях, например, в качестве ветрового стекла, заднего стекла, бокового стекла и/или стекла крыши, а также в качестве функционального отдельного изделия, и в качестве встроенной детали в мебели, приборах и строениях, в частности, в качестве электрического нагревательного элемента, или в качестве остекления зданий в строительной отрасли или архитектурной отрасли в интерьере или для наружной отделки.
| Токарный резец | 1924 |
|
SU2016A1 |
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛАМИНИРОВАННЫХ БЕСКОНТАКТНЫХ ЧИПОВЫХ КАРТ | 2000 |
|
RU2158204C1 |
| Устройство для добычи водорослей | 1978 |
|
SU847965A2 |
| US 6654070 B1, 25.11.2003 | |||
| DE 202006006192 U1, 31.08.2006 | |||
| Индукционное устройство | 1988 |
|
SU1515211A1 |
