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Title:
COMPOSITE PANE COMPRISING AN ELECTRICALLY HEATABLE CAMERA WINDOW
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/167333
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a composite pane (10) comprising an electrically heatable camera window (2), said composite pane at least having: an optically transparent camera window (2); a first, electrically conductive, transparent coating (6) outside the camera window (2), the first, electrically conductive, transparent coating (6) being located on the first surface (III) of the inner pane (1); an electrical heating element (7) for heating the camera window (2), the electrical heating element (7) being arranged on the first surface (III) of the inner pane (1) inside the camera window (2) and being provided for connection to a voltage source (9).

Inventors:
DO ROSARIO JEFFERSON (DE)
GILLESSEN STEPHAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/052014
Publication Date:
August 11, 2022
Filing Date:
January 28, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SAINT GOBAIN (FR)
International Classes:
B32B17/10; B60J1/02; H05B3/84
Domestic Patent References:
WO2011069901A12011-06-16
WO2021209433A12021-10-21
WO2017198362A12017-11-23
Foreign References:
EP1605729A22005-12-14
DE102012018001A12013-05-29
EP1605729A22005-12-14
EP0847965B12004-10-20
EP2200097A12010-06-23
Attorney, Agent or Firm:
WEBER, Sophie (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verbundscheibe (10) mit elektrisch beheizbarem Kamerafenster (2) mindestens umfassend:

• eine Außenscheibe (4) und eine Innenscheibe (1), die über mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander flächig verbunden sind, wobei die Außenscheibe (4) eine, von der Zwischenschicht (3) abgewandte Oberfläche (I) und eine zweite, zur der Zwischenschicht (3) hingewandte Oberfläche (II) umfasst und die Innescheibe (1) eine erste, zur Zwischenschicht (3) hingewandte Oberfläche (III) sowie eine zweite, von der Zwischenschicht (3) abgewandte Oberfläche (IV) umfasst,

• mindestens ein optisch transparentes Kamerafenster (2),

• außerhalb des Kamerafensters (2) eine erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung (6), wobei die erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung (6) an der ersten Oberfläche (III) der Innenscheibe (1) angeordnet ist,

• ein elektrisches Heizelement (7) zum Beheizen des Kamerafensters (2), wobei das elektrische Heizelement (7) auf der ersten Oberfläche (III) der Innenscheibe (1) innerhalb des Kamerafensters (2) angeordnet ist und zum Anschluss an eine Spannungsquelle (9) vorgesehen ist.

2. Verbundscheibe (10) nach Anspruch 1 , wobei das Heizelement (7) als ein aufgedruckter linienförmiger Leiter ausgebildet ist.

3. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Heizelement (7) mindestens einen Leiter mit einer konstanten Breite aufweist.

4. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Heizelement (7) aus einer aufgedruckten und eingebrannten Druckpaste ausgebildet ist, die bevorzugt Metallpartikel und/oder Kohlenstoff, insbesondere Silberpartikel, enthält.

5. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Heizelement (7) mehrere linienförmige Leiter aufweist, die parallel oder in einem definierten Winkel zueinander angeordnet sind. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Heizelement (7) als mindestens eine Schleife, insbesondere eckige Schleife, ausgebildet ist. Verbundscheibe (10) nach Anspruch 6, wobei die eckige Schleife abgerundete Ecken aufweist. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Heizelement (7) als zwei untereinander verbundene Schleifen ausgebildet ist. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Schleifenbreite in Abhängigkeit der Fläche des Kamerafensters (2) ausgewählt wird. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Heizelement (7) mittig innerhalb des Kamerafensters angeordnet ist. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die zweite, zur Zwischenschicht hingewandte Oberfläche (II) der Außenscheibe eine zweite Beschichtung aufweist. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei das Kamerafenster beschichtungsfrei ist. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung (6) und/oder die zweite elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung infrarotreflektierende Eigenschaften aufweisen. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Verbundscheibe (10) eine Windschutzscheibe ist. 15 Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei mindestens

• die erste elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung (6.1) zumindest auf einen Teil der ersten Oberfläche (III) der Innenscheibe (1) aufgebracht wird,

• innerhalb des Kamerafensters die erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung (6.1) entfernt wird,

• das elektrische Heizelement (7) innerhalb des Kamerafensters (2) aufgebracht wird, wobei das elektrische Heizelement (7) derart angeordnet wird, dass bei Anlegen einer elektrischen Spannung an das elektrische Heizelement (7) ein Heizstrom zum Beheizen des Kamerafensters (2) durch das elektrische Heizelement (7) fließt,

• die erste Oberfläche (III) der Innenscheibe (1) mit der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung (6.1) über die thermoplastische Zwischenschicht (3) mit der Oberfläche (II) der Außenscheibe (4) verbunden wird.

Description:
Verbundscheibe mit elektrisch beheizbarem Kamerafenster

Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit elektrisch beheizbarem Kommunikationsfenster, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.

Verbundscheiben aus zwei oder mehreren gläsernen oder polymeren Scheiben werden in Fahrzeugen als Windschutzscheiben, Heckscheiben, Seitenscheiben und Dachscheiben eingesetzt. Auf einzelnen Seiten der Scheiben können eine oder mehrere funktionelle Beschichtungen angeordnet sein, die infrarotreflektierende Eigenschaften, antireflex- Eigenschaften oder Low-E-Eigenschaften aufweisen. Kraftfahrzeuge werden zunehmend mit Sensoren ausgestattet, insbesondere mit einer Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen mit optischen Sensoren. Hierzu zählen zum Beispiel optische Kameras, aber auch Radarsysteme, Ultraschallsensoren sowie Light Detection and Ranging (LiDaR). Sensorbasierte optische Fahrerassistenzsysteme (ADAS) basieren in der Regel auf optischen oder elektromagnetischen Sensoren, die die Fahrzeugumgebung durch Aussenden und/oder Empfangen von Photonen oder elektromagnetischer Wellen abtasten und so entsprechende Informationen an die Fahrzeugelektronik bereitstellen. Die Sensoren können in Fahrzeugen an und/oder in der Windschutzscheibe platziert werden. Damit bieten sie im Straßenverkehr die Möglichkeit, Gefahren und Hindernisse rechtzeitig zu erkennen.

Aufgrund der Weiterentwicklung zum autonomen Fahren in der Automobilindustrie ist ein zuverlässiges Kamerasystem im oder am Fahrzeug unerlässlich. Üblicherweise wird das Kamerasystem durch entsprechende Scheiben vor Witterungseinflüssen geschützt, dabei sollten die Scheiben möglichst sauber und beschlagsfrei sein und damit Funktionalität der Kamerasensoren gewährleisten. Da Beschlag und Vereisungen die Transmission von elektromagnetischen Wellen deutlich beeinflussen, sollte die Scheibe möglichst schnell davon befreit werden. Wischsysteme gewährleisten, dass die Scheibe von Wassertropfen und Schutzpartikeln befreit werden. Bei Vereisungen sind sie allerdings unbrauchbar, deshalb ist bei Bedarf eine kurzfristige Aufheizung des betroffenen Scheibensegments, das für den Sensor als Sichtfeld dient, notwendig. Ein Sensorfeld ist derjenige Bereich der Scheibe, durch den verlaufende Strahlung durch den Sensor detektiert werden kann, d.h. das Sensorfeld der Scheibe ist also der Bereich, der im Detektionsstrahlengang des Sensors liegt.

EP 1 605 729 A2 offenbart eine elektrisch beheizbare Scheibe mit einem Kamerafenster. Das Kamerafenster wird über eine Heizvorrichtung beschlags- und eisfrei gehalten. Das Heizelement wird an der Position des Kamerafensters in die Scheibe einlaminiert, wobei das Heizelement benachbart zu einem Sichtfeld angeordnet ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verbundscheibe mit elektrisch beheizbarem Kamerafenster bereitzustellen, die eine verbesserte Heizleistung des Kamerafensters bereitstellt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe mit elektrisch beheizbarem Kamerafenster gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe mit elektrisch beheizbarem Kamerafenster umfasst mindestens eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander flächig verbunden sind. Die Außenscheibe umfasst eine erste, von der Zwischenschicht abgewandte Oberfläche (I) und eine zweite, zu der Zwischenschicht hingewandte Oberfläche (II). Die Innescheibe umfasst eine erste, zur Zwischenschicht hingewandte Oberfläche (III) sowie eine zweite, von der Zwischenschicht abgewandte Oberfläche (IV). Weiterhin umfasst die Verbundscheibe mindestens ein optisch transparentes Kamerafenster, und außerhalb des Kamerafensters eine erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung, wobei die erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung, insbesondere im Wesentlich vollflächig, außerhalb des Kamerafensters an der ersten Oberfläche (III) der Innenscheibe angeordnet ist. Die Verbundscheibe umfasst auch ein elektrisches Heizelement zum Beheizen des Kommunikationsfensters, wobei das elektrische Heizelement auf der ersten Oberfläche (III) der Innenscheibe innerhalb des Kamerafensters angeordnet ist und zum Anschluss an eine Spannungsquelle vorgesehen ist, so dass bei Anlegen einer elektrischen Spannung an das Heizelement ein elektrischer Heizstrom durch das Heizelement fließt.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe weist eine signifikante verbesserte Heizleistung innerhalb des Kamerafensters auf. Mit anderen Worten ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Kamerafenster durch einen entschichteten Bereich auf der ersten Oberfläche (III) der Innenscheibe ausgebildet ist und das Heizelement innerhalb des entschichteten Bereichs enthält. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das innerhalb des Kamerafensters angeordnete Heizelemente sehr effizient das Kamerafenster beheizen kann und gleichzeitig das Heizelement der optischen Durchsicht der Kamera kaum stört.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe mit elektrisch beheizbarem Kamerafenster dient zur Abtrennung eines Innenraums von einer äußeren Umgebung. Sie umfasst die Innenscheibe und Außenscheibe. Als Innenscheibe und Außenscheibe sind im Grunde alle elektrisch isolierenden Substrate geeignet, die unter den Bedingungen der Herstellung und der Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe thermisch und chemisch stabil sowie dimensionsstabil sind.

Die Innenscheibe und die Außenscheibe enthalten bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, oder klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Die Innenscheibe und die Außenscheibe sind bevorzugt transparent, insbesondere für die Verwendung der Scheibe als Windschutzscheide oder Rückscheibe eines Fahrzeugs oder anderen Verwendungen, bei denen eine hohe Lichttransmission erwünscht ist.

Als transparent im Sinne der Erfindung wird dann eine Scheibe verstanden, die eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich von größer 70 % aufweist. Für Scheiben, die nicht im verkehrsrelevanten Sichtfeld des Fahrers liegen, beispielsweise für Dachscheiben, kann die Transmission aber auch viel geringer sein, beispielsweise größer als 5 %.

Die Dicke der Scheibe kann breit variieren und so hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 1 ,0 mm bis 25 mm, bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,5 mm für Fahrzeugglas verwendet. Die Größe der Scheibe kann breit variieren und richtet sich nach der Größe der erfindungsgemäßen Verwendung. Die Innenscheibe und gegebenenfalls die Außenscheibe weisen beispielsweise im Fahrzeugbau übliche Flächen von 200 cm 2 bis zu 20 m 2 auf.

Die Verbundscheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise hat die dreidimensionale Form keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Kathodenzerstäubung beschichtet werden kann. Bevorzugt sind die Substrate planar oder leicht oder stark in einer Richtung oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen. Insbesondere werden planare Substrate verwendet. Die Scheiben können farblos oder gefärbt sein.

Die Zwischenschicht enthält vorzugsweise mindestens einen thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polyurethan (PU), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder Copolymere oder Gemische davon enthalten. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder auch durch mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke einer thermoplastischen Folie bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm.

Die erste Oberfläche (III) der Innenscheibe und die zweite Oberfläche (II) der Außenscheibe sind einander zugewandt und über die thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden. Die zweite Oberfläche (IV) der Innenscheibe und die erste Oberfläche (I) der Außenscheibe sind voneinander und von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandt.

Das Kamerafenster weist eine optische Transparenz auf, d.h. die Transmission beträgt im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 1300 nm, bevorzugt mehr als 70 %. Das Kamerafenster nimmt bevorzugt weniger als 10%, besonders bevorzugt weniger als 5% der Scheibenoberfläche ein. Vorzugsweise weist das Kamerafenster die Form eines Quadrats, eines Rechtecks, einer Raute, eines Trapezes, eines Hexagons, eines Oktagons, eines Kreuzes, eines Ovals oder eines Kreises auf. Vorzugsweise ist die erste Oberfläche (III) der Innenscheibe innerhalb des Kamerafensters beschichtungsfrei.

Die erste, elektrisch leitfähige Beschichtung ist auf der ersten Oberfläche (III) der Innenscheibe außerhalb des Kamerafensters aufgebracht. Zusätzlich kann auch auf der zweiten Oberfläche (II) der Außenscheibe eine weitere elektrisch leitfähige Beschichtung aufgebracht sein.

Erfindungsgemäße elektrische leitfähige, transparente Beschichtungen sind beispielsweise aus EP 0 847 965 B1 oder WO 2017/198362 A1 bekannt. Sie enthalten typischerweise eine oder mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier elektrisch leitfähige, funktionelle Schichten. Die funktionellen Schichten enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel und/oder Chrom oder eine Metalllegierung. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt mindestens 90 Gew. % des Metalls, insbesondere mindestens 99,9 Gew. % des Metalls. Die funktionellen Schichten können aus dem Metall oder der Metalllegierung bestehen. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt Silber oder eine silberhaltige Legierung. Solche funktionellen Schichten weisen eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitiger hoher Transmission im sichtbaren Spektral be re ich auf. Die Dicke einer funktionellen Schicht beträgt bevorzugt von 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm. In diesem Bereich fürdie Dicke der funktionellen Schicht wird eine vorteilhaft hohe Transmission im sichtbaren Spektral be re ich und eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit erreicht. Typischerweise ist jeweils zwischen zwei benachbarten funktionellen Schichten der Beschichtung zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet. Bevorzugt ist unterhalb der ersten und/oder oberhalb der letzten funktionellen Schicht eine weitere dielektrische Schicht angeordnet. Eine dielektrische Schicht enthält zumindest eine Einzelschicht aus einem dielektrischen Material, beispielsweise enthaltend ein Nitrid wie Siliziumnitrid oder ein Oxid wie Aluminiumoxid. Dielektrische Schichten können aber auch mehrere Einzelschichten umfassen, beispielsweise Einzelschichten eines dielektrischen Materials, Glättungsschichten, Anpassungsschichten, Blockerschichten und/oder Antireflexionsschichten. Die Dicke einer dielektrischen Schicht beträgt beispielsweise von 10 nm bis 200 nm.

Dieser Schichtaufbau wird im Allgemeinen durch eine Folge von Abscheidevorgängen erhalten, die durch ein Vakuumverfahren wie die magnetfeldgestützte Kathodenzerstäubung durchgeführt werden.

Weitere geeignete elektrisch leitfähigen Beschichtungen enthalten bevorzugt Indium-Zinnoxid (ITO), fluordotiertes Zinnoxid (SnO2:F) oder aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZnO:AI).

Die erste elektrische leitfähige, transparente Beschichtung kann prinzipiell jede Beschichtung sein, die eine ausreichende Transparenz aufweist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste, elektrisch leitfähige Beschichtung eine Schicht oder ein Schichtaufbau mehrerer Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von kleiner oder gleich 2 pm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 pm.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Heizelement als ein aufgedruckter linienförmiger Leiter ausgebildet. Derartige Leiter sind extrem dünnschichtig ausgebildet. Die Linienbreite der Leiter kann weniger als 100 Mikrometer, beispielsweise 1 pm, 5 pm, 20 pm, oder 180 pm, 300 pm, 350 pm betragen. Darüber hinaus weisen die Leiter einen gleichen Querschnitt auf, können alternativ aber auch unterschiedliche Querschnitte aufweisen. Dadurch wird die optische Durchsicht der Kamera nur unwesentlich beeinträchtigt und gleichzeitig eine hohe Heizleistung gewährleistet. Besonders bevorzugt weist das Heizelement mindestens einen Leiter mit einer konstanten Breite auf. Bei derartigen Leitern wird die längere seiner Dimension als Länge und die weniger lange seiner Dimension als Breite bezeichnet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Heizelement mehrere linienförmige Leiter auf, die parallel oder in einem definierten Winkel zueinander angeordnet sind. Derartige Heizelemente sind aus einer aufgedruckten und eingebrannten Druckpaste ausgebildet, die bevorzugt metallische Partikel, Metallpartikel und/oder Kohlenstoff, insbesondere Silberpartikel, enthält.

In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Heizelement als mindestens eine Schleife, insbesondere eckige Schleife, ausgebildet. Weiterhin kann die eckige Schleife abgerundete Ecken aufweist.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Heizelement als eine Heizstruktur in Form zweier untereinander verbundene Schleifen ausgebildet.

Die Schleifenbreite der einen oder auch jeder einzelnen der beiden Schleifen kann in Abhängigkeit der Fläche des Kamerafensters ausgewählt werden. Je größer die Fläche des Kamerafensters ist, desto größer kann die Schleifenbreite sein. Dabei ist die Schleifenbreite in Abhängigkeit von der Fläche so gewählt, dass ein Abstand des Heizelements zur ersten elektrisch leitfähigen transparenten Beschichtung von 1 m nicht unterschritten wird.

Das Heizelement kann bevorzugt mittig innerhalb des Kamerafensters angeordnet sein.

In einer weiteren Ausgestaltung kann die Verbundscheibe eine zweite Beschichtung an der zweiten, zur der Zwischenschicht hingewandte Oberfläche (II) der Außenscheibe aufweisen, wobei die erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung und/oder die zweite elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung infrarotreflektierende Eigenschaften aufweisen.

In einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung die erfindungsgemäße Verbundscheibe als Windschutzscheibe.

In einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe, wobei mindestens

• die erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung zumindest auf einen Teil der ersten Oberfläche (III) der Innenscheibe aufgebracht wird,

• innerhalb des Kamerafensters die erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung entfernt wird,

• das elektrische Heizelement innerhalb des Kamerafensters aufgebracht wird, wobei das elektrische Heizelement derart angeordnet wird, dass bei Anlegen einer elektrischen Spannung an das elektrische Heizelement ein Heizstrom zum Beheizen des Kamerafensters durch das elektrische Heizelement fließt, • die erste Oberfläche (III) der Innenscheibe mit der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung über die thermoplastische Zwischenschicht mit der Oberfläche (II) der Außenscheibe verbunden wird.

Das Aufbringen der elektrisch leitfähigen Beschichtung der ersten, elektrischen leitfähigen, transparenten Beschichtung kann durch an sich bekannte Verfahren erfolgen, bevorzugt durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine einfache, schnelle, kostengünstige und gleichmäßige Beschichtung der ersten Scheibe. Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann aber auch beispielsweise durch Aufdampfen, chemische Gasphasenabscheidung (chemical vapour deposition, CVD), plasmagestützte Gasphasenabscheidung (PECVD) oder durch nasschemische Verfahren aufgebracht werden.

Die Entfernung (Entschichtung) der ersten, elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung kann vorzugsweise durch einen Laserstrahl erfolgen.

Das Aufbringen des Heizelements erfolgt bevorzugt durch Aufdrucken und Einbrennen einer elektrisch leitfähigen Paste in einem Siebdruckverfahren oder in einem Inkjet-Verfahren. Alternativ kann der Sammelleiter als Streifen einer elektrisch leitfähigen Folie auf die elektrisch leitfähige Beschichtung aufgebracht, bevorzugt aufgelegt, angelötet oder angeklebt werden.

Bei Siebdruckverfahren erfolgt die laterale Formgebung durch die Maskierung des Gewebes, durch das die Druckpaste mit den Metallpartikeln gedrückt wird. Durch eine geeignete Formgebung der Maskierung kann beispielsweise die Breite des Sammelleiters besonders einfach vorgegeben und variiert werden.

Die Herstellung (Entschichtung) einzelner beschichtungsfreier Zonen in der elektrisch leitfähigen Beschichtung erfolgt vorzugsweise durch einen Laserstrahl. Verfahren zum Strukturieren dünner Metallfilme sind beispielsweise aus EP 2 200 097 A1 bekannt.

Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe mit beheizbarem Kamerafenster in Fahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen und Hubschraubern, bevorzugt als Windschutzscheibe und/oder Heckscheibe.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können alle Ausführungsformen, die für einzelne Merkmale genannt sind, auch frei miteinander kombiniert werden, sofern diese nicht widersprüchlich sind. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren sind eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein.

Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe mit elektrisch beheizbarem Kamerafenster,

Figur 2 eine vergrößerte Darstellung eines Kamerafensters aus Figur 1 ,

Figur 3 eine Querschnittdarstellung durch eine Verbundscheibe nach Figur 1

Figur 4 eine Querschnittdarstellung eines Kamerafensters aus Figur 2, und

Figur 5 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1 % bis zu +/- 10 %.

Figur 1 zeigt eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfinderischen Verbundscheibe 10 mit einem beheizbarem Kamerafenster 2. Die Verbundscheibe 10 ist als eine Windschutzscheibe eines Personenkraftwagens ausgebildet. Dazu ist das Kamerafenster 2 mittig am oberen Randbereich der Verbundscheibe 10 angeordnet. Das Kamerafenster 2 dient als Durchsicht für eine Kamera 5 (Figur 3) oder ein Kamerasystem. Das Kamerafenster 2 kann als ein Bereich des optischen Strahlengangs der Kamera 5 oder eines ganzen Kamerasystems durch die Verbundscheibe 10, insbesondere einer Innenscheibe 1 (aus Figur 3), definiert werden.

In Einbaulage ist die Unterkante der Verbundscheibe 10 nach unten in Richtung des Motors eines Personenkraftwagens angeordnet, ihre gegenüber der Unterkante (U) liegende Oberkante (O) ist nach oben in Richtung des Dachs gerichtet. Das Kamerafenster 2 ist etwa mittig in der Nähe der Oberkante (O) angeordnet.

Die Verbundscheibe 10 weist eine erste, elektrische leitfähige, transparente Beschichtung 6 außerhalb des Kamerafensters 2 auf. Die erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 6 wird außerhalb des Kamerafensters 2 benutzt um das Innere des Fahrzeugs gegen Sonneneinstrahlung zu schützen. Die erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 6 kann also auch eine Sonnenschutzbeschichtung mit bevorzugt mindestens einer elektrisch leitfähigen Schicht auf Basis eines Metalls, insbesondere auf Basis von Silber, sein. Eine solche Sonnenschutzbeschichtung hat insbesondere reflektierende Eigenschaften im nahen Infrarotbereich, beispielsweise im Bereich von 800 nm bis 1500 nm.

Die erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 6 erstreckt sich beispielsweise über die gesamte Oberfläche (III) der Innenscheibe 1 abzüglich des Kamerafensters 2 und abzüglich eines umlaufenden rahmenförmigen, unbeschichteten Bereichs mit einer Breite von ca. 8 mm. Der unbeschichtete, rahmenförmige Bereich dient der elektrischen Isolierung zwischen der ersten, elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung 6 und der Fahrzeugkarosserie eines Fahrzeugs. Der unbeschichtete Bereich ist durch Verkleben mit einer Zwischenschicht 3 (Figur 3) hermetisch versiegelt, um die erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 6 vor Beschädigung und Korrosion zu schützen.

Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Kamerafensters 2 aus Figur 1. Zur elektrischen Beheizung des Kamerafensters 2 weist das Kamerafenster 2 ein Heizelement 7 auf. Das Heizelement 7 ist mittig innerhalb des Kamerafensters 2 auf der ersten Oberfläche (III) des Innenscheibe 1 angeordnet. Das Heizelement 7 weist eine erste Anschlussstelle auf, über die das Heizelement 7 mit einem ersten Folienleiter 8.1 elektrisch leitend verbunden ist. Weiterhin weist das Heizelement 7 eine zweite Anschlussstelle auf, über die das Heizelement 7 mit einem zweiten Folienleiter 8.2 elektrisch leiten verbunden ist. Die Folienleiter 8.1 und 8.2 verbinden das Heizelement 7 mit einer elektrischen Spannungsquelle 9. Wird an die Anschlussstellen des Heizelements 7 eine elektrische Spannung angelegt, so fließt ein elektrischer Heizstrom durch das Heizelement 7. Durch den Heizstrom wird das Kamerafenster 2 beheizt.

An den Anschlussstellen des Heizelements 7 können die Folienleiter 8.1 und 8.2 jeweils über eine Lotmasse, einen elektrisch leitfähigen Klebstoff oder durch einfaches Aufliegen und Andruck innerhalb der Verbundscheibe 10 mit dem Heizelement 7 elektrisch leitend verbunden sein. Die Folienleiter 8.1 und 8.2 enthalten beispielsweise eine verzinnte Kupferfolie mit einer Breite von 10 mm und einer Dicke von 0,3 mm. Die Folienleiter 8.1 und 8.2 können auch in Verbindungskabel übergehen, die mit der Spannungsquelle 9 verbunden sind. Die Spannungsquelle 9 stellt beispielsweise eine für Kraftfahrzeuge übliche Bordspannung, bevorzugt von 12 V bis 15 V und beispielsweise etwa 14 V bereit. Alternativ kann die Spannungsquelle 14 V auch höhere Spannungen aufweisen, beispielsweise von 35 V bis 45 V und insbesondere 42 V. Das Heizelement 7 umfasst mehrere aufgedruckte linienförmige Leiter, wobei die Leiter eine konstante Breite aufweisen. Das Heizelement 7 ist aus einer aufgedruckten und eingebrannten Druckpaste ausgebildet, die Silberpartikel enthält. Die Druckpaste wurde im Siebdruckverfahren auf die erste Oberfläche (III) der Innenscheibe 1 aufgebracht und anschließend eingebrannt. Die linienförmigen Leiter sind abschnittsweise parallel oder in einem definierten Winkel zueinander angeordnet.

Das Heizelement 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel als zwei untereinander verbundene Schleifen ausgebildet. Die Schleifen weisen eine eckige Form auf, wobei die Ecken abgerundet sind. Die Breite und Form der Schleifen kann an die Fläche des Kamerafensters 2 angepasst werden.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Verbundscheibe 10 aus Figur 1 . Die Verbundscheibe 10 umfasst eine Innenscheibe 1 , die über eine Zwischenschicht 3 mit einer Außenscheibe 4 verbunden ist. Die Zwischenschicht 3 kann eine Folie aus thermoplastischen Polymer, bevorzugt EVA, PU, PVB oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, aufweisen. Die Zwischenschicht 3 weist eine in Wesentlichen konstante Dicke von 0,76 mm auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Zwischenschicht 3 zwei Folien aus thermoplastischen Polymer, bevorzugt EVA, PU oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, aufweisen. In einem eingebauten Zustand ist die Innenscheibe 1 einem Innenraum, z.B. einem Fahrzeuginnenraum zugewandt.

Die Innenscheibe 1 und die Außenscheibe 4 bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas. Die Außenscheibe 4 weist beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm auf, die Innenscheibe 1 eine Dicke von 1 , 6 mm oder 2,1 mm.

An der ersten, zur Zwischenschicht 3 hingewandten Oberfläche (III) der Innescheibe 1 ist das Heizelement 7 angeordnet. Die Heizelement 7 ist über die Folienleiter 8.1 , 8.2 mit einer Spannungsquelle 9 elektrisch kontaktierbar. Eine Farbschicht 11 umrahmt das Kamerafenster 2 der Verbundscheibe 10.

Das Kamerafenster 2 kann ein beliebiger Bereich der Verbundscheibe 10 oder auch der Innenscheibe 1 sein, der für die entsprechenden optischen und elektromagnetischen Signale eine hohe Transmission aufweist. Dabei ist das Kamerafenster 2 dazu vorgesehen einen optischen Durchgang für den Sichtbereich der Kamera 5 bereitzustellen. Zusätzlich kann das Kamerafensters 2 zur Transmission von elektromagnetischer Strahlung für weitere an der Verbundscheibe 10 angebrachte Sensoren vorgesehen sein.

Das Kamerafenster 2 ist, insbesondere optisch, transparent ausgebildet. Die auf das Kamerafenster 2 ausgerichtete Kamera 5 befindet sich in einer an der Innenscheibe 1 befestigten Einkapselung.

Figur 4 zeigt einen Querschnitt des beheizbaren Kamerafensters 2. Die erste Oberfläche (III) der Innenscheibe 1 und eine zweite Oberfläche (II) einer Außenscheibe 4 sind einander zugewandt und über die thermoplastische Zwischenschicht 3 miteinander verbunden. Eine zweite Oberfläche (IV) der Innenscheibe 1 und eine erste Oberfläche (I) der Außenscheibe 4 sind voneinander und von der thermoplastischen Zwischenschicht 3 abgewandt. Das Heizelement 7 ist an der Oberfläche (III) der Innenscheibe 1 angeordnet. Der linienförmige Leiter des Heizelements 7 ist am linken und rechten Randbereich des Kamerafensters 2 angeordnet.

Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Verbundscheibe 10 mit beheizbarem Kamerafenster 2. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

• die erste elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 6 wird zumindest auf einen Teil der ersten Oberfläche (III) der Innenscheibe 1 aufgebracht (101),

• innerhalb des Kamerafensters 2 wird die erste, elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung 6 entfernt (102),

• das elektrische Heizelement 7 wird innerhalb des Kamerafensters 2 aufgebracht, wobei das elektrische Heizelement 7 derart angeordnet wird, dass bei Anlegen einer elektrischen Spannung an das elektrische Heizelement 7 ein Heizstrom zum Beheizen des Kamerafensters 2 durch das elektrische Heizelement 7 fließt (103),

• die erste Oberfläche (III) der Innenscheibe 1 mit der elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung 6 und dem Heizelement 7 wird über die thermoplastische Zwischenschicht 3 mit der Oberfläche (II) der Außenscheibe 4 verbunden (104).

Der Schritt des Entfernens der ersten, elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung kann zusätzlich einen Schritt des Entschichtens eines rahmenförmigen Bereichs in der ersten, elektrisch leitfähigen Beschichtung umfassen. Bezugszeichenliste:

1 Innenscheibe

2 Kamerafenster

3 Zwischenschicht

4 Außenscheibe

5 Kamera

6 erste, elektrisch leitfähige Beschichtung

7 Heizelement

8.1 erster Folienleiter

8.2 zweiter Folienleiter

9 Spannungsquelle

10 Verbundscheibe

11 Farbschicht

(O) Oberkante der Verbundscheibe

(U) Unterkante der Verbundscheibe

(I) erste, von der Zwischenschicht abgewandte Oberfläche der Außenscheibe

(II) zweite, zur Zwischenschicht hingewandte Oberfläche der Außenscheibe

(III) erste, zur Zwischenschicht hingewandte Oberfläche der Innenscheibe

(IV) zweite, von der Zwischenschicht abgewandte Oberfläche der Innenscheibe