МНОГОСЛОЙНАЯ СТЕКЛЯННАЯ ПАНЕЛЬ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ
MULTILAYER GLASS PANEL AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF

Изобретение относится к многослойной стеклянной панели и способу ее получения.
Уровень техники
В области транспортной техники широко используется стекло. При этом констатируется все большее желание вводить в оконные стекла различные функции.
Так, например, все чаще стремятся ввести в стеклянную панель электрические элементы, в частности, датчики, например, датчики дождя, датчики освещения, датчики расстояния и т.д., а также элементы управления, как, например, сенсорный/бесконтактный переключатель или же элементы отображения.
Например, из международной патентной заявки WO 2015/162107 A1 известна стеклянная панель с подсвечиваемой кнопкой управления и функцией обогрева.
Кроме того, из WO 2013/053611 A1 известна стеклянная панель с электрохромным покрытием и датчиком.
Далее, из документа DE10/2004 054465 A1 известен оптический датчик влажности для определения влажности на наружной и/или внутренней стороне стеклянной панели. Чтобы можно было расположить оптический датчик влажности также в зоне ветрового стекла, очищаемой стеклоочистителем, предусмотрен прозрачный передатчик или приемник.
Однако с увеличением числа таких датчиков их размещение становится все более трудным. Это обусловлено в том числе и тем, что датчики приводят к нарушению оптических свойств стеклянной панели.
Кроме того, установлено, что датчики, находящиеся рядом, могут влиять друг на друга. Исходя из этого, желательно располагать их на достаточно большом расстоянии.
Тем не менее, все еще существует потребность в размещении датчиков без существовавших до сих пор ограничений.
Сущность изобретение
Указанная задача решена посредством многослойной стеклянной панели, содержащей первый слой стекла и второй слой стекла, причем между первым слоем стекла и вторым слоем стекла находится по меньшей мере одна первая электропроводящая структура и по меньшей мере одна вторая электропроводящая структура, причем первая электропроводящая структура и вторая электропроводящая структура расположены на некотором расстоянии друг от друга, причем первая электропроводящая структура по меньшей мере частично перекрывает вторую электропроводящую структуру в перпендикулярной ориентации относительно первого слоя стекла, причем для первой электропроводящей структуры предназначен первый электрический элемент, и причем первый электрический элемент представляет собой емкостной датчик.
Многослойная стеклянная панель согласно изобретению позволяет избавиться от существовавших до сих пор ограничений.
В одном варианте осуществления изобретения второй электропроводящий слой предназначен для второго электрического элемента, в частности, оптоэлектронного компонента, датчика или микросхемы для беспроводной связи ближнего радиуса действия или для антенны.
Таким образом, с различными элементами можно обеспечить множество различных функций.
В следующем варианте осуществления изобретения многослойная стеклянная панель в месте первой электропроводящей структуры содержит, по меньшей мере частично, черную печать.
Таким образом, по меньшей мере часть электропроводящей структуры может быть визуально скрыта.
Согласно следующему варианту осуществления изобретения, многослойная стеклянная панель дополнительно содержит между первым слоем стекла и вторым слоем стекла по меньшей мере одну соединительную пленку, причем соединительная пленка содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, содержащей полибутилентерефталат (PBT), поликарбонат (PC), полиэтилентерефталат (PET) и полиэтиленнафталат (PEN), поливинилхлорид (ПВХ), поливинилфторид (PVF), поливинилбутираль (PVB), этиленвинилацетат (EVA), полиакрилат (PA), полиметилметакрилат (PMMA), полиуретан (PUR) и/или их смеси и сополимеры.
Таким образом, изобретение позволяет универсальную адаптацию к различным оптическим и механическим условиям.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения, многослойная стеклянная панель дополнительно содержит электрическое подсоединение к первому электропроводящему слою и/или второму электропроводящему слою, причем подсоединение обеспечивается через один из слоев стекла или расположено на краю слоев стекла.
Таким образом, изобретение позволяет свободную схему расположения датчиков и их соединений, что обеспечивает возможность конструирования с большим числом степеней свободы.
В еще одном варианте осуществления изобретения первая электропроводящая структура и вторая электропроводящая структура находятся на по меньшей мере одном вводе.
Таким образом, электропроводящие структуры можно недорого изготовить заранее и ввести в производственный процесс. При расположении на по меньшей мере одном вводе можно использовать вводы, структурированные как с одной, так и с двух сторон.
Согласно следующему варианту осуществления изобретения, первая электропроводящая структура и вторая электропроводящая структура расположены на по меньшей мере одном вводе, причем указанный, по меньшей мере один, ввод (15, 25) содержит полиэтилентерефталат.
Таким образом, изготовление может производиться в рамках типичных комбинаций материалов.
В следующем варианте осуществления изобретения первая электропроводящая структура и вторая электропроводящая структура расположены на одном вводе, причем ввод содержит согнутую пленку.
Односторонне структурированные вводы можно изготавливать особенно недорого, при этом ввод содержит обе структуры на одной стороне. Перед введением ввод сгибают, чтобы электрические структуры располагались снаружи.
В еще одном варианте осуществления изобретения первая электропроводящая структура находится на первом слое стекла, а вторая электропроводящая структура на втором слое стекла.
Изготовление будет недорогим и в этом случае, так как теперь оба слоя стекла можно получать по отдельности с соответствующей структурой на одной стороне.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения, многослойную стеклянную панель по изобретению можно использовать в транспортных средствах, или в зданиях, или в качестве информационного табло.
Таким образом, область применения является очень широкой, так что производство многослойных стеклянных панелей согласно изобретению может быть экономически выгодным.
В следующем варианте осуществления изобретения предлагается способ получения многослойной стеклянной панели. Способ включает этап получения первого слоя стекла и второго слоя стекла, этап получения первой пленки для ввода с первой электрической структурой и второй пленки для ввода со второй электрической структурой. Кроме того, способ включает этап размещения первой пленки для ввода относительно первого слоя стекла таким образом, чтобы первая электрическая структура находилась ближе к первому слою стекла. Далее, способ включает этап размещения второй пленки для ввода относительно первого слоя стекла таким образом, чтобы вторая электрическая структура находилась ближе ко второму слою стекла. Кроме того, способ включает этап соединения размещенных слоев под действием тепла.
В следующем варианте осуществления изобретения предлагается другой способ получения многослойной стеклянной панели. Этот способ включает этап получения первого слоя стекла и второго слоя стекла, и этап получения пленки для ввода с первой электрической структурой и второй электрической структурой. Способ включает этап сгибания пленки для ввода таким образом, чтобы первая электрическая структура и вторая электрическая структура по меньшей мере частично перекрывались. На следующем этапе пленку для ввода размещают относительно первого слоя стекла таким образом, чтобы первая электрическая структура находилась ближе к первому слою стекла, а вторая электрическая структура находилась ближе ко второму слою стекла. Кроме того, способ включает этап соединения размещенных слоев под действием тепла.
В следующем варианте осуществления изобретения предлагается еще один способ получения многослойной стеклянной панели. Этот способ включает этап получения первого слоя стекла и второго слоя стекла, и этап структурирования для создания первой электрической структуры на первом слое стекла и второй электрической структуры на втором слое стекла. Способ включает размещение первого слоя стекла таким образом, чтобы первая электрическая структура находилась ближе к первому слою стекла, а вторая электрическая структура находилась ближе ко второму слою стекла. Кроме того, способ включает этап соединения размещенных слоев под действием тепла.
В одном варианте осуществления способа согласно изобретению дополнительно предусматривается этап размещения по меньшей мере одной соединительной пленки между первым слоем стекла и вторым слоем стекла перед соединением размещенных слоев под действием тепла.
С помощью описанного выше способа можно обеспечить особенно недорогое и простое производство, не ограничивая в то же время творческую свободу при размещении электрических компонентов.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны на примере с обращением к прилагаемым чертежам, на которых показано:
фиг. 1
схематический вид в разрезе многослойной стеклянной панели согласно изобретению, полученной способом согласно изобретению,
фиг. 2
схематический вид в разрезе многослойной стеклянной панели согласно изобретению, полученной другим способом согласно изобретению,
фиг. 3
схематический вид в разрезе одной детали изобретения,
фиг. 4
схематический вид в разрезе другой детали изобретения, и
фиг. 5
блок–схема с этапами способа согласно изобретению.
Подробное описание изобретения в сочетании с чертежами
Далее изобретение будет проиллюстрировано более подробно с обращением к фигурам. При этом следует отметить, что различные описываемые аспекты могут применяться по отдельности или в комбинации. Таким образом, каждый аспект может применяться с разными вариантами осуществления изобретения, если только он явно не представлен как чисто альтернативный.
Кроме того, в дальнейшем для простоты обычно упоминается только один объект. Однако, если явно не указано иное, изобретение может подразумевать также наличие нескольких обсуждаемых объектов. Таким образом, использование единственного числа следует понимать лишь как указание на то, что в простом варианте осуществления используется по меньшей мере один объект.
В описываемых ниже способах отдельные этапы могут быть воплощены как один этап, и, например, выполняться параллельно друг другу. Кроме того, порядок этапов способа может меняться, так что представленная последовательность этапов не должна считаться обязательной, если только конкретный порядок не описан явно как необходимый.
Кроме того, способы могут также применяться в сочетании.
На фигуре 1 и 2 показана многослойная стеклянная панель 1 согласно изобретению в соответствии с альтернативными или комбинируемыми вариантами осуществления. Многослойная стеклянная панель 1 содержит первый слой стекла 10 и второй слой стекла 20.
Между первым слоем стекла 10 и вторым слоем стекла 20 находится по меньшей мере одна первая электропроводящая структура 11 и по меньшей мере одна вторая электропроводящая структура 21.
При этом первая электропроводящая структура 11 и вторая электропроводящая структура 21 находятся на некотором расстоянии друг от друга, причем первая электропроводящая структура 11 по меньшей мере частично перекрывает второй электропроводящий слой в нормальном/перпендикулярном направлении относительно первого слоя стекла 10.
Так, на фигуре 1 первая электропроводящая структура 11 находится либо на первом слое стекла 10, либо на одной стороне соединительной пленки 40, тогда как вторая электропроводящая структура 21 находится либо на втором слое стекла 20, либо на другой стороне соединительной пленки 40. Естественно, можно также предусмотреть две соединительные пленки с соответствующей односторонней структурой, как это будет позднее объясняться в связи с фигурой 3 на примере ввода 15. Таким образом, эти две структуры отделены друг от друга по меньшей мере соединительной пленкой 40.
Напротив, на фигуре 2 первая электропроводящая структура 11 и вторая электропроводящая структура 21 отделены друг от друга вводом 15.
При этом первый электропроводящий слой 11 предназначен для первого электрического элемента.
Первый электрический элемент представляет собой, например, емкостной датчик, как, например, датчик дождя или датчик касания.
При этом изобретение использует тот факт, что электрическое взаимодействие происходит в основном в краевых зонах соответствующих электрических структур, тогда как при по меньшей мере частичном перекрывании структурированных областей сильнее проявляются эффекты экранирования. Таким образом, можно разместить с перекрыванием различные структуры, причем перекрывание приводит к желательному расцеплению. Это может использоваться, например, для улучшения поведения в режиме переключения или для повышения чувствительности. Кроме того, размещение с перекрыванием позволяет уменьшить оптически дефектные площади при одновременном суммарном увеличении площадей, которые можно использовать для обзора, а также для электрических структур.
Многослойная стеклянная панель согласно изобретению позволяет избавиться от существовавших до сих пор ограничений.
В одном варианте осуществления изобретения второй электропроводящий слой 21 предназначен для второго электрического элемента, в частности, оптоэлектронного компонента, например, светодиода, датчика или микросхемы для беспроводной связи ближнего радиуса действия или же для антенны.
Таким образом, с различными электрическими элементами можно обеспечить большое число разных функций, например, для детектирования и/или индикации.
В одном варианте осуществления изобретения многослойная стеклянная панель 1 имеет черную печать 50, по меньшей мере частично, в области первой электропроводящей структуры 11.
Таким образом, по меньшей мере часть электропроводящей структуры может быть визуально скрыта.
В следующем варианте осуществления изобретения многослойная стеклянная панель 1 дополнительно содержит между первым слоем стекла 10 и вторым слоем стекла 20 по меньшей мере одну соединительную пленку 40, 41, 42.
Например, в варианте осуществления фигуры 1 показана одна соединительная пленка 40, а в варианте осуществления фигуры 2 две соединительные пленки 41 и 42. При этом многослойные стеклянные панели согласно изобретению не ограничены одной или двумя соединительными пленками, напротив, можно ввести любое количество соединительных пленок. Кроме того, каждая соединительная пленка может также иметь разные функциональные возможности, например, противоотражающие покрытия и т.д.
Соединительные пленки 40, 41, 42 содержат по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, содержащей полибутилентерефталат (PBT), поликарбонат (PC), полиэтилентерефталат (PET) и полиэтиленнафталат (PEN), поливинилхлорид (ПВХ), поливинилфторид (PVF), поливинилбутираль (PVB), этиленвинилацетат (EVA), полиакрилат (PA), полиметилметакрилат (PMMA), полиуретан (PUR) и/или их смеси и сополимеры.
Таким образом, изобретение позволяет универсально подстраиваться к различным оптическим и механическим реалиям.
Кроме того, в вариантах осуществления изобретения можно предусмотреть электрическое подсоединение к первому электропроводящему слою 11 и/или второму электропроводящему слою 21, причем подсоединение осуществляется через один из слоев стекла 10, 20 или на краю слоев стекла 10, 20.
Таким образом, изобретение позволяет свободную схему расположения датчиков и их подключений, обеспечивая тем самым дизайн с большим числом степеней свободы.
Например, первый электрический элемент может быть датчиком дождя, а второй электрический элемент датчиком касания/приближения или индикатором состояния.
В одном варианте осуществления, который будет более подробно описываться в связи с фигурами 2–4, первая электропроводящая структура 11 и вторая электропроводящая структура 21 находятся на по меньшей мере одном вводе 15, 25. Таким образом, ввод образует еще один слой.
Ввод 15, 25 может представлять собой, например, полосу подходящих размеров, которая вставляется между слоями стекла 10, 20 и, если таковые имеются, также между двумя соединительными пленками 41, 42. Его пространственная протяженность может быть меньше, чем пространственная протяженность слоев стекла 10, 20, как показано, например, на фигуре 2. Конфигурация с подходящими электрическими структурами на вводе 15 вместо одной соединительной пленки 40 позволяет получение электрических структур в большем количестве и обеспечивает гибкость их введения.
Электропроводящие структуры могут находиться, как показано на фигуре 2, вводс обеих сторон ввода 15. Однако сопоставимую конфигурацию можно также обеспечить с помощью складывания одного ввода 15, как показано на фигуре 3, или посредством двух раздельных вводов: ввода 15 с первой электропроводящей структурой 11 и ввода 25 со второй электропроводящей структурой 21, которые совместно располагаются так, чтобы первая электропроводящая структура 11 и вторая электропроводящая структура 21 были обращены наружу.
Ввод 15, или, соответственно, вводы 15, 25 содержат, например, полиэтилентерефталат. Однако в качестве материала–носителя для первой электропроводящей структуры 11 или второй электропроводящей структуры 21 можно также использовать и другие материалы, в частности, материалы соединительной пленки 40, 41, 42.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения, многослойная стеклянная панель по изобретению может применяться в транспортных средствах, или в зданиях, или в качестве информационных дисплеев.
Таким образом, диапазон применения является очень широким, так что производство многослойных стеклянных панелей согласно изобретению может быть экономически выгодным.
Далее в общих чертах описываются способы, какими можно достичь основных функциональных возможностей многослойной стеклянной панели 1, описанных выше. При этом способы различаются по тому, где находятся определенные электрические элементы. Однако следует еще раз подчеркнуть, что отдельные способы не исключают их смешанных форм. Эти смешанные формы возможны как в вертикальной, так и в горизонтальной ориентации. При этом можно говорить, что смешанные формы позволяют более точно и/или дешевле достичь некоторых функций одним способом, тогда как другие функции можно дешевле и/или точнее обеспечить другим способом. Таким образом, специалисту предоставлена полная свобода дизайна, и один способ не исключает другой способ.
Способы представлены общей блок–схемой на фигуре 5.
На первом этапе 100, который является общим для всех способов, получают первый слой стекла 10 и второй слой стекла 20.
Далее способы различаются по тому, где находятся определенные функции.
В первом случае предполагается, что первая электрическая структура 11 находится на первой пленке для ввода 15, а вторая электрическая структура 21 на второй пленке для ввода 25, как показано, например, на фигуре 4.
Затем на этапе 200 сначала получают первую пленку для ввода 15 с первой электрической структурой 11 и вторую пленку для ввода 25 со второй электрической структурой 21. После этого на этапе 300 первую пленку для ввода 15 размещают относительно первого слоя стекла 10 таким образом, чтобы первая электрическая структура 11 находилась ближе к первому слою стекла 10. На этапе 400 вторую пленку для ввода 25 располагают относительно первого слоя стекла 20 таким образом, чтобы вторая электрическая структура 21 находилась ближе ко второму слою стекла 20. Размещение на этапах 300 и 400 может, например, включать наложение, причем порядок следования этапов 300 и 400 задается последовательностью слоев. Альтернативно можно, конечно, комбинировать этапы 300 и 400 и, например, на первом этапе расположить относительно друг друга два ввода 15 и 25 и, факультативно, предварительно соединить, а затем уложить на соответствующий слой стекла 20 или на соединительную пленку 41 в соответствующей ориентации.
Во втором случае предполагается, что первая электрическая структура 11 и вторая электрическая структура 21 находятся на пленке для ввода 15, как показано, например, на фигуре 3.
Затем сначала на этапе 210 готовят пленку для ввода 15 с первой электрической структурой 11 и второй электрической структурой 12. После этого пленку для ввода 15 в подходящем месте, показанном на фигуре 3 пунктирной линией, сгибают на этапе 310, чтобы первая электрическая структура 11 и вторая электрическая структура 21 по меньшей мере частично перекрывались. Конечно, этап сгибания 310 можно также провести в более раннее время, чтобы предоставить для производства заранее согнутый и, факультативно, предварительно скрепленный ввод 15. На этапе 320 согнутую пленку для ввода 15 располагают относительно первого слоя стекла 10 таким образом, чтобы первая электрическая структура 11 находилась ближе к первому слою стекла 10, а вторая электрическая структура 21 ближе ко второму слою стекла 20. При этом следует отметить, что этап 320 размещения можно также выполнять в комбинации с этапом сгибания 310. Размещение на этапе 320 может, например, включать наложение.
В третьем случае предполагается, что первая электрическая структура 11 расположена на первом слое стекла 10, а вторая электрическая структура 21 на втором слое стекла 20, как показано, например, на фигуре 1.
В таком случае сначала на этапе 150 осуществляют структурирование, чтобы получить первую электрическую структуру 11 на первом слое стекла 10 и вторую электрическую структуру 21 на втором слое стекла 20. Для этого можно применять подходящие способы печати, травления, механического съема, лазерной абляции и т.д. Этап 150 можно также провести в подходящее время перед этапом 100. Затем на этапе 350 первый слой стекла 10 и второй слой стекла 20 располагают таким образом, чтобы первая электрическая структура 11 и вторая электрическая структура 21 находились "внутри".
На следующем этапе 500, который также является общим для всех способов, размещенные слои соединяют под действием тепла.
На необязательном этапе 450, который по времени проводится до этапа 500 и который может быть также частью этапов 300, 400, 320, 350, по меньшей мере одну соединительную пленку 40; 41, 42 размещают между первым слоем стекла 10 и вторым слоем стекла 20.
При этом соединительная пленка 40, 41, 42 может служить, во–первых, для соединения, а во–вторых соединительные пленки могут предназначаться также для других функций, как, например, функция изоляции (например, между первой и второй электропроводящими структурами 11 или 21) или функция носителя для других функциональных слоев.
Представленные выше многослойные стеклянные панели 1 и способы их получения позволяют, в частности, разместить как датчик дождя, так и датчик касания/приближения, причем датчик дождя обеспечивается второй электропроводящей структурой 21 и измеряет в направлении второго слоя стекла 20, тогда как датчик касания/приближения обеспечивается первой электропроводящей структурой 11 и измеряет в направление первого слоя стекла 10. Таким образом, в одном и том же месте можно реализовать разные функции при меньшем расходе материала и, возможно, с общими подключениями.
При этом, например, электрические структуры 11, 21 могут предусматриваться на подходящих вводах 15, 25 и при необходимости включаются в процесс изготовления.
Благодаря по меньшей мере частичному перекрыванию датчиков для них требуется меньше места.
В представленных вариантах осуществления можно размещать электрические структуры 11, 21 для датчиков, например, вблизи слоев стекла 10, 20. Преимуществом такого размещения для (емкостных) датчиков, как, например, датчики касания или датчики дождя, является улучшение асимметричного эффекта. Кроме того, соответствующая другая электрическая структура обеспечивает экранирующий эффект, так что возможно является, например, эксплуатация датчика касания/ датчика приближения только от желаемого слоя стекла.
Без ограничений общности, электрические структуры 11 и 21 могут регулироваться и анализироваться общим блоком обработки результатов, который также может находиться на вводе 15, 25.
Кроме того, можно разместить по меньшей мере часть электрических структур 11, 21 таким образом, чтобы они находились под черной печатью 50. Такая черная печать часто встречается в автомобильных стеклах в краевой зоне. Благодаря по меньшей мере частичному размещению под черной печатью 50 можно избежать оптических помех. Конечно, это целесообразно не для всех функций.
Кроме того, оказалось, что одинаковая форма участков первой электрической структуры 11 и второй электрической структуры 21 приводит к дополнительному снижению оптических помех, если эти участки почти накладываются друг на друга.
В частности, можно, например, путем подходящей (например, попеременной) настройки первой и второй электрических структур 11, 21 достичь, чтобы, например, одна электрическая структура обеспечивала экранирующий потенциал "земли", а другая электрическая структура другой измеряемый потенциал. Так, например, происходит переключение между датчиком дождя и датчиком касания, которые должны осуществлять измерения на разных сторонах слоев стекла 10, 20, причем подавляется высокая чувствительность при одновременной защите от неправильных измерений (изменения емкости на стороне, где измерения не проводятся).
Без ограничений общности, электрические структуры 11, 21 могут использоваться также для других функций, как, например, антенны для мобильной связи, радиосвязи, GPS, для освещения, обогрева, причем, в частности, можно с успехом сочетать также пространственные комбинации схемных элементов и дсплейных элементов.
Список позиций для ссылок
1
многослойная стеклянная панель
10
первый слой стекла
11
первая электропроводящая структура
15, 25
ввод
20
второй слой стекла
21
вторая электропроводящая структура
40,41,42
соединительная пленка
50
черная печать
Технологические этапы:
100
получение первого слоя стекла и второго слоя стекла
200
получение первой пленки для ввода и второй пленки для ввода
300
размещение первой пленки для ввода
400
размещение второй пленки для ввода
500
соединение размещенных слоев
210
получение пленки для ввода
310
сгибание пленки для ввода
320
размещение пленки для ввода
150
структурирование с получением первой электрической структуры и второй электрической структуры
300
размещение первого слоя стекла и второго слоя стекла
450
размещение по меньшей мере одной соединительной пленки