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DE112020000022T5 - Verfahren zur herstellung einer heckscheibe für fahrzeuge ausgestattet mit einer in die heizung integrierten antenne - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer heckscheibe für fahrzeuge ausgestattet mit einer in die heizung integrierten antenne Download PDF

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DE112020000022T5
DE112020000022T5 DE112020000022.2T DE112020000022T DE112020000022T5 DE 112020000022 T5 DE112020000022 T5 DE 112020000022T5 DE 112020000022 T DE112020000022 T DE 112020000022T DE 112020000022 T5 DE112020000022 T5 DE 112020000022T5
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DE
Germany
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tracks
glass plate
transparent
heater
antenna
Prior art date
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Pending
Application number
DE112020000022.2T
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English (en)
Inventor
Gianluca La Cono
Andrea Notari
Tiziano Nili
Luca Larcher
Paolo Lugli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ask Industries SpA
Original Assignee
Ask Industries SpA
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Publication date
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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Heckscheibe (1) für Fahrzeuge, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellung einer Glasplatte (2), die mit einer Außenseite versehen ist, die beschaffen ist, zur Außenseite des Fahrzeugs hin ausgerichtet zu werden, und mit einer Innenseite versehen ist, die beschaffen ist, zur Innenseite des Fahrzeugs hin ausgerichtet zu werden; Anbringen einer Heizung (H) auf der Innenseite der Glasplatte (2), wobei die Heizung (H) zwei Sammelschienen (3) aufweist, die jeweils mit einem positiven Pol und einem negativen Pol einer Batterie des Fahrzeugs elektrisch verbunden sind, und die eine Vielzahl von horizontalen Heizleitungen (4) aufweist, die die Sammelschienen (3) verbinden; und Auftragen von Antennenbahnen (A) auf die Innenseite der Glasplatte (2), wobei die Antennenbahnen (A) Streifen aus transparenten Nanodrähten aus leitfähigem Material umfassen. Das Auftragen von Antennenbahnen (A) erfolgt mit Hilfe einer Sprühbeschichtung auf der Innenseite der Glasplatte (2).

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Automobilsektor und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung einer Heckscheibe, die mit einer in die Heizung integrierten Antenne ausgestattet ist.
  • Heizungen werden im Automobilsektor zum Auftauen und Entfrosten der Heckscheibe eines Fahrzeugs verwendet. Fahrzeugantennen werden mit der gleichen Technologie realisiert, die von Heckscheibenherstellern zur Herstellung von Heizungen verwendet wird. Eine solche Technologie besteht in der Realisierung eines Gitters aus leitfähigen Siebdruck-Leitungen auf Kupfer- oder Silberbasis auf einer Glasplatte gemäß einer Maske. Die siebbedruckte Glasplatte wird im Ofen vorgespannt und gehärtet, um die Aushärtung und die Festigkeit dieser siebbedruckten Platte zu gewährleisten.
  • Um eine mit einer Heizung versehene Heckscheibe zu entfeuchten und aufzutauen, wird eine Batteriespannung zwischen den beiden Anschlüssen der am rechten und linken Ende der Heckscheibe angeordneten Stromschienen angelegt. Die Stromschienen sind mit leitenden Drähten verbunden, die die Heckscheibe horizontal von rechts nach links durchqueren.
  • Aufgrund des Anlegens von Spannung fließt im Heizung ein Strom von einer mit dem Pluspol der Batterie verbundenen Stromschiene zu einer anderen, mit dem Minuspol verbundenen Stromschiene, wobei er parallel aufgeteilt wird in jede der horizontalen Leitungen der Heizung, die mit den Stromschienen verbunden sind. Indem der Strom in jedem horizontalen Zweig der Heizung fließt, erwärmt der Strom die Innenseite des Glases und entfeuchtet das Glas. Die Gleichmäßigkeit und Schnelligkeit der Entfeuchtung bzw. Entnebelung hängen von der Gleichmäßigkeit des Spannungsabfalls entlang jeder horizontalen Leitung der Heizung ab, zwischen der mit dem Pluspol der Batterie verbundenen Stromschiene und der mit dem Minuspol der Batterie verbundenen Stromschiene.
  • Im Allgemeinen entwerfen Heckscheibenhersteller den Aufbau der Heizung so, dass die Stromverteilung in allen horizontalen Leitungen der Heizung optimiert wird und die Stromverteilung in jeder Leitung so gleichmäßig wie möglich ist, während sie gleichzeitig versuchen, die Anzahl der für die Entfeuchtung erforderlichen siebgedruckten Heizleitungen zu reduzieren, um die Kosten zu minimieren.
  • Die Glashersteller stellen die Elemente für die Glasauftauung und die Elemente für die Antenne in derselben Siebdruckmaske bereit, die auch für die Heizung verwendet wird.
  • Die operativen Elemente für die Antenne umfassen:
    • - Vertikaler Siebdruck oder leicht geneigter Siebdruck, der die horizontalen Leitungen der Heizung ganz oder teilweise schneidet. Siebdruck wird verwendet, um die Antennenleistung zu optimieren durch Verbesserung der Bandbreite oder durch Impedanzanpassung. Der maximale Neigungswert ist enthalten und wird vom Glashersteller vorgegeben, damit die Verteilung des Heizstroms nicht von ihrem Weg abweicht und somit die Gleichmäßigkeit des Abtauvorgangs nicht beeinträchtigt wird. Eine solche Beschränkung ist eine Leistungseinschränkung im Hinblick auf die Auslegung eines Antennensystems, das in eine Heckscheibe eines Fahrzeugs integriert ist. Eine höhere Neigung der Leitungen würde Antennen mit einer Impedanzanpassung mit breiterem Band und folglich einer gleichmäßigeren Frequenzabdeckung im interessierenden Band ermöglichen.
    • - Antennenversorgungs-Siebdruck (antenna powering): Dieser Siebdruck ist an einem Ende mit einem Pad bzw. einer Lötfläche zur Verbindung durch Löten mit einem unipolaren Kupferanschluss versehen, der mit einem Stecker für die Verbindung mit einem Verstärker versehen ist.
  • Was den Betrieb bzw. Einsatz betrifft, so kann der Siebdruck für die Stromversorgung der Antenne von unterschiedlicher Art sein:
    • - Siebdruck mit Kopplung an bzw. Verbindung mit der Heizung. Sie arbeitet als Feldsonde, die das von der Heizvorrichtung erfasste empfangene Nutzsignal in leitender oder strahlender Weise aufnimmt. Bekannt ist der Siebdruck mit direkter Verbindung bzw. Kopplung zur Heizung, wobei Kopplung physikalisch mit der Heizung an dem dem Pad gegenüberliegenden Ende verbunden ist, ebenso der Siebdruck mit kapazitiver Kopplung mit der Heizung. Siebdrucke mit kapazitiver Kopplung sind nicht direkt mit der Heizung verbunden und werden auf der dem Pad gegenüberliegenden Seite mit einem siebgedruckten Abschnitt versehen, welcher der nächstgelegenen Heizleitung zugewandt ist (im Allgemeinen in einem Abstand von 3 bis 15 mm) und sich in paralleler Richtung fortsetzt, um eine kapazitive Kopplung zu erhalten.
    • - Separater Siebdruck, der mit Hilfe von sog. resounding arbeitet, ohne die Kopplung bzw. Verschaltung mit der Heizung zu benutzen. Ebenso weist der separate Siebdruck ein Pad bzw. eine Lötfläche und einen Kupferdraht mit einer Klemme auf, um an den Verstärker angeschlossen zu werden.
    • - Stichleitungs-Siebdruck (stub screen-printing): Er kann direkt an die Heizung angeschlossen oder in der Nähe der Heizung angeordnet werden, aber er ist nie mit einem Pad für die Verbindung mit dem Verstärker versehen. Er wird zur Optimierung der Antennenleistung durch Verbesserung der Bandbreite oder der Impedanzanpassung verwendet.
  • Gegenwärtig muss die Integration eines Antennen-Siebdrucks in eine Heckscheibe eines Fahrzeugs zwei Arten von Bedingungen erfüllen:
    • Funktionelle Enteisungs-Bedingungen
    • Der Antennen-Siebdruck, der direkt mit der Heizung verbunden ist, kann nur mit einem punktuellen Kontakt in Korrespondenz mit der Heizung realisiert werden, wie im Falle der direkten Kopplung.
  • Im Falle von verlängerten Leitungen, wie die, welche die Abtauleitungen schneiden, muss ihre Neigung einen begrenzten Wert aufweisen. Sie können vollkommen vertikal oder leicht geneigt zu einer vertikalen Leitung sein. Der Grund dafür ist, dass sie die horizontalen Leitungen nur in Äquipotential-Punkten schneiden dürfen; andernfalls wird der Strom zusätzlich in Übereinstimmung mit einem Schnittpunkt geteilt und durch das Fließen entlang des Schnittpunktes wird die Intensität des Stromes verringert, der entlang der horizontalen Leitung fließt. Dies führt zu einer mangelnden Gleichmäßigkeit und einer geringeren Auftauwirkung des Glases in Längsrichtung. Die freie Neigung der Leitungen, die die Heizleitungen schneiden, würde zu einer gleichmäßigeren Leistung in den interessierenden Bereichen führen.
  • Darüber hinaus schränkt die Notwendigkeit, zum Abtauen des Glases eine gleichmäßige Stromverteilung beizubehalten, die Möglichkeit ein, einen Siebdruck mit direkter oder kapazitiver Kopplung zu realisieren, der das Nutzsignal in anderen Bereichen als den Bereichen um die Heizung herum erfassen kann. Anders ausgedrückt, wenn das Nutzsignal, das von der Heizvorrichtung erfasst wird, in einem mehr internen Bereich der Heizvorrichtung konzentriert ist, ist es im Moment unmöglich, einen solchen Bereich zu erreichen, indem man eine Antenne für den Siebdruck antreibt, die in der Nähe des Punktes gekoppelt werden kann, an dem die Intensität des Feldes höher ist. Dies reduziert den Wirkungsgrad einer in eine Heckscheibe integrierten Antenne und beeinträchtigt die Freiheit bei der Optimierung des Layouts zur Verbesserung der Leistung.
  • Bedingungen in Bezug auf Ionenmigration
  • Dieses Phänomen tritt in Übereinstimmung mit einer kapazitiven Kopplung zwischen einer Siebdruckantenne und einer Siebdruckheizung auf, wenn die Heizung mit Strom versorgt wird, falls die Potentialdifferenz einen signifikanten Wert aufweist oder der Abstand zwischen dem Siebdruck und der Heizung zu gering ist. Die praktische Effekt der Ionenmigration bzw. -wanderung tritt auf, wenn Feuchtigkeit, Kondensation oder Verunreinigungen (Staub, Metallstaub usw.) auf der Glasoberfläche vorhanden sind, und besteht in der Erzeugung eines Stroms, der von der horizontalen Leitung der Heizung, welche auf einem von Null verschiedenen Potential bestromt wird, in Richtung der Antenne fließt, die den Siebdruck mit kapazitiver Kopplung versorgt. Die Stromdichte ist sehr intensiv und verursacht die Überhitzung der Antennenbahnen durch den Joule-Effekt, was zu ihrer Verdampfung und damit zur Zerstörung des Siebdruck-Layouts des Glases führt. Um einen solchen Nachteil zu beheben, wird derzeit ein Mindestsicherheitsabstand für die kapazitive Kopplung gefordert, der je nach Einzelfall und Automobilhersteller zwischen 8 mm und 18 mm variiert, weit über die Verarbeitungsgrenzen von Glasherstellern hinaus, die Siebdrucke mit einem Abstand von weniger als 5 mm herstellen können, wodurch die Effizienz der kapazitiven Kopplung und die Intensität des erfassten Signals verbessert wird.
  • Funktionelle visuelle Bedingungen
  • Das Layout des Heizsiebdrucks wird im Hinblick auf die visuelle Wirkung für den Fahrer des Fahrzeugs bewertet. Ein solches Layout muss so gestaltet sein, dass die Leitungen die Sicht nach Hinten auf die Hindernisse, die bei Manövern angefahren werden, nicht behindern. Im Allgemeinen neigen die Automobilhersteller dazu, den mittleren Teil der Heckscheibe frei zu lassen und vermeiden die Anordnung von Leitungen in der Mitte oder um den mittleren Bereich der Scheibe herum.
  • Ästhetische Bedingungen
  • Da sie von außen sichtbar ist, betrachten die Automobilhersteller die Heckscheibe eines Fahrzeugs als ein ästhetisches Teil des Fahrzeugs, welches von der Konstruktionsabteilung genehmigt werden muss. Insbesondere die Gestaltung der Leitungen der Heckscheibe muss den ästhetischen Maßstäben entsprechen, und die Automobilhersteller ändern manchmal die Anordnung der Antennenbahnen, obwohl das Antennensystem hinsichtlich des Signalempfangs gut funktioniert. Typischerweise ist aus ästhetischen Gründen das Design der Antennen hinsichtlich Anzahl der vertikalen Leitungen und Form der AntennenLeiterbahnen begrenzt. Insbesondere letztere müssen sich entsprechend der Geometrie der Heizung ästhetisch an die Heckscheibe anpassen. Um die ästhetische Einwirkung, die durch das Vorhandensein der Antennenleiterbahnen verursacht wird, zu reduzieren, werden die Antennenleiterbahnen derzeit im Bereich des schwarzen Bandes, d.h. im Randbereich des Glases verdeckt, der innen durch den zentralen transparenten Teil des Glases und außen durch den Haftbereich zwischen der Heckscheibe und der Karosserie der Fahrzeugtür definiert wird. Die Bahnen werden auf dem schwarzen Band, das abdeckende Eigenschaften aufweist, so aufgebracht, dass sie von draußen nicht sichtbar sind. Dies ist jedoch nicht immer möglich, denn je nach Fahrzeugtyp sind die Heckscheiben in vertikaler Richtung nicht besonders weit ausgedehnt und weisen daher, wenn überhaupt, nur einen sehr kleinen Bereich eines schwarzen Bandes auf. In einem solchen Fall ist der für die Leiterbahnen der Antenne zur Verfügung stehende Raum extrem klein, und weil es unmöglich ist, die mit Siebdruck versorgte Antenne mit den internen zentralen Leitungen der Heizung zu verbinden, ist die Konstruktion kompliziert und die Leistungsfähigkeit ist beschränkt.
  • US 5 952 977 offenbart eine Lösung zur Verbesserung der Sicht nach hinten durch die Heckscheibe, die durch die Verwendung einer vertikalen Leitung, die im mittleren Bereich des Glases angeordnet ist, beeinträchtigt wird. Eine solche vertikale Leitung bietet eine besseres Leistungsvermögen in Bezug auf den Empfang, verringert jedoch die Sicht nach hinten, da sie genau in der Sichtbahn des Fahrers liegt. Um dieses Problem zu lösen und um ein hohes Leistungsniveau beizubehalten, schlägt US 5 952 977 ein System mit zwei vertikalen Leitungen vor, die sich seitlich im mittleren Bereich der Heckscheibe befinden und alle horizontalen Heizleitungen schneiden und oben auf der Heizung zur Bildung eines „T“ verlängert werden, das über kapazitive Kopplungen mit dem Antennen-Speisungs-Siebdruck gekoppelt ist. Jede vertikale Leitung ist zum Empfänger oder zu dem in Zwischenstellung angeordneten Verstärker hin mit einem Pad und einem unipolaren Draht verbunden. Es werden mehrere Varianten der genannten kapazitiven Kopplungen zwischen den vertikalen Leitungen der Heizung und der Siebdruckantenne vorgeschlagen. Obwohl der mittlere Bereich der Heckscheibe vorteilhafterweise leer gelassen wird, was die Sicht nach hinten verbessert, wird eine solche Lösung jedoch durch die Komplexität der Versorgungsleitungen und der kapazitiven Kopplungen beeinträchtigt, was sich negativ auf die Ästhetik auswirkt. Dies ist besonders nachteilig für die Automobilhersteller und bedeutet eine gewisse Einschränkung der möglichen Anwendungen. Ein weiterer Nachteil ergibt sich, wenn eine solche Lösung bei Heckscheiben angewendet wird, bei denen der Bereich ohne Heizung zwischen ihrem Umfang und dem Bereich zur Verklebung/Überlappung mit dem Metallkörper von Tür/Karosserie zu klein ist.
  • In einem solchen Fall ist kein ausreichender Raum für diese Kopplungen vorhanden.
  • EP 1 502 321 offenbart ein Antennenbahn-Layout in der Heizung, die aus einer Reihe von vertikalen Abschnitten besteht, welche in einem Stufenmuster senkrecht zu den horizontalen Heizleitungen angeordnet sind. Jeder vertikale Abschnitt ist in Kontakt mit einem Paar horizontaler Heizleitungen. Vorteilhafter Weise werden mit einer solchen Lösung mehr Richtstrahlungsdiagramme erreicht, da die spezielle Verteilung des für den Radioempfang nützlichen Signalstroms, der aus dem vertikalen Bereichsfeld stammt, die Verteilung des Heizstroms für das Entnebeln und Abtauen der Heckscheibe nicht verändert. Der Grund dafür ist, dass die vertikalen Bereiche bzw. Abschnitte der Antenne ein Paar horizontaler Leitungen zwischen zwei Äquipotentialpunkten verbinden und daher der Gleichstrom mit Heizfunktion entlang jeder horizontalen Leitung und nicht durch die vertikalen Bereiche fließt. Eine solche Lösung wird durch die Bereitstellung einer Vielzahl von vertikalen Bereichen bzw. Abschnitten beeinträchtigt, die über die gesamte Breite und Höhe der Heizung, einschließlich des mittleren Bereichs der Heckscheibe, verteilt sind. Folglich kann der Einfluss dieser vertikalen Abschnitte für den Fahrer in Bezug auf die Sicht nach hinten kritisch sein, verglichen mit dem Vorhandensein von zwei herkömmlichen einfachen durchgehenden vertikalen Leitungen, die im mittleren Bereich der Heckscheibe angeordnet sind. Darüber hinaus wird die ästhetische Wirkung eines Stufenmusters der Heizung, das unregelmäßiger als ein traditionelles ist, von den Automobilherstellern nicht geschätzt, die dazu neigen, Formen und Muster zu bevorzugen, die sauber, einfach und regelmäßig sind.
  • US 9 231 213 B2 offenbart ein System, das die Integration von elektrischen Komponenten, Antennen und HF-Schaltungen in einer einzigen transparenten Plattform (Glas) vorsieht. Ein sprühbeschichteter Film aus Silber-Nanodrähten (AgNWs) wird als transparenter leitfähiger Film für die Realisierung von Antennen oder Verbindungen für passive Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren und Induktoren verwendet. Darüber hinaus wird Graphen als aktiver Kanal für die Realisierung von HF-Vorrichtungen (Schalter, Verstärker und dergleichen) verwendet. Darüber hinaus wird eine Methode untersucht, die als „lokale selektive Leiter-Steuerungsmethode“ bezeichnet wird, welche die kontrollierte Abscheidung von Nanomaterialschichten in den Bereichen vorsieht, in denen eine höhere Leitfähigkeit zu Lasten der Transparenz notwendig ist. Die Antennen stellen ein separates Element dar und sind nicht in die Heizungen integriert; das Antennenlayout ist generisch und hat keine besonderen Elemente (Schlitzantennen, die mit koplanaren Strukturen gespeist werden). Für die dielektrischen Schichten der Kondensatoren wird die Abscheidung von Materialien wie SiNX (Siliziumnitrid) oder HfO2 (Hafniumoxid) in Betracht gezogen. Die Technologie der Oxidabscheidung ist nicht spezifiziert.
  • US 2016/0134008 offenbart eine Heckscheibe für Fahrzeuge, die aus einem Maschengitter besteht, das durch die Abscheidung von transparenten leitfähigen Nanodrähten (AgNW, ITO, CNT) auf einer Glasplatte erhalten wird. Ein solches Gitter kann Teil einer Antenne oder einer Heizung sein. Die Abscheidung eines Gitters aus transparenten Nanodrähten ist ein komplizierter Prozess. US 2016/0134008 schlägt die Verwendung einer transparenten Klebeschicht vor, um zwei leitende Bahnen auf verschiedenen Ebenen zu isolieren. Zudem ist das Auftragen der Klebeschicht ungenau und kompliziert.
  • Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, indem ein Verfahren zur Herstellung einer Heckscheibe mit einer in die Heizung integrierten Antenne offenbart wird, bei dem der Antennensiebdruck transparent ist und die Ästhetik der Heckscheibe und die Sicht für den Fahrer nicht beeinträchtigt werden.
  • Ein weiterer Zweck ist die Offenlegung eines solchen Verfahrens zur Herstellung einer Heckscheibe, bei dem die Antenne eine hohe Leistung in Bezug auf Band und Impedanz aufweist und gleichzeitig die Effizienz der in die Heckscheibe integrierten Heizung nicht beeinträchtigt.
  • Diese Zwecke werden erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 erreicht.
  • Aus den abhängigen Ansprüchen ergeben sich vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • In Anbetracht des obigen, und um die Beschränkungen des Standes der Technik zu überwinden sowie die Einschränkungen für das Design und die Leistung von in die Heckscheibe integrierten Antennen, sollen die folgenden Bedingungen gelten:
    1. 1. Der zusätzliche Siebdruck der Heizung, die als Antenne arbeitet, sollte transparent und unsichtbar sein, so dass er keine Auswirkungen auf Ästhetik und Sicht hat, unabhängig von der Größe der Heckscheibe und dem verfügbaren Raum ohne die Leitungen der Heizung.
    2. 2. Der Siebdruck für die Kopplung und Speisung der Antenne sollte isoliert sein, um in die Nähe der inneren und zentralen Bereiche der Heizung gebracht zu werden, in einer solchen Weise, dass die Bereiche aufgefangen werden, in denen die Felder des empfangenen Signals intensiver sind, ohne dass elektrische Kontakt mit dem Layout der Heizung besteht, so dass die Stromverteilung, die zum Auftauen des Glases erforderlich ist, nicht verändert wird.
    3. 3. Es sollten hochohmige vertikale Leitungen im Gleichstrom (DC) realisiert werden, um zu verhindern, dass der zum Entnebeln verwendete Strom von seinem normalen Weg entlang einer horizontalen Heizleitung abweicht, um eine größere Freiheit in Bezug auf die Geometrie des Antennensiebdrucks zu genießen, der die horizontalen Heizleitungen schneidet.
  • Diese Ergebnisse können durch die Abscheidung elektrisch isolierender dielektrischer Schichten auf der Innenseite der Heckscheibe erzielt werden, worauf Leiterbahnen aus Nanomaterialien (Kupfer-, Silber- und Kohlenstoff-basierte Nanomaterialien) abgeschieden werden, die als Antenne fungieren und von sich aus hochtransparent und daher unsichtbar sind.
  • Für die Realisierung der transparenten Antennenbahnen kommen mehrere Nanomaterialien in Frage. Beispiele können Silber-Nanodrähte (AgNWs), Kupfer-Nanodrähte (CuNWs), PEDOT sein: PSS, und Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT). Diese Nanomaterialien können mit Hilfe der Realisierung transparenter leitfähiger Filme, mit verschiedenen Technologien wie Tropfenschmelzen, Meyer-Stab-Beschichtung, Vakuumfiltration, Spin-Coating und Sprühbeschichtung. Die Sprüh- oder Spritzbeschichtungstechnologie wird bevorzugt gewählt, weil sie flexibel, skalierbar und kostengünstig ist.
  • Je nach verwendetem Material wird mit einem geeigneten Verfahren eine Lösung für die Abscheidung erzielt. Zum Beispiel wird in Bezug auf Silber-Nanodrähte (AgNW) 1g AgNW-Lösung mit 14g Isopropylalkohol und 5g entionisiertem Wasser (DI) verdünnt und dann gerührt. Ebenso wird 1g PEDOT gerührt: PSS mit 4g deionisiertem Wasser (DI) verdünnt.
  • Nacheinander werden 10 mg Dynol 604 und 200 mg Ethylenglykol (EG) hinzugefügt, um die Leitfähigkeit zu verbessern. Dann wird die Lösung 30 Sekunden lang mit Ultraschall behandelt, um die Agglomerate zu dispergieren.
  • Die CNT-Basislösung besteht aus DI-Wasser, 90% Halbleiter-CNT und Natriumdodecylsulfat (SDS), das als Dispersionsmittel wirkt. 1 Gew.-% SDS wird in DI-Wasser gelöst und 0,03 Gew.-% CNT hinzugefügt. Die Lösung wird 15 Minuten lang mit einem Sonikator mit 50 % Leistung behandelt und 90 Minuten lang bei 15 krpm zentrifugiert, und die 80 % des Surnatants werden abgetrennt, um als CNT-Druckertinte verwendet zu werden.
  • Zur Herstellung von Kupfer-Nanodraht-Tinte werden 300 mg Hydrochlorid-Kupfer in 25g destilliertes Wasser getaucht und 5 Minuten lang mit Ultraschall behandelt. Dann werden 900 mg Oleylamin hinzugefügt, und die Lösung wird 60 Minuten lang bei 200 W mit Ultraschall behandelt.
  • Nacheinander werden 300 mg L-Ascorbinsäure, gelöst in 5g DI-Wasser, zugegeben. Die Lösung wird 12 Stunden lang in einem Silikonölbad bei einer kalibrierten Temperatur von 81 °C eingelassen.
  • Unter Bezugnahme auf 1 verwendet die Sprühbeschichtungstechnologie ein vollständig automatisiertes System, um Filme zu realisieren, die dünn, reproduzierbar, homogen, skalierbar, kostengünstig und mit einer niedrigen Substrattemperatur versehen sind. Ein solches System besteht aus einer Sprühdüse (N) und einer beheizten Platte (P), auf der ein Substrat (S) positioniert wird. Die Sprühbeschichtungstechnologie erfordert die gleichzeitige Steuerung mehrerer Parameter, wie Sprühdruck, Durchflussrate, Abtastgeschwindigkeit, Höhe (Abstand (D) zwischen Düse und Substrat) und Temperatur des Substrats (S). Eine spezifische Form des gespritzten Materials kann durch die Verwendung von (Kunststoff- oder Metall-) Masken erreicht werden, die den Substratteil bedecken, auf dem das Material nicht abgeschieden werden soll, und die nicht die Teile bedecken, auf denen die Funktionsschicht abgeschieden werden soll.
  • Vorteilhafterweise kann vor der Sprühbeschichtung des Substrats (S) eine Reinigungsbehandlung mit Sauerstoff und Plasma durchgeführt werden, um die Oberfläche des Substrats hydrophiler zu machen, wodurch die Benetzbarkeitseigenschaften und die Bildung des Films auf dem aktiven Substrat verbessert werden.
  • Die Dauer der Reinigungsbehandlung variiert je nach Art des Materials: Wenn das passive Substrat aus Glas besteht, wird die Sauerstoff-Plasma-Reinigungsbehandlung für 1 Minute lang durchgeführt.
    • 2 veranschaulicht die Morphologie von Silber-Nanodrähten (AgNW), die in fünf Schichten auf dem Substrat (S) abgeschieden werden.
    • 3 veranschaulicht die Transmission des AgNW-Films in Abhängigkeit von der Anzahl der Schichten.
    • 4(A) zeigt eine synthetisierte Lösung von Kupfer-Nanodrähten (CuNW).
    • 4(b) und 4(c) sind REM-Aufnahmen von Kupfer-Nanodrähten bei niedriger und hoher Vergrößerung.
    • 4(D) ist eine Umwandlung von Binärbildern zur Bestimmung des Durchmessers eines Drahtes der Schicht aus Kupfer-Nanodrähten. 4E veranschaulicht die Transmissionsspektren für CuNW-Filme durch Erhöhung der Drahtdichte.
  • Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht in der Möglichkeit, die Dicke des abgeschiedenen Elements als Ergebnis einer Addition der zuvor abgeschiedenen dünnen Schichten zu kontrollieren. In Anbetracht der Tatsache, dass die optische Absorption eines dünnen Films exponentiell mit der Dicke zunimmt (Beer-Lambert-Gesetz), ist eine genaue Kontrolle der Dicke wichtig, um halbtransparente Schichten zu erhalten. Darüber hinaus verbessert dieser Ansatz die Reproduzierbarkeit der Probe, da die Bildung des abgeschiedenen Elements in mehreren identischen Ereignissen erfolgt und somit der Beginn der Verunreinigungen, die während eines einzelnen Ablagerungsereignisses entstehen, werden reduziert.
  • Die Temperatur des Substrats beträgt 50°C, der Zerstäubungsdruck in der Sprühdüse beträgt 0,05 Mpa, der Druck der auf das passive Substrat gesprühten Dispersion beträgt 0,02.MPa, die Abscheidungsgeschwindigkeit beträgt 250 mm/s, der Abstand (D) zwischen Düse und Substrat beträgt 3 mm.
  • Aufgrund ihrer Vielseitigkeit kann die Sprühbeschichtungstechnologie auch zur Herstellung von Isolierschichten eingesetzt werden. Isolierende transparente Polymere, wie Polymethylmethacrylat (PMMA), gelöst in Lösung und Metalloxide in Sol-Gel-Form (die am häufigsten verwendeten sind Aluminium- und Titanoxid-Sol-Gele) können mit Hilfe dieser Sprühbeschichtungstechnologie zerstäubt und abgeschieden werden. Die Realisierung von dünnen Schichten aus diesen Materialien, die sich durch Transparenz und geringe Leitfähigkeit auszeichnen, erlaubt es, mehrere Metallschichten zu isolieren, wobei jeder Kontakt vermieden wird.
  • Nach der Abscheidung jedes Materials muss ein Schritt der thermischen oder optischen Behandlung des Substrats (gepulstes UV-Licht oder IR-Licht) durchgeführt werden, um die Verdampfung des Lösungsmittels und die Auflösung der Dispersionsmaterialien (im Fall von Metallnanodrähten), die Erzielung einer besseren Ordnung der Polymerketten (im Fall von leitfähigen isolierenden Polymeren) oder die Trocknung des Gels (im Fall von Sol-Gelen) zu bewirken.
  • Gemäß der vorgenannten Beschreibung wird die Realisierung einer Heckscheibe erreicht, indem die verschiedenen Funktionsmaterialien mit geeigneten Masken übereinander aufgebracht werden. Das Verfahren umfasst insbesondere die folgenden Schritte:
    1. 1. Herstellung einer Druckertinte mit transparenten Nanodrähten;
    2. 2. Vorbereitung eines transparenten dielektrischen Substrats (Reinigung und Plasmaaktivierung, falls vorhanden);
    3. 3. Positionierung und Ausrichtung einer Siebdruckmaske;
    4. 4. Sprühbeschichtung der Druckertinte;
    5. 5. Thermische oder optische Nachbehandlung des Substrats
  • Diese Schritte werden für jedes Material wiederholt. Im Falle der Integration von Heizleitungen und Leiterbahnen, die für die Antenne bestimmt sind, wird der gesamte Prozess mindestens dreimal wiederholt; insbesondere wird der Prozess sein:
    1. a. Schritte 1 bis 5 für die Abscheidung der konduktiven Heizleitungen (Dicke zwischen 30 nm und 500 nm je nach verwendetem Nanomaterial und Transparenzgrad)
    2. b. Schritte 1 bis 5 für die Abscheidung des elektrisch isolierenden Materials (Dicke zwischen 100 nm und 10 Mikron je nach der elektrischen Isolierung und dem Transparenzgrad)
    3. c. Schritte 1 bis 5 für die Abscheidung der Leiterbahnen für die Antenne. Das in diesem Schritt verwendete Material ist nicht notwendigerweise das gleiche Material wie in Schritt a. (die Auswahl des Materials und der Dicke wird durch die gewünschte Impedanz bestimmt).
  • Die oben erwähnte Technologie kann auf eine Heckscheibe eines Fahrzeugs angewendet werden, um eine in die Heizung integrierte Antenne zu erhalten. Das Gesamtergebnis ist ein in die Heckscheibe integriertes Antennensystem, so wie die traditionellen Systeme. Jedoch überwindet die Heckscheibe der Erfindung die Beschränkungen der Heckscheiben des Standes der Technik, da sie keine ästhetischen Auswirkungen der Antennenleitungen hat und eine höhere Vielseitigkeit während der Entwurfsphase bietet, da sie elektromagnetische Kopplungen der Antennenbahnen mit mehr inneren Bereichen der Heizung und, im allgemein gesagt, Geometrien und Lösungen ermöglicht, die nach dem Stand der Technik nicht zulässig sind.
  • Die neuen Arten von Kopplungen und Siebdruck für den Antennenbereich:
    • - Direkte Kopplungen mit anderen horizontalen Leitungen als der ersten Leitung oben oder der letzten Leitung unten.
    • - Kapazitive Kopplungen mit anderen horizontalen Leitungen als der ersten Leitung Zeile oben oder die letzte Zeile unten.
    • - Kapazitive Kopplungen mit horizontalen Leitungen mit größerer Nähe zu den Leitungen der Heizung. Durch das Vorhandensein der Oxidabscheidung werden proximale Kopplungen, die normalerweise einer Ionenwanderung ausgesetzt sind, elektrisch isoliert.
    • - Neue überlappende kapazitive Kopplungen, bei denen die den Siebdruck antreibende Antenne, anstatt koplanar zur Oberfläche der Heizvorrichtung zu sein, die sich normalerweise einige Millimeter über dem horizontalen Heizsiebdruck befindet, in derselben Höhe wie der Heizsiebdruck überlappt werden kann und in Querrichtung kapazitiv gekoppelt werden kann, da die Oxidschicht nur in der Zwischenposition vorhanden ist, wodurch eine kapazitive Kopplung mit nahezu Nullspalt und somit mit hoher Intensität entsteht.
    • - Neue erweiterte direkte Kopplungen. Durch die Verwendung einer Abscheidung von Nanodrähten mit einem kontrollierten hohen Impedanzwert wird ein erweitertes direktes Verbindungsband anstelle einer punktuellen Kopplung (begrenzteres Band) geschaffen.
    • - Hochohmiger schneidender Siebdruck mit hohem Neigungswert relativ zur vertikalen Richtung und geringerer Interferenz mit den für die horizontalen Heizleitungen vorgeschriebenen Strompfaden.
    • - Antennen für den Siebdruck mit direkten oder kapazitiven Kopplungen, die konzentrierte planare Strukturen umfassen, die durch Sprühbeschichtung von transparenten Kupfer-Nanodrähten (oder Silber-Nanodrähten) und isolierenden Oxidschichten erhalten werden, um kapazitive oder induktive Elemente je nach den spezifischen Anforderungen zu erhalten, Impedanzadapter bei den gewünschten Frequenzen.
    • - Bolzenanpassungs-Siebdruck, der auf andere horizontale Leitungen als die erste Leitung oben oder die letzte Leitung unten aufgetragen werden kann.
    • - Layouts von Antennensystemen im Hinblick auf die Transparenz, die durch die für die Leiterbahnen verwendeten Nanodrähte eingeführt wird, mit einer höheren Anzahl von vertikale Leitungen in zentraleren Positionen der Heckscheibe, die derzeit nicht möglich sind.
    • - Möglichkeit, die Transparenz des Siebdrucks auch auf die Heizleitungen auszudehnen, so dass die Sicht nach hinten für den Fahrer erheblich verbessert wird.
  • Zusätzliche Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung klarer hervorgehen, die sich auf lediglich illustrative, nicht einschränkende Ausführungsformen bezieht, wie in den beigefügten Abbildungen gezeigt, wobei
    • 1 ist eine schematische Darstellung einer Düse für die Abscheidung von Nanodrähten;
    • 2 ist ein Bild von AgNW, das in fünf Schichten auf einem Substrat abgeschieden wurde;
    • 3 veranschaulicht die Transmission eines AgNW-Films in Abhängigkeit von der Anzahl der Schichten;
    • 4(A) ist ein Foto einer synthetisierten Lösung von 15-Nanodrähten aus Kupfer;
    • 4(b) und 4(c) sind REM-Aufnahmen von Kupfer-Nanodrähten bei niedriger und hoher Vergrößerung;
    • 4(d) ist eine Umwandlung von Binärbildern;
    • 4E veranschaulicht die Transmissionsspektren für CuNW-Film durch Erhöhung der Drahtdichte;
    • 5 bis 14 sind neun schematische Ansichten, die neun mögliche Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Heckscheibe für Fahrzeuge veranschaulichen;
    • 5 ist eine Querschnittsansicht eines Ausschnitts aus 9;
    • 5 ist eine Querschnittsansicht eines Ausschnitts aus 9; 5 ist eine Querschnittsansicht eines Ausschnitts aus 10;
    • Die 13A, 13B und 13C zeigen drei verschiedene Ausführungsformen planarer Anpassungsstrukturen.
  • In Bezug auf die 5 bis 14 ist die Heckscheibe der Erfindung offenbart, die im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen (1) gekennzeichnet ist.
  • In der folgenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe „horizontal“ und „vertikal“ auf die Anordnung der Leitungen in den Abbildungen.
  • In Bezug auf 5 besteht die Heckscheibe (1) aus einer Glasplatte (2) mit einer im Wesentlichen rechteckigen Form und geeigneten Abmessungen, um einen hinteren Bereich der Karosserie eines Fahrzeugs abzudecken.
  • Zur Veranschaulichung kann die Glasplatte (2) ein gehärtetes, mehrschichtiges oder einschichtiges Glas mit einer Dicke von etwa 5-8 mm sein.
  • Die Außenseite der Glasplatte (2) ist geeignet, zur Außenseite des Fahrzeugs hin ausgerichtet zu werden, und die Innenseite der Glasplatte (2) ist geeignet, zur Innenseite des Fahrzeugs hin ausgerichtet zu werden.
  • Auf der Innenseite der Glasplatte (2) ist eine Heizung (H) angebracht.
  • Das Heizung (H) besteht aus zwei Sammelschienen (3) aus leitendem Material, die in vertikaler Position in der Nähe der Seitenkanten der Glasplatte angeordnet sind. Die Sammelschienen (3) sind elektrisch jeweils mit einem Pluspol und einem Minuspol einer Fahrzeugbatterie verbunden, so dass eine Potentialdifferenz zwischen den beiden Sammelschienen (3) definiert wird.
  • Die Stromschienen (3) können auf traditionelle Weise durch Siebdruck einer Kupfer- oder Silberleitpaste auf die Glasplatte (2) hergestellt werden.
  • Um transparente Stromschienen zu erhalten, können die Stromschienen (3) vorteilhaft durch Aufsprühen von transparenten Nanodrähten auf die Glasplatte (2) hergestellt werden, wie oben dargestellt. Zur Veranschaulichung: Jede Stromschiene (3) hat eine Breite von 6-30 mm, eine Länge von 20-100 cm und eine Dicke von 30-50 nm, die durch die Abscheidung von drei Schichten von Nanodrähten erreicht wird.
  • Die Stromschienen (3) sind durch eine Vielzahl horizontaler Heizleitungen (4) verbunden. Beispielsweise können 16 horizontale Heizleitungen in gleichmäßigen Abständen parallel angeordnet werden.
  • Die horizontalen Heizleitungen (4) können auf traditionelle Weise durch Siebdruck einer Kupfer- oder Silberleitpaste auf die Glasplatte (2) hergestellt werden.
  • Um transparente horizontale Heizleitungen zu erhalten, können die horizontalen Heizleitungen (4) vorteilhaft durch Sprühbeschichtung von transparenten Nanodrähten auf der Glasplatte (2) erzielt werden, wie oben dargestellt. Zur Veranschaulichung: Jede horizontale Heizleitung (4) hat eine Breite von 1 mm, eine Länge von 80 mm und eine Dicke von 10-20 nm, die durch die Abscheidung einer Schicht von Nanodrähten erreicht wird.
  • Das Anlegen einer Potentialdifferenz zwischen den beiden Stromschienen (3) erzeugt einen Stromkreislauf in den horizontalen Heizleitungen (4), die erwärmt werden, wodurch die Heckscheibe (1) beschlagfrei wird.
  • Die Heckscheibe (1) besteht aus Antennenbahnen (A) (in den Abbildungen mit einer gestrichelten Leitung dargestellt), die auf der Innenseite der Glasplatte (2) aufgebracht sind. Die Antennenbahnen (A) werden erfindungsgemäß durch Aufsprühen von transparenten Nanodrähten auf die Glasplatte (2) erhalten, wie oben dargestellt.
  • In 5 bestehen die Antennenbahnen (A) aus durchschneidenden Bahnen (5) und separaten Bahnen (6).
  • Die durchschneidenden bzw. kreuzenden Leiterbahnen (5) schneiden die horizontalen Heizleitungen (4). Die sich schneidenden Leiterbahnen (5) sind orthogonal zu den horizontalen Heizleitungen (4) und schneiden bzw. kreuzen alle horizontalen Heizl eitungen.
  • Die einzelnen Leiterbahnen (6) sind auf der Innenseite der Glasplatte (2) über der Heizung (H) angeordnet und bilden ein Muster, z.B. eine „S“-Form (60) mit vertikalen Leiterbahnen (61), die die „S“-Form (60) schneiden.
  • Ein Ende der separaten Leiterbahnen (6) ist mit einer Lötfläche bzw. einem Pad (7) verbunden, das auf der Seite der Glasplatte angebracht ist, die normalerweise nicht der äußeren Umgebung ausgesetzt ist. Das Pad (7) kann mit transparenten Nanodrähten hergestellt werden.
  • Das Pad (7) ist elektrisch mit einer elektronischen Komponente verbunden, wie z.B. einem Verstärker oder Impedanzadapter, der aus einem auf das Pad (7) gecrimpten oder geklebten Chip besteht.
  • Die durchschneidenden bzw. kreuzenden Leiterbahnen (5) und die separaten Leiterbahnen (6) werden durch Sprühbeschichtung mit transparenten Nanodrähten hergestellt. Es muss berücksichtigt werden, dass die sich kreuzenden Leiterbahnen (5) die horizontalen Heizleitungen (4) schneiden, aber dies kein Problem für die Sprühbeschichtung von Nanodrähten darstellt.
  • Es muss berücksichtigt werden, dass die sich kreuzenden Bahnen (5) eine Breite von 1 mm, eine Dicke von 5-10 nm und eine Länge von 20-100 cm haben. Diese sich kreuzenden Bahnen (5) können mit Hilfe der in 1 dargestellten Düse (N) erhalten bzw. geschaffen werden.
  • Die einzelnen Bahnen (6) können leicht mit der Düse (N) von 1 erhalten bzw. geschaffen werden.
  • 6 zeigt ein Beispiel, bei dem die Antennenbahnen (A) zusätzlich zu den sich schneidenden Bahnen (5) direkte Verbindungs- bzw. Anschlussbahnen (8) umfassen, die in der Platte (2) über der Heizung angeordnet sind. Eine erste direkte Verbindungsbahn (8) ist mit einem Pad (7) und mit einer Sammelschiene (3) verbunden. Eine zweite direkte Verbindungsbahn (8) ist mit einem Pad (7) und einer horizontalen Heizleitung (4), wie z.B. der höchsten horizontalen Heizleitung, verbunden.
  • Die Pads bzw. Lötflächen (7) sind in einem oberen Bereich der Innenseite der Platte angeordnet und eignen sich zur elektrischen Verbindung mit elektronischen Komponenten.
  • Auch in einem solchen Fall werden die direkten Verbindungsbahnen (8) durch Sprühbeschichtung von transparenten Nanodrähten direkt auf der Platte (2) erhalten.
  • Die Breite und Dicke der direkten Verbindungsbahnen (8) sind identisch mit denjenigen der durchschneidenden Bahnen (5) und der separaten Bahnen (6).
  • 7 zeigt ein Beispiel für eine Heckscheibe, bei der die Antennenbahnen (A) durchschneidende direkte Verbindungsbahnen (80) aufweisen, die mit Pads (7) verbunden sind, die auf der Platte (2) auf der Außenseite der Heizung angeordnet sind und eine oder mehrere horizontale Heizleitungen (4) schneiden. Vorteilhafter Weise schneiden bzw. kreuzen direkten Verbindungs-Leiterbahnen (80) die horizontalen Heizleitungen (4) in einem anderen Winkel als 90°, z.B. in einem Winkel zwischen 60° und 80°.
  • Die sich kreuzenden direkten Verbindungsbahnen (80) werden mit der Technologie der transparenten Nanodrähte realisiert, die es erlaubt, ein breites direktes Verbindungsband zu erhalten, da die transparenten Nanodrähte einen kontrollierten Impedanzwert aufweisen, um nicht den Stromfluss abzuleiten, der nur entlang der horizontalen Heizleitungen (4) fließen soll.
  • 8 illustriert ein Beispiel, bei dem zusätzlich zu den sich kreuzenden Leiterbahnen (5) die Antennenleiterbahnen (A) auch eine kapazitive Verbindungsbahn (9) umfassen, die auf der Innenseite der Platte (2) über der Heizung in proximaler Parallelposition zur höchsten horizontalen Heizleitung (4) angeordnet ist. Die kapazitive Verbindungsbahn (9) ist mit einem Pad (7) verbunden, das in einem oberen Bereich der Innenseite der Platte angeordnet und geeignet ist, mit elektronischen Komponenten, wie einem Verstärker oder einem Impedanzadapter, elektrisch verbunden zu werden.
  • Auch in diesem Fall wird die kapazitive Verbindungsbahn (9) durch Sprühbeschichtung von transparenten Nanodrähten direkt auf der Platte (2) erhalten und ihre Breite und Dicke sind identisch mit denen der direkten Verbindungsbahnen (8, 80) der sich kreuzenden Bahnen (5) und der separaten Bahnen (6).
  • Es muss berücksichtigt werden, dass die kapazitive Verbindungsbahn (9) unter Verwendung der Sprühbeschichtungstechnologie von transparenten Nanodrähten in sehr proximaler Position zur horizontalen Heizleitung (4) angeordnet werden kann, beispielsweise in einem Abstand von weniger als 8 mm, vorzugsweise weniger als 5 mm, wodurch eine bessere kapazitive Kopplung als nach dem Stand der Technik erreicht wird, wobei die kapazitive Verbindungsbahn in einem Abstand von mehr als 8 mm von der horizontalen Heizleitung angeordnet werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf 9 und 9A kann die kapazitive Verbindungsbahn (9) vorteilhafter Weise geschaffen werden durch Sprühbeschichtung von transparenten Nanodrähten auf einer transparenten Oxidschicht (10) (in 9 grau dargestellt), die auf der Innenseite der Glasplatte (2) abgeschieden ist.
  • Die transparente Oxidschicht (10) wird auf der horizontalen Heizleitung (4) abgeschieden. Wie in 9A dargestellt, ist zwischen der kapazitiven Verbindungsbahn (9) und der horizontalen Heizleitung (4) ein horizontaler Spalt (d) im Querschnitt von weniger als 8 mm, vorzugsweise weniger als 5 mm, vorgesehen.
  • Die kapazitive Verbindungsbahn (9) ist gegenüber der horizontalen Heizleitung (4), auf welcher die transparente Oxidschicht (10) aufgebracht ist, derart versetzt, dass der horizontale Spalt (d) zwischen einer Achse der horizontalen Heizleitung (4) und einer Achse der kapazitiven Verbindungsbahn (9) definiert ist. Der horizontale Spalt (d) ist kleiner als 5 mm und die transparente Oxidschicht (10) hat eine Dicke von weniger als 5 mm.
  • Die transparente Oxidschicht (10) vermeidet eine Ionenwanderung zwischen der kapazitiven Verbindungsbahn (9) und der horizontalen Heizleitung (4).
  • 9 zeigt eine kapazitive Verbindungsbahn (109), die auf einer transparenten Oxidschicht (10) in proximaler Parallelposition zu einer Stromschiene (3) angeordnet ist.
  • In einem solchen Fall hat die transparente Oxidschicht (10) eine L-Form. Die kapazitive Verbindungsbahn (109) nahe der Sammelschiene ist mit der kapazitiven Verbindungsbahn (9) verbunden, welche die Kopplung mit der horizontalen Heizleitung (4) herstellt.
  • 10 und 10A zeigen ein Beispiel, bei dem die kapazitive Verbindungsbahn (9) durch Sprühbeschichtung der transparenten Oxidschicht (10) erhalten wird und in registrierter überlappender Position relativ zur horizontalen Heizleitung (4) angeordnet ist, d.h. mit Null horizontaler Lücke im Querschnitt. In Anbetracht dessen wird zwischen der horizontalen Heizleitung (4) und der kapazitiven Kopplungsleitung (9) ein vertikaler Spalt (s) definiert, der gleich der Dicke der transparenten Oxidschicht (10) ist.
  • Vorteilhafter Weise ist die Dicke der transparenten Oxidschicht (10) kleiner 30 als 5 mm.
  • Eine solche Lösung garantiert eine wirksame kapazitive Kopplung ohne jegliche Ionenwanderung zwischen der kapazitiven Verbindungsbahn (9) und der horizontalen Heizleitung (4).
  • 11 zeigt interne kapazitive Verbindungsbahnen (209), die im Inneren der Heizung (H) angeordnet sind, als horizontale Leitungen zwischen zwei horizontalen Heizleitungen (4). Die internen kapazitiven Verbindungsbahnen (209) sind über Verbindungsbahnen (105), welche die horizontalen Heizleitungen (4) kreuzen, mit Pads (7) verbunden, die auf der Platte (2) an der Außenseite der Heizung angeordnet sind.
  • Die Heckscheibe (1) umfasst ebenfalls kapazitive interne Leiterbahnen (309) in vertikaler Position, die mehrere horizontale Heizleitungen kreuzen und mit den durchschneidenden Leiterbahnen (5) gekoppelt bzw. verbunden sind.
  • Die Heckscheibe (1) umfasst ebenfalls:
    • - äußere Stichleitungen (400), die auf der Platte (2) an der Außenseite der Heizung angeordnet und mit einer horizontalen Heizleitung (4) verbunden sind; und
    • - interne Stichleitungen (401), die auf der Platte (2) auf der Innenseite der Heizung zwischen zwei horizontalen Heizleitungen (4) angeordnet und mit einer horizontalen Heizleitung (4) verbunden sind.
  • 12 illustriert eine Heckscheibe, bei der die Antennenbahnen (A) schräge durchschneidende Leitungen (50) aufweisen, die mehrere horizontale Heizleitungen in schräger Richtung schneiden, beispielsweise mit Winkeln zwischen 30° und 50°.
  • Diese schrägen, durchschneidenden Bahnen (50) sind gemäß zwei fächerartigen Konfigurationen (V1, V2) angeordnet, wobei der Ursprung (O) in einem zentralen Abschnitt der horizontalen Heizleitung (4) in einer höheren Höhe angeordnet ist.
  • Die schräg durchschneidenden Leiterbahnen (50) sind mit hochohmigen Nanodrähten realisiert, um die Stromflüsse nicht von den horizontalen Heizleitungen (4) abzuleiten.
  • 13 zeigt ein Beispiel einer Heckscheibe, bei der die Anschlussbahnen (105) mit einer kapazitiven Verbindungsbahn (109) verbunden sind und mit einer planaren Anpassungsstruktur (13), die auf der Platte (82) an der Außenseite der Heizung angeordnet ist. Die planare Anpassungsstruktur (13) ist mit einem auf der Platte (2) angeordneten Pad (7) verbunden.
  • Die 13A, 13B und 13C zeigen drei Beispiele für planare Anpassungsstrukturen. Bei den planaren Anpassungsstrukturen handelt es sich um Wandler oder Stichleitungen vom Typ der konzentrierten Induktivität und Kapazität.
    Die planaren Anpassungsstrukturen (13) werden durch Sprühbeschichtung von transparenten Nanodrähten hergestellt.
  • 14 zeigt ein Beispiel einer Heckscheibe, bei der die horizontalen Heizleitungen (4) der Heizung durch Sprühbeschichtung mit transparenten Nanodrähten erhalten werden und deshalb mit einer gestrichelten Linie dargestellt sind.
  • Obwohl die 5 bis 14 verschiedene Beispiele von Heizungen mit unterschiedlichen Typen und Anordnungen der Antennenbahnen (A) zeigen, können diese Typen und Anordnungen der Antennenbahnen miteinander kombiniert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Heckscheibe (1) für Fahrzeuge umfassend folgende Schritte: - Bereitstellung einer Glasplatte (2), die mit einer Außenseite versehen ist, die beschaffen ist, zur Außenseite des Fahrzeugs hin ausgerichtet zu werden, und mit einer Innenseite versehen ist, die beschaffen ist, zur Innenseite des Fahrzeugs hin ausgerichtet zu werden, - Anbringen einer Heizung (H) auf der Innenseite der Glasplatte (2), wobei die Heizung (H) zwei Sammelschienen (3) aufweist, die jeweils mit einem positiven Pol und einem negativen Pol einer Batterie des Fahrzeugs elektrisch verbunden sind, und die eine Vielzahl von horizontalen Heizleitungen (4) aufweist, die die Sammelschienen (3) verbinden, und - Auftragen von Antennenbahnen (A) auf die Innenseite der Glasplatte (2), wobei die Antennenbahnen (A) Streifen aus transparenten Nanodrähten aus leitfähigem Material umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen von Antennenbahnen (A) mittels einer Sprühbeschichtung auf der Innenseite der Glasplatte (2) erfolgt, wobei die Sprühbeschichtung die folgenden Schritte vorsieht: - Herstellung einer Druckertinte bzw. Druckerfarbe mit transparenten Nanodrähten, - Vorbereitung der Innenseite der Glasplatte (2) durch Reinigung und/oder Plasmaakti vi erung, - Positionierung und Ausrichtung einer Druckmaske auf der Innenseite der Glasplatte; - Sprühbeschichtung der Druckertinte; - thermische und/oder optische Nachbehandlung der Glasplatte.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den Schritt des Auftragens einer transparenten Oxidschicht (10) mittels Sprühbeschichtung auf die Innenseite der Glasplatte (2) und des Auftragens von Antennenbahnen (A), die kapazitive Verbindungsbahnen (9) umfassen mittels Sprühbeschichtung auf die transparente Oxidschicht (10); wobei die transparente Oxidschicht (10) auf eine horizontale Heizleitung (4) aufgebracht wird und die kapazitiven Verbindungsbahnen (9) in proximaler paralleler Position zu der horizontalen Heizleitung (4) angeordnet werden, auf welcher die transparente Oxidschicht (10) aufgebracht ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die kapazitive Verbindungsbahn (9) mit der horizontalen Heizleitung (4) überlappt wird, auf welcher die transparente Oxidschicht (10) aufgebracht ist, derart, dass ein vertikaler Spalt (s) zwischen der horizontalen Heizleitung (4) und der kapazitiven Verbindungsbahn (9) definiert wird, der gleich der Dicke der transparenten Oxidschicht (10) ist, wobei die transparente Oxidschicht (10) eine Dicke von weniger als 5 mm aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die kapazitive Verbindungsbahn (9) in Bezug auf die horizontale Heizleitung (4), auf welcher die transparente Oxidschicht (10) aufgebracht ist, derart versetzt ist, dass ein horizontaler Spalt (d) zwischen einer Achse der horizontalen Heizleitung (4) und einer Achse der kapazitiven Verbindungsbahn (9) definiert wird; wobei der horizontale Spalt (d) kleiner als 5 mm ist und die Dicke der transparenten Oxidschicht (10) kleiner als 5 mm ist.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Stromschienen (3) und die horizontalen Heizleitungen (4) der Heizung mittels Sprühbeschichtung von Streifen aus transparenten Nanodrähten aus leitfähigem Material auf der Seite der Glasplatte (2) geschaffen werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nanodrähte Silber-Nanodrähte (AgNWs), Kupfer-Nanodrähte (CuNWs), PEDOT: PSS oder Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) umfassen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Streifen aus transparenten Nanodrähten der Antennenbahnen (A) eine Dicke von 5-10 nm aufweisen und mittels nur einer Sprühbeschichtungsschicht geschaffen werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Streifen aus transparenten Nanodrähten der Stromschienen (3) der Heizung eine Dicke von 30-50 nm aufweisen und mit Hilfe einer Vielzahl von Sprühbeschichtungsschichten geschaffen werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antennenbahnen (A) umfassen: - durchschneidende Bahnen (5), die die horizontalen Heizleitungen (4) schneiden, und - separate Bahnen (6), die die Heizung (H) nicht schneiden.
  10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Antennenbahnen (A) direkte Verbindungsbahnen (8) umfassen, die mit einer Sammelschiene (3) oder mit einer horizontalen Heizleitung (4) verbunden sind.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antennenbahnen (A) kapazitive Verbindungsbahnen (109) in proximaler paralleler Position zu einer horizontalen Heizleitung (4) oder zu einer Sammelschiene (3) aufweisen und die Heckscheibe auch mindestens eine planare Anpassungsstruktur (13) aufweist, die mit einer kapazitiven Verbindungsbahn (109) verbunden ist, wobei die planare Anpassungsstruktur (13) durch Sprühbeschichtung von Streifen aus transparentem Streifen aus leitendem Material auf der Innenseite der Glasplatte (2) geschaffen wird.
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