Осветительное многослойное остекление с емкостным сенсорным устройством и светоизлучающим диодом и их изготовление

Изобретение относится к области автомобильного и архитектурного остекления и касается осветительного многослойного остекления, включающего емкостное сенсорное устройство и светоизлучающий диод, и к способу изготовления указанного остекления. Остекление включает: первую и вторую стеклянные пластины, предпочтительно из минерального стекла; промежуточный слой, выполненный из термопластичного материала, соединяющий вторую стеклянную пластину с первой прозрачной стеклянной пластиной; электропроводящий слой, размещенный между первой прозрачной стеклянной пластиной и второй стеклянной пластиной; емкостное сенсорное устройство, включающее в себя сенсорную структуру, сформированную в электропроводящем слое, причем сенсорная структура включает в себя электрод заземления и контактный электрод, имеющий сенсорную область; светоизлучающий диод, размещенный на электропроводящем слое, для обозначения сенсорной области, имеющий светоизлучающую поверхность, обращенную, по меньшей мере частично, к сенсорной области, и имеющий первый вывод, представляющий собой первую электродную зону, электрически соединенный с электродом заземления, и второй вывод, представляющий собой вторую электродную зону, электрически соединенный с сенсорной областью; осветительное устройство, управляемое емкостным сенсорным устройством, и включающее в себя осветительный элемент, отличный от индикаторного диода, причем осветительный элемент размещен между первой и второй стеклянными пластинами. Изобретение обеспечивает технологию усовершенствованного встраивания сенсорного устройства и светоизлучающего диода в остекление. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к осветительному многослойному остеклению, включающему емкостное сенсорное устройство и светоизлучающий диод, и к способу изготовления указанного остекления.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время разработано остекление, которое имеет встроенное переключающее устройство в форме сенсорного устройства. Сенсорное устройство позволяет управлять функциональным элементом.

Сенсорное устройство сформировано конструкцией из двух связанных электродов, размещенных на одном и том же слое или на различных слоях. В случае, например, емкостного сенсорного устройства, когда к нему приближается палец человека, изменяется емкость между двумя связанными электродами. Изменение емкости измеряется электрической схемой, и когда превышается пороговое значение, инициируется сигнал на переключение.

Как описано в патентном документе WO2015/162107А1, положение сенсорного устройства показывает источник света, такой как светоизлучающий диод. Однако имеются существенные недостатки, такие как проблемы с выравниванием в процессе изготовления оконного стекла.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение имеет целью разрешение проблем, которые были только что описаны выше, предложением усовершенствованного встраивания сенсорного устройства и светоизлучающего диода в остекление.

Таким образом, первый аспект настоящего изобретения относится к осветительному многослойному остеклению, включающему:

- первую прозрачную стеклянную пластину; предпочтительно изогнутую, если для транспортного средства (автомобиля)

- вторую стеклянную пластину; предпочтительно изогнутую, если предназначена для транспортного средства (автомобиля)

- промежуточный слой, соединяющий ламинированием вторую стеклянную пластину с первой прозрачной стеклянной пластиной; выполненный из термопластичного материала, предпочтительно поливинилбутираля (PVB) для автомобильного стекла, или этиленвинилацетата (EVA) для остекления здания,

- электропроводящий слой, размещенный между первой прозрачной стеклянной пластиной и второй стеклянной пластиной, предпочтительно прозрачный (обеспечивающий обзор), если находится в прозрачной зоне сенсорного остекления, или, необязательно, если находится в (локальной) периферической области с маскирующим слоем, таком как эмалевый слой, на первой основной поверхности первой или на второй основной поверхности первой и/или второй стеклянной пластины;

- емкостное сенсорное устройство, в основном с питанием от альтернативного источника, включающее в себя сенсорную структуру, сформированную в указанном электропроводящем слое, причем сенсорная структура включает в себя электрод заземления и контактный электрод, имеющий сенсорную область; причем контактный электрод в основном окружен электродом заземления, причем контактный электрод и электрод заземления электрически изолированы друг от друга разделительной линией;

- светоизлучающий диод, называемый индикаторным диодом, размещенный на электропроводящем слое, для обозначения сенсорной области, причем светоизлучающий диод имеет светоизлучающую поверхность, обращенную, по меньшей мере частично, к сенсорной области, причем светоизлучающий диод имеет первый вывод, представляющий собой первый электрод, электрически соединенный с электродом заземления, и второй вывод, представляющий собой вторую электродную зону, электрически соединенный с сенсорной областью;

- осветительное устройство, управляемое емкостным сенсорным устройством, причем осветительное устройство включает осветительный элемент, отличный от индикаторного диода, причем осветительный элемент размещен между первой прозрачной стеклянной пластиной и второй стеклянной пластиной.

В контексте изобретения, термин «прозрачный» подразумевает, что коэффициент пропускания света в видимой области спектра предпочтительно является бóльшим или равным 70%, и даже 80% или 90%. Однако, когда видимость через остекление не является обязательной, коэффициент пропускания света может быть гораздо меньшим, например, свыше 1% или 5%.

Светоизлучающий (индикаторный) диод и сенсорная структура размещаются таким образом, что тем самым не требуется выравнивание дополнительного слоя с электропроводящим слоем, чем упрощается способ изготовления. Кроме того, может быть уменьшена толщина осветительного многослойного стекла. Нет никакого другого слоя, размещенного между сенсорной структурой и светоизлучающим (индикаторным) диодом. Более того, в этой конфигурации меньшее, чем в прежней, число компонентов, таких как соединители или проводники. Это, в сочетании с упрощением технологии изготовления, имеет результатом снижение затрат на изготовление.

Первая прозрачная стеклянная пластина предпочтительно содержит предварительно напряженное, частично напряженное или предварительно не напряженное стекло, в особенности предпочтительно флоат-стекло, кварцевое стекло, боросиликатное стекло, кальциево-натриевое стекло, или прозрачные пластмассы, в частности, полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, полиметилметакрилат, полистирол, полиамид, сложный полиэфир, поливинилхлорид, и/или их смеси.

Толщина первой прозрачной стеклянной пластины может варьировать в широких пределах, и тем самым быть идеально приспособленной к требованиям конкретной ситуации. Первая прозрачная стеклянная пластина предпочтительно имеет толщину менее 10 мм, и даже 8 мм, и в особенности предпочтительно менее 5 мм, и весьма предпочтительно менее 3 мм, для вариантов применения в автомобилях (по большей части в дорожных транспортных средствах), и даже менее, чем 1,1 мм. Эта первая прозрачная стеклянная пластина может быть закаленной, главным образом химически закаленной, если толщина составляет менее 1,1 мм. Эта первая прозрачная стеклянная пластина могла бы быть внутренней стеклянной пластиной многослойного оконного стекла, предпочтительно со второй прозрачной стеклянной пластиной, имеющей бóльшую толщину. Площадь первой прозрачной стеклянной пластины может варьировать в широких пределах, например, от 100 см² до 18 м². Первая прозрачная стеклянная пластина предпочтительно имеет площадь от 400 см² до 4 м², как это является обычным для автомобильных стекол и для архитектурно-строительного остекления.

В предпочтительном варианте исполнения сенсорное остекление, которое представляет собой многослойное остекление, предназначено для формирования ветрового стекла, или крыши, или бокового стекла транспортного средства, или двери или окна, или даже перегородки в здании.

В случае здания многослойное остекление также могло бы быть частью многослойного изолирующего стеклопакета, обычно двойного стеклопакета или тройного стеклопакета. Предпочтительно, чтобы первая прозрачная стеклянная пластина представляла собой самую внутреннюю стеклянную пластину.

Транспортное средство может быть дорожным транспортным средством личного пользования (автомобилем), или транспортным средством для перевозок по воде (судном), по земле (грузовиком, автобусом, трамваем, рельсовым подвижным составом), или по воздуху (самолетом).

Изобретение является предпочтительным для ветрового стекла или крыши (наземного, дорожного) транспортного средства, или же бокового стекла (или двери, или окна, или перегородки для здания).

Промежуточный слой предпочтительно содержит по меньшей мере один термопластичный пластик, предпочтительно поливинилбутираль (PVB), этиленвинилацетат (EVA), и/или полиэтилентерефталат (PET). Однако термопластичный промежуточный слой также может содержать, например, полиуретан (PU), полипропилен (PP), полиакрилат, полиэтилен (PE), поликарбонат (PC), полиметилметакрилат, поливинилхлорид, полиацетатную смолу, литьевые смолы, акрилаты, фторированный этилен-пропиленовый сополимер, поливинилфторид, и/или сополимер этилена и тетрафторэтилена, или их сополимеры или смеси. Термопластичный промежуточный слой может быть сформирован из одной или же многих термопластичных пленок, размещенных друг поверх друга, с толщиной одной термопластичной пленки предпочтительно не более 1 мм, главным образом от 0,25 мм или 0,5 мм до 1 мм или 0,9 мм, как правило, около 0,4 мм или 0,7 мм.

Для наземного транспортного средства предпочтителен поливинилбутираль (PVB). Для крыши или бокового стекла или ветрового стекла он может представлять собой акустический PVB, окрашенный или нет. Для ветрового стекла это может быть клиновидный PVB, и/или окрашенный или нет, и/или акустический или нет.

Вторая стеклянная пластина предпочтительно содержит предварительно напряженное, частично напряженное или предварительно не напряженное стекло, в особенности предпочтительно флоат-стекло, кварцевое стекло, боросиликатное стекло, кальциево-натриевое стекло, или прозрачные пластмассы, в частности, полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, полиметилметакрилат, полистирол, полиамид, сложный полиэфир, поливинилхлорид, и/или их смеси. Вторая прозрачная стеклянная пластина предпочтительно имеет толщину менее 10 мм, или даже 8 мм, и в особенности предпочтительно менее 5 мм, и весьма предпочтительно менее 3 мм, для вариантов применения в автомобилях (по большей части в легковых автомобилях). Эта вторая прозрачная стеклянная пластина может быть закаленной. Как в случае первой прозрачной стеклянной пластины, площадь второй прозрачной стеклянной пластины может варьировать в широких пределах, например, от 100 см² до 18 м². Вторая прозрачная стеклянная пластина предпочтительно имеет площадь от 400 см² до 4 м², как это является обычным для остекления автомобилей и для архитектурно-строительного остекления. Авторы настоящего изобретения предпочитают выбирать первую и вторую стеклянные пластины, имеющие одинаковую величину.

Сенсорный элемент может включать еще один функциональный элемент, управляемый емкостным сенсорным устройством, или же многослойное остекление может включать еще один емкостный сенсорный элемент, причем указанный еще один функциональный элемент выбирается из одного или более следующих: нагревательного элемента, устройства со взвешенными частицами, жидкокристаллического устройства, электрохромного устройства, а также для ветрового стекла: отображающего устройства, стеклоочистителей или кондиционера транспортного средства, системы запирания боковых стекол.

В одном варианте исполнения осветительного многослойного стекла согласно изобретению, контактный электрод окружен электродом заземления, причем контактный электрод и электрод заземления электрически изолированы друг от друга разделительной линией. Светоизлучающий (индикаторный) диод предпочтительно размещается поверх разделительной линии.

В предпочтительном варианте исполнения разделительная линия прочерчена так, что электрод заземления включает нулевой проводник, выступающий в сенсорную область, причем нулевой проводник оконтурен первой частью разделительной линии. Светоизлучающий (индикаторный) диод размещается поверх первой части разделительной линии, причем первый вывод светоизлучающего (индикаторного) диода электрически соединен с нулевым проводником.

Контактная область имеет заданную ширину. Нулевой проводник предпочтительно имеет длину, меньшую или равную ширине контактной области.

Контактная область предпочтительно имеет форму, симметричную относительно центральной точки, причем светоизлучающий диод (индикаторный диод) предпочтительно размещен (по существу) поверх центральной точки.

В предпочтительном варианте исполнения осветительное многослойное остекление сконфигурировано для формирования крыши транспортного средства, главным образом крыши автомобиля, причем каждая из первой стеклянной пластины и второй стеклянной пластины имеет первую основную поверхность и вторую основную поверхность, противоположную первой основной поверхности. Вторая основная поверхность первой прозрачной стеклянной пластины предпочтительно предназначена быть ориентированной внутрь транспортного средства, и первая основная поверхность второй стеклянной пластины предназначена быть ориентированной наружу транспортного средства. В этом случае первая основная поверхность первой прозрачной стеклянной пластины и вторая основная поверхность второй прозрачной стеклянной пластины представляют собой поверхности внутренних сторон осветительного многослойного стекла. В этом варианте исполнения первая прозрачная стеклянная пластина представляет собой внутреннюю стеклянную пластину, и вторая стеклянная пластина представляет собой наружную стеклянную пластину.

Электропроводящий слой предпочтительно размещается ближе всего к первой основной поверхности первой прозрачной стеклянной пластины.

В более предпочтительном варианте исполнения осветительного многослойного остекления в качестве стеклянной крыши автомобиля, осветительное устройство (матрица светоизлучающих диодов (LED) или даже по меньшей мере один органический светоизлучающий диод (OLED)) сконфигурированы для освещения внутреннего пространства транспортного средства, главным образом для исполнения функции освещения для чтения.

В еще более предпочтительном варианте исполнения сенсорная структура предпочтительно сформирована на первой части электропроводящего слоя, причем осветительное устройство включает:

- электропроводную структуру, предпочтительно сформированную во второй части электропроводящего слоя, причем вторая часть электрически изолирована от первой части, причем электропроводная структура включает отрицательный электрод и положительный электрод;

- многочисленные (предпочтительно с высокой светоотдачей) светоизлучающие диоды (главным образом более мощные, чем индикаторный диод), предпочтительно неорганические, размещенные на электропроводной структуре, причем каждый светоизлучающий диод (с высокой светоотдачей) имеет первый вывод, который представляет собой анодную зону, электрически соединенный с отрицательным электродом, и второй вывод, который представляет собой катодную зону, электрически соединенный с положительным электродом, причем светоизлучающие диоды (с высокой светоотдачей) образуют осветительный элемент осветительного устройства.

Такая конфигурация является особенно простой и экономичной в изготовлении, причем один и тот же электропроводящий слой используется для соединения индикаторного диода и светоизлучающих диодов (с высокой светоотдачей).

Положительный электрод предпочтительно окружен отрицательным электродом, причем положительный электрод и отрицательный электрод электрически изолированы друг от друга разделительной линией, причем каждый светоизлучающий диод (с высокой светоотдачей, неорганический) размещается поверх разделительной линии.

Контактный электрод предпочтительно окружен электродом заземления, причем электрод заземления окружен положительным электродом, и положительный электрод окружен отрицательным электродом. В этом случае многочисленные светоизлучающие диоды (с высокой светоотдачей, неорганические) предпочтительно размещены по кругу, или квадрату, или любой замкнутой (многоугольной) поверхности, (по существу) с центром у светоизлучающего (индикаторного) диода. Также мог бы быть образован крест, включающий индикаторный диод (в центре).

В одном варианте исполнения светоизлучающие диоды (с высокой светоотдачей, неорганические) размещены вокруг индикаторного диода. В еще одном варианте исполнения ортогональные проекции светоизлучающих диодов (с высокой светоотдачей, неорганических) на проводящий слой располагаются вокруг индикаторного диода.

Ширина разделительных линий предпочтительно составляет от 30 мкм до 200 мкм, и в особенности предпочтительно от 70 мкм до 140 мкм. Такие тонкие разделительные линии обеспечивают возможность надежной и надлежащим образом высокой электрической изоляции, и в то же время лишь слегка нарушают обзор через сенсорное остекление, или вообще не нарушают ее. Изготовление разделительных линий предпочтительно выполняется лазерным формированием рисунка, или химическим или механическим удалением материала.

Электропроводящий слой предпочтительно содержит прозрачный электропроводный слой. Электропроводящие слои согласно изобретению известны, например, из патентных документов DE 20 2008 017 611 U1, EP 0 847 965 B1, или WO2012/052315 A1. Обычно они содержат один или многие, например, два, три или четыре, электропроводящие функциональные слои. Функциональные слои предпочтительно содержат по меньшей мере один металл, например, серебро, золото, медь, никель и/или хром, или металлический сплав. Функциональные слои в особенности предпочтительно содержат по меньшей мере 90 вес.% металла, в частности, по меньшей мере 99,9 вес.% металла. Функциональные слои могут быть сформированы из металла для металлического сплава. Функциональные слои в особенности предпочтительно содержат серебро или содержащий серебро сплав. Такие функциональные слои имеют особенно благоприятную электрическую проводимость, и в то же время высокое светопропускание в видимой области спектра. Толщина функционального слоя предпочтительно составляет от 5 нм до 50 нм, в особенности предпочтительно от 8 нм до 25 нм. В этом диапазоне толщин функционального слоя получаются благоприятно высокое светопропускание в видимой области спектра и особенно благоприятная электрическая проводимость.

Как правило, в каждом случае между двумя соседними функциональными слоями электропроводящего слоя размещается по меньшей мере один диэлектрический слой. Еще один диэлектрический слой предпочтительно размещается ниже первого и/или выше последнего функционального слоя. Диэлектрический слой содержит по меньшей мере один индивидуальный слой, выполненный из диэлектрического материала, например, содержащего нитрид, такой как нитрид кремния, или оксид, такой как оксид алюминия. Однако диэлектрические слои также могут содержать многочисленные индивидуальные слои, например, индивидуальные слои из диэлектрического материала, выравнивающие слои, согласующие слои, блокирующие слои, и/или противоотражательные слои. Толщина диэлектрического слоя составляет, например, от 10 нм до 200 нм.

Эта слоистая структура обычно получается в последовательности операций осаждения, которые проводятся вакуумным способом, таким как катодное распыление в плазме магнетронного разряда.

Другие пригодные электропроводящие слои представляют собой прозрачный проводящий оксид (известный как TCO), главным образом слой оксида индия-олова (ITO), слой фторированного оксида олова (SnO2:F), или легированный галлием и/или алюминием оксид цинка (ZnO:Al; ZnO:Ga).

Электропроводящий слой в принципе может представлять собой любое покрытие, которое может обеспечивать электрический контакт. Если предполагается, что осветительное многослойное остекление согласно изобретению обеспечивает видимость сквозь него, как в случае, например, стекол в области окна, электропроводящий слой предпочтительно является прозрачным. В предпочтительном варианте исполнения электропроводящий слой представляет собой слой или слоистую структуру из многочисленных индивидуальных слоев с общей толщиной, меньшей или равной 2 мкм, в особенности предпочтительно меньшей или равной 1 мкм, или даже меньшей или равной 300 нм или 100 нм.

Электропроводящий слой предпочтительно имеет поверхностное сопротивление от 0,4 Ом/квадрат до 200 Ом/квадрат. Действительно, сенсорная структура сенсорного устройства должна пропускать только низкие токи, и тем самым поверхностное сопротивление слоя может быть выбрано в широком диапазоне значений. Благоприятный электропроводящий слой согласно изобретению имеет поверхностное сопротивление от 0,4 Ом/квадрат до 10 Ом/квадрат. В особенно предпочтительном варианте исполнения электропроводящий слой согласно изобретению имеет поверхностное сопротивление от 0,5 Ом/квадрат до 1 Ом/квадрат. Покрытия с такими величинами поверхностного сопротивления особенно пригодны для нагревания оконного стекла транспортного средства с типичными значениями бортового напряжения от 12 В до 48 В, или, в случае электрических транспортных средств, с типичными значениями бортового напряжения не более 500 В.

Электропроводящий слой может быть прозрачным и проходить (по существу) по всей поверхности первой прозрачной стеклянной пластины (иногда за исключением любого удаления на периферической(-ких) кромке(-ках), главным образом позади маскирующего слоя на S4 или S3, или между маскирующими слоями на S2 и также S3 или S4), с возможным(-ми) некоторым(-ми) локальным(-ми) удалением(-ями) (изолирующая(-ие) линия(-нии) предпочтительно невидимы или почти невидимы, чтобы позволять электромагнитным волнам проходить через них, и т.д.).

Однако, в альтернативном варианте, электропроводящий слой может быть протяженным только в части поверхности первой прозрачной стеклянной пластины (будучи локальным), и даже когда она представляет собой маскирующий слой (эмаль), или S4 (или S3), и даже на S2. В этом случае электропроводящий слой является, например, непрозрачным, может быть металлическим, таким как медный. Более того, он мог бы быть в локальном носителе, который, например, не является прозрачным носителем, главным образом любой печатной платой (PCB).

Электропроводящий слой может быть прозрачным и проходить (по существу) по всей поверхности первой прозрачной стеклянной пластины, или быть локальным. Тем самым электропроводящий слой предпочтительно выбирается из нагревательного элемента, слоя для регулирования солнечного света, энергосберегающего low-E-слоя, электропроводящего слоя в контакте с первой основной поверхностью первой прозрачной стеклянной пластины или не в контакте (отделенным термопластичным слоем, например, типа PVB).

В отношении многослойного остекления для транспортного средства (для сенсорного управления изнутри транспортного средства) предпочтительно, чтобы электропроводящий слой был ближе к первой прозрачной стеклянной пластине, чем ко второй прозрачной стеклянной пластине (наружной стеклянной пластине). Для этой цели можно выбирать толщину PVB и наружной стеклянной пластины. В более широком смысле, переключение снаружи было бы невозможным вследствие согласования чувствительности и/или PVB и более толстого наружного (внешнего) стекла по направлению в противоположную от пользователя сторону.

Электропроводящий слой может быть протяженным по всей поверхности первой прозрачной стеклянной пластины. Однако, в альтернативном варианте, электропроводящий слой может быть протяженным только на части поверхности первой прозрачной стеклянной пластины. Электропроводящий слой предпочтительно занимает по меньшей мере 50%, в особенности предпочтительно по меньшей мере 70%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90% поверхности первой прозрачной стеклянной пластины. Электропроводящий слой может иметь одну или многочисленные непокрытые зоны. Эти зоны могут быть прозрачными для электромагнитного излучения и известны, например, как окна для передачи данных или окна для связи.

Электрод заземления и контактный электрод благоприятным образом образуют конденсатор, имеющий емкость, которая изменяется при приближении или контакте объекта, который вызывает срабатывание сенсорного устройства, предпочтительно пальца человека, или объекта, диэлектрическая проницаемость которого близка к диэлектрической проницаемости человеческого пальца. Конечно, прикосновение может быть сделано одним или же многими пальцами, или иной частью человеческого тела. В контексте этого изобретения «прикосновение» означает любое взаимодействие с сенсорной областью, которое приводит к измеримому изменению измеряемого сигнала, то есть, в этом случае емкости.

Емкость может быть измерена внешним электронным устройством с емкостным датчиком.

Изменение емкости измеряется, например, электрической схемой или электронным датчиком, и когда превышается пороговое значение, инициируется сигнал на переключение. Электрические схемы для емкостных переключателей известны, например, из патентных документов DE 20 2006 006 192 U1, EP 0 899 882 A1, US 6,452,514 B1, и EP 1 515 211 A1. Электронные датчики предпочтительно представляют собой емкостные электронные датчики.

Выдаваемый сигнал на переключение может быть любого типа, и приспособлен к требованиям конкретного варианта применения. Так, сигнал на переключение может подразумевать положительное напряжение, например, 12 В, отсутствие сигнала на переключение может подразумевать, например, 0 В, и еще один сигнал на переключение может подразумевать, например, +6 В. Сигнал на переключение также может соответствовать напряжениям линий CAN_High и CAN_Low, обычным для CAN-шины, и с изменением значения напряжения между ними. Сигнал на переключение также может быть импульсным и/или с цифровым кодированием.

Чувствительность электронного датчика может быть определена как функция размера сенсорной области и как функция толщины первой прозрачной стеклянной пластины, промежуточного(-ных) слоя(-ев) и второй прозрачной стеклянной пластины, в контексте простых экспериментов.

Светоизлучающий диод (например, неорганический диод) может излучать непрерывный или же мигающий свет. В предпочтительном варианте исполнения осветительного многослойного стекла согласно изобретению, емкостное сенсорное устройство включает электронный блок датчика, предназначенный для управления сенсорной структурой, и источник напряжения, сконфигурированный для подачи питающего напряжения (предпочтительно источник напряжения постоянного тока (DC)) на светоизлучающий (индикаторный) диод через сенсорную структуру. Электронный блок датчика и источник напряжения предпочтительно размещаются вне первой стеклянной пластины, более предпочтительно в периферической зоне осветительного многослойного стекла. Электронный блок датчика может быть выполнен так, что при контакте человека с сенсорной областью генерируется сигнал на переключение.

Емкостное сенсорное устройство благоприятным образом включает первый линейный электропроводный элемент, соединяющий электронный блок датчика и источник напряжения с электродом заземления, и второй линейный электропроводный элемент, соединяющий электронный блок датчика и источник напряжения с контактным электродом на одной стороне.

Линейные электропроводные элементы предпочтительно представляют собой электропроводные проводники. Если необходимо, проводники предпочтительно выполнены очень тонкими так, чтобы они не нарушали обзорность, или лишь слегка мешали ей, через осветительное многослойное остекление. Предпочтительные проводники имеют толщину, меньшую или равную 0,25 мм, в особенности предпочтительно от 0,02 мм до 0,15 мм. Проводники предпочтительно являются металлическими, в частности, содержащими медь, вольфрам, золото, серебро или алюминий, или сплавы по меньшей мере двух из этих металлов, или изготовлены из них. Сплавы также могут содержать молибден, рений, осмий, иридий, палладий или платину.

Проводники предпочтительно являются электрически изолированными, например, электроизоляционной оболочкой, выполненной из пластика. Это является особенно благоприятным, если проводники пролегают на электропроводящем слое или других электропроводных элементах сенсорного остекления.

В еще одном предпочтительном варианте исполнения емкостное сенсорное устройство включает устройство для регулирования действия светоизлучающего диода и источника напряжения, предпочтительно источника напряжения постоянного тока (DC). Устройство для регулирования действия светоизлучающего (индикаторного) диода и источника напряжения преимущественно последовательно соединено со светоизлучающим диодом.

Кроме того, источник напряжения, предпочтительно источник напряжения постоянного тока (DC), может быть разобщен с электронным блоком датчика. Источник напряжения постоянного тока (DC) предпочтительно отсоединен от электронного блока датчика конденсатором, например, с подачей на сенсорную структуру переменного сигнала на переключение, главным образом с частотой предпочтительно по меньшей мере 60 Гц, и более предпочтительно до 100 Гц.

Сенсорная структура предпочтительно имеет площадь от 1 см² до 200 см², в особенности предпочтительно от 1 см² до 10 см². Например, сенсорная область может иметь форму овала, эллипса или круга, треугольника, прямоугольника, квадрата, или четырехугольника другого типа, или многоугольника высшего порядка.

Осветительное многослойное остекление согласно изобретению включает светоизлучающий диод, которым обозначается сенсорная область. Это является особенно благоприятным, в особенности в случае прозрачной, невидимой или с трудом различимой сенсорной области, так как это позволяет уверенно прикасаться к сенсорной области и достоверно инициировать операцию переключения, главным образом не причиняя дополнительного ущерба прозрачности на периферии, поскольку светоизлучающий диод размещается на том же электропроводящем слое. Светоизлучающий диод является весьма полезным, в особенности ночью или в темноте, так как это обеспечивает возможность быстро найти сенсорную область. В частности, когда изобретение используется для остекления транспортного средства, водителю очень легко найти сенсорную область и прикоснуться к ней, не отвлекаясь слишком надолго от дорожной ситуации. Светоизлучающий диод также способен показывать состояние переключаемой функции по его интенсивности (например, включено/выключено осветительное устройство).

Выводы светоизлучающего (индикаторного) диода могут быть в непосредственном контакте с их соответствующими электродами. В этом случае светоизлучающий (индикаторный) диод может быть приклеен к электропроводящему слою, или может удерживаться на месте адгезивным слоем или любым другим подходящим средством. В альтернативном варианте, выводы могут быть электрически присоединены к их соответствующим электродам с помощью паяных соединений, проводящего адгезива или проводящей пасты. Выводы также могут быть присоединены к их соответствующим электродам проводным соединением.

В одном предпочтительном варианте исполнения осветительного многослойного стекла согласно изобретению, светоизлучающий (индикаторный) диод представляет собой многоцветный неорганический светоизлучающий диод, включающий многочисленные светоизлучающие полупроводниковые чипы, например, красный, зеленый и синий. Каждый светоизлучающий полупроводниковый чип имеет первый вывод и второй вывод. Сенсорная структура предпочтительно включает многочисленные нулевые проводники, электрически изолированные друг от друга разделительными линиями. Таким образом, каждый второй вывод электрически присоединен к одному из нулевых проводников. Сенсорное устройство предназначается для управления функциональным элементом. Таким образом, различные цвета светоизлучающего диода позволяют, например, обозначать различные состояния функционального элемента.

Неорганический светоизлучающий диод (индикаторное осветительное устройство или же каждый светоизлучающий диод, образующий осветительное устройство) может представлять собой заключенный в корпус светоизлучающий диод или светоизлучающий диод в виде чипа на плате. В конечном счете, светоизлучающий диод может представлять собой смонтированный перевернутым светоизлучающий диод, чем подразумевается, что первый и второй выводы, а также светоизлучающая поверхность, размещены на одной и той же стороне светоизлучающего диода. Неорганические диоды, например, основываются на фосфиде галлия или нитриде алюминия-галлия и нитриде галлия.

Ширина (или длина) диода с единственным полупроводниковым чипом, как правило, диода с квадратной формой, предпочтительно составляет не более 5 мм. Длина диода с многочисленными полупроводниковыми чипами (обычно окруженных корпусом), обычно с прямоугольной формой, предпочтительно составляет не более 20 мм, и еще лучше не более 10 мм.

В одном варианте исполнения светоизлучающий диод включает и даже представляет собой органический светоизлучающий диод (OLED), и даже осветительное устройство представляет собой OLED.

Высота органического или неорганического светоизлучающего диода предпочтительно составляет не более 1 мм, и даже не более 0,8 мм.

Электропроводящий слой может быть нанесен на носитель (пленку), связанный с первой прозрачной стеклянной пластиной.

Носитель мог бы быть локальным, или предпочтительно мог бы быть как прозрачным, так и протяженным по поверхности первой прозрачной стеклянной пластины. Электропроводящий слой также является прозрачным и протяженным по поверхности первой прозрачной стеклянной пластины (и носителя), и предпочтительно выбирается из нагревательного элемента, слоя для регулирования солнечного света, энергосберегающего low-E-слоя, электропроводящего слоя, в контакте или нет с первой основной поверхностью S3 первой прозрачной стеклянной пластины.

Носитель - предпочтительно прозрачный - предпочтительно представляет собой полимерную пленку - главным образом из полиэтилентерефталата (PET).

Она предпочтительно имеет толщину менее 0,2 мм, и даже 0,1 мм, между сторонами S2 и S3 многослойного стекла. Указанная полимерная пленка предпочтительно присоединена к первой прозрачной стеклянной пластине термопластичным листом, таким как PVB, или адгезивом, и/или присоединена ко второй прозрачной стеклянной пластине термопластичным листом, таким как PVB, или адгезивом. В предпочтительном случае она присоединена ко второй прозрачной стеклянной пластине термопластичным листом, таким как PVB (с электропроводящим слоем, обращенным к S3), и более предпочтительно присоединена к первой прозрачной стеклянной пластине термопластичным листом, таким как PVB.

Пленочный носитель предпочтительно содержит по меньшей мере один сложный полиэфир и/или один полиимид, в особенности предпочтительно термопластичный сложный полиэфир, например, полиэтиленнафталат (PEN) или полиэтилентерефталат (PET). Это является особенно благоприятным в отношении стабильности и обрабатываемости пленочного носителя. Пленочный носитель может быть присоединен к первой прозрачной стеклянной пластине адгезивным средством или посредством промежуточного слоя, предпочтительно подобного промежуточному слою, соединяющему вторую прозрачную стеклянную пластину с первой прозрачной стеклянной пластиной. Толщина пленочного носителя предпочтительно составляет от 10 мкм до 1 мм, в особенности предпочтительно от 30 мкм до 200 мкм. В этом диапазоне толщины пленочный носитель благоприятным образом стабилен и легко обрабатывается. Длина и ширина пленочного носителя могут быть равными длине и ширине первой прозрачной стеклянной пластины. Длина и ширина пленочного носителя также могут быть меньшими, чем длина и ширина первой прозрачной стеклянной пластины (например, на основе PET).

Носитель (который предпочтительно является достаточно гибким, чтобы следовать кривизне изогнутого многослойного стеклянного блока) может быть посредством клея соединен или напрессован к S2 для ветрового стекла или крыши, и S3 для бокового стекла (для света снаружи) или S2 для бокового стекла (для света внутри).

В одном варианте исполнения носитель может быть даже размещен в области переднего ветрового стекла или крыши, в области, в которой наружное стекло становится полностью (или частично) непрозрачным посредством (самого наружного) непрозрачного слоя, такого как (черная) эмаль, предпочтительно на S2.

Носитель может быть размещен в области, которая придает внутреннему стеклу непрозрачность посредством непрозрачного слоя (самого внутреннего), такого как (черная) эмаль, предпочтительно на S4 или даже на S3. Этот непрозрачный слой тогда включает проем (маскированием при осаждении или удалением, в частности, лазером) по меньшей мере на одной линии со светоизлучающим диодом.

В качестве гибкого носителя может быть упомянут ряд продуктов AKAFLEX® (в особенности PCL FW) от фирмы KREMPEL.

Будет выбираться по возможности тончайший и даже предпочтительно по возможности незаметный гибкий носитель (с минимальной шириной или даже прозрачный), например, включающий PET, PEN или полиимид, и могут выбираться скорее даже прозрачные дорожки (нежели дорожки, выполненные из меди, разве что если они сделаны достаточно тонкими).

Для адгезивного присоединения к S2 или S3 (в особенности локального носителя) предпочтительно используется прозрачный двухсторонний адгезив с толщиной не более 0,15 мм, и еще лучше 0,1 мм, и, в частности, менее 0,05 мм, на всей поверхности или на части носителя, присоединяемого адгезивным средством.

В альтернативном варианте исполнения осветительное многослойное остекление включает многочисленные сенсорные структуры, каждая из которых контролирует функциональный элемент.

Второй аспект настоящего изобретения относится к способу изготовления осветительного многослойного стекла согласно первому аспекту изобретения, причем осветительное многослойное остекление содержит:

- первую прозрачную стеклянную пластину;

- вторую стеклянную пластину;

- промежуточный слой, соединяющий первую прозрачную стеклянную пластину со второй стеклянной пластиной;

- емкостное сенсорное устройство, включающее в себя сенсорную структуру;

- осветительное устройство, управляемое сенсорным устройством, причем осветительное устройство включает в себя осветительный элемент;

причем способ включает следующие стадии:

- размещения электропроводящего слоя между первой прозрачной стеклянной пластиной и второй стеклянной пластиной;

- формирования сенсорной структуры в электропроводящем слое, причем сенсорная структура включает в себя электрод заземления и контактный электрод, имеющий сенсорную область;

- размещения светоизлучающего диода на электропроводящем слое для обозначения сенсорной области, причем светоизлучающий диод имеет светоизлучающую поверхность, обращенную, по меньшей мере частично, к сенсорной области, причем светоизлучающий диод имеет первый вывод, который представляет собой первую электродную зону, электрически соединенный с электродом заземления, и второй вывод, который представляет собой вторую электродную зону, электрически соединенный с сенсорной областью;

- размещения осветительного элемента между первой прозрачной стеклянной пластиной и второй стеклянной пластиной.

В предпочтительном варианте исполнения стадия размещения электропроводящего слоя между первой прозрачной стеклянной пластиной и второй стеклянной пластиной включает стадии нанесения электропроводящего слоя на несущий слой, и размещения несущего слоя между первой прозрачной стеклянной пластиной и второй стеклянной пластиной.

В альтернативном варианте, стадия размещения электропроводящего слоя между первой прозрачной стеклянной пластиной и второй стеклянной пластиной может включать стадию нанесения электропроводящего слоя непосредственно на поверхность внутренней стороны осветительного многослойного стекла, предпочтительно на первую прозрачную стеклянную пластину.

Нанесение электропроводящего слоя может быть выполнено общеизвестными способами, предпочтительно катодным распылением в магнитном поле. Это является особенно благоприятным в отношении простого, быстрого, экономичного и равномерного нанесения покрытия на первую прозрачную стеклянную пластину. Однако электропроводящий слой также может быть нанесен, например, физическим осаждением из паровой фазы (PVD), химическим осаждением из паровой фазы (CVD), плазменно-химическим осаждением из паровой фазы (PECVD), или способами мокрого химического нанесения.

После нанесения электропроводящего слоя первая прозрачная стеклянная пластина может быть подвергнута термической обработке. Первая прозрачная стеклянная пластина с электропроводящим слоем нагревается до температуры по меньшей мере 200°С, предпочтительно по меньшей мере 300°С. Термическая обработка может служить для повышения светопропускания и/или для снижения поверхностного сопротивления электропроводящего слоя.

После нанесения электропроводящего слоя первая прозрачная стеклянная пластина может быть изогнута, обычно при температуре от 500°С до 700°С. Поскольку технически проще наносить покрытие на плоскую стеклянную пластину, эта процедура является преимущественной, если первая прозрачная стеклянная пластина должна быть изогнута. Однако в альтернативном варианте первая прозрачная стеклянная пластина также может быть изогнута до нанесения электропроводящего слоя, например, если электропроводящий слой не в состоянии выдержать условия процесса изгибания без повреждения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет дополнительно разъяснено ниже с помощью примерных вариантов исполнения со ссылкой на сопроводительные фигуры, на которых:

- Фиг. 1А представляет вид сверху осветительного многослойного стекла в одном варианте исполнения согласно первому аспекту изобретения;

- Фиг. 1В представляет увеличенный вид фрагмента Z на Фиг. 1А;

- Фиг. 1С представляет вид в разрезе, проведенном вдоль линии A-A' сечения на Фиг. 1В;

- Фиг. 1D - представляет вид в разрезе, проведенном вдоль линии В-В' сечения на Фиг. 1В;

- Фиг. 2 представляет вид в разрезе, проведенном вдоль линии В-В' сечения, осветительного многослойного стекла в альтернативном варианте исполнения.

Фигуры приведены только в иллюстративных целях, и никоим образом не ограничивают изобретение.

На фигурах одинаковые кодовые номера позиций обозначают одинаковые или аналогичные компоненты.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1А показывает осветительное многослойное остекление 100 в примерном варианте исполнения, в форме остекления крыши автомобиля. Осветительное многослойное остекление 100 включает первую прозрачную стеклянную пластину 1, выполненную, например, из минерального стекла, электропроводящий слой 2, и сенсорное устройство 3, которое включает сенсорную поверхность 30, образованную в электропроводящем слое 2. Электропроводящий слой 2 предпочтительно представляет собой слоистую систему, которая включает, например, три электропроводных серебряных слоя, которые отделены друг от друга диэлектрическими слоями.

В этом варианте исполнения электропроводящий слой 2 нанесен на несущий слой 9, который размещен внутри осветительного многослойного стекла 100. Несущий слой 9 упрощает размещение электропроводящего слоя 2 внутри осветительного многослойного стекла 100. Несущий слой 9 может представлять собой печатную плату (PCB) или полимерную пленку, предпочтительно содержащую полиэтилентерефталат (PET).

Электропроводящий слой 2 предпочтительно имеет общую кромку с осветительным многослойным остеклением 100. Это упрощает формирование соединений с наружной стороной осветительного многослойного остекления 100.

Осветительное многослойное остекление 100 также содержит емкостное сенсорное устройство 3, которое включает сенсорную поверхность 30, образованную в электропроводящем слое 2. Со ссылкой теперь на Фиг. 1В в дополнение к Фиг. 1А, сенсорная структура 30 включает электрод 31 заземления и контактный электрод 32, имеющий сенсорную область 32а. Оба из электрода 31 заземления и контактного электрода 32 являются частями электропроводящего слоя 2. Емкостное сенсорное устройство 3 представляет собой переключающее устройство, способное срабатывать в присутствии объекта, предпочтительно человеческого пальца, контактирующего с сенсорной областью 32а или приближающегося к ней.

Электрод 31 заземления и контактный электрод 32 образуют конденсатор, имеющий емкость, которая изменяется, когда объект, который вызывает срабатывание емкостного сенсорного устройства 3, приближается к сенсорной области 32а или приходит в контакт с нею. Емкостное сенсорное устройство 3 включает электронный блок 33 емкостного датчика, который измеряет изменение емкости. Когда измеренное изменение емкости является более высоким, чем пороговое значение, на которое настроен электронный блок 33 датчика, инициируется сигнал на переключение. Сигнал на переключение позволяет управлять функциональным элементом, связанным с емкостным сенсорным устройством.

Электронный блок 33 датчика, который контролирует сенсорную структуру 30, присоединен к электроду 31 заземления через первый электропроводный элемент 41, и к контактному электроду 32 через второй электропроводный элемент 42. Электропроводные элементы 41, 42 могут представлять собой фольговые проводники, изготовленные, например, из меди. Они предпочтительно являются электрически изолированными, в частности, от электропроводящего слоя 2, электроизоляционной оболочкой, выполненной, например, из полиимида.

Контактный электрод 32 предпочтительно окружен электродом 31 заземления. Эти два электрода электрически изолированы друг от друга предпочтительно первой разделительной линией 35, которая представляет собой линию, вдоль которой электропроводящий слой 2 удален так, что отсутствует электрическая проводимость от одной стороны линии к другой стороне. Первая разделительная линия 35 имеет ширину d1 (показанную на Фиг. 1С), например, 100 мкм, и, например, прорезана в электропроводящем слое 2 лазерным нанесением рисунка.

В этом варианте исполнения контактный электрод 32 содержит три различных зоны: контактную область 32а, находящуюся у оконечности контактного электрода 32, соединительную зону 32b, находящуюся у еще одной оконечности контактного электрода 32, и к которой через второй электропроводный элемент присоединен электронный блок 35 датчика, и зону 32с линии питания, которая электропроводно соединяет контактную область 32а с соединительной зоной 32b. Контактная область 32а имеет по существу каплевидную форму и переходит в зону 32с линии питания. Термин «каплевидная форма» означает, что сенсорная область 32а является по существу круглой, и с одной стороны сужается подобно воронке в сторону зоны 32с линии питания. Контактная область 32а имеет ширину W1, например, 40 мм. Зона 32с линии питания имеет, например, ширину 1 мм и длину 48 мм. Соединительная зона 32b имеет квадратную форму со скругленными углами и ширину, например, 12 мм. Квадрат является благоприятной формой для размещения и контакта с фольговым проводником.

Зона 32с линии питания не проявляет чувствительности ввиду ее малых размеров и незначительного изменения емкости при прикосновении, и тем самым способствует приведению сенсорной области 32а в желательное положение. Кроме того, электронный блок 33 датчика, соединенный с сенсорной структурой 30, также может быть выбран сообразно ее чувствительности так, что емкостный полевой эффект проявляется только при прикосновении к зоне осветительного многослойного стекла 100 в пределах сенсорной области 32а. Напротив, прикосновение к сенсорному остеклению 100 над зоной 32с линии питания не приводит к генерированию сигнала на переключение.

Светоизлучающий диод 6 размещается на электропроводящем слое 2 для обозначения сенсорной области 32а. Таким образом, светоизлучающий диод также называется индикаторным диодом. Светоизлучающий диод 6 имеет светоизлучающую поверхность, обращенную, по меньшей мере частично, к сенсорной области 32а. В этом контексте термин «обращенный» имеет отношение к ортогональной проекции светоизлучающей поверхности в плоскости сенсорной области 32а. Действительно, в этом варианте исполнения светоизлучающая поверхность обращена не к сенсорной области 32а, но ориентирована в противоположном направлении, как изображено стрелкой 7 на Фиг. 1С. Светоизлучающая поверхность ориентирована в сторону осветительного многослойного стекла 100, от которой предполагается прикосновение к сенсорной области 32а.

Светоизлучающий диод 6 присоединен по прямому направлению. Другими словами, светоизлучающий диод 6 имеет первый вывод 61, или отрицательную сторону, электрически соединенный с электродом 31 заземления, и второй вывод 62, или положительную сторону, электрически соединенный с контактным электродом 32. Первый вывод 61 представляет собой анодную зону, и второй вывод 62 представляет собой катодную зону.

Выводы 61, 62 могут быть в прямом контакте с их соответствующими электродами. В этом случае светоизлучающий диод может быть приклеен к электропроводящему слою 2, или может удерживаться на месте адгезивным слоем или любым другим подходящим средством. В альтернативном варианте, выводы 61, 62 могут быть электрически присоединены к их соответствующим электродам 31, 32 с помощью паяных соединений, проводящего адгезива или проводящей пасты. Выводы 61, 62 также могут быть электрически присоединены к их соответствующим электродам 31, 32 проводным соединением.

Сенсорное устройство 3 предпочтительно включает первый источник 37 напряжения, который подает питающее напряжение на светоизлучающий диод 6 через сенсорную структуру 30. Первый источник 37 напряжения имеет положительный вывод, соединенный с контактным электродом 32 через второй электропроводный элемент 42, и отрицательный вывод, соединенный с электродом 31 заземления через второй электропроводный элемент 41. Таким образом, нет необходимости в независимых электропроводных соединителях для светоизлучающего диода, что обеспечивает экономию затрат на изготовление, а также упрощает способ изготовления. Посредством отделения сигналов касания от источника напряжения для светоизлучающего диода 6 неожиданно оказалось возможным создание освещения и срабатывание от прикосновения, имеющие общую электрическую схему.

Первый источник 37 напряжения предпочтительно разъединен с электронным блоком 33 датчика, например, конденсатором 39, или любым подходящим разъединяющим средством. Таким образом, первый источник 37 напряжения и электронный блок 33 датчика не влияют друг на друга.

Сенсорное устройство 3 предпочтительно включает блок 38 для управления действием светоизлучающего диода 6 и первого источника 37 напряжения. Таким образом, светоизлучающий диод 6 не обязательно должен быть всегда включен. Например, благодаря управляющему устройству 38 светоизлучающий диод 6 может быть включен в ночное время, когда он больше всего нужен, и выключен в дневное время. В этом варианте исполнения управляющее устройство 38 последовательно соединено со светоизлучающим диодом 6 и первым источником 37 напряжения.

Первая разделительная линия 35 предпочтительно прочерчена так, что электрод 31 заземления включает нулевой проводник 31а, выступающий в контактный электрод 32. Нулевой проводник 31а оконтурен первой частью 35а разделительной линии 35. Светоизлучающий диод 6 предпочтительно размещается поверх первой части 35а разделительной линии 35, причем первый вывод 61 светоизлучающего диода 6 электрически соединен с нулевым проводником 31а. В этом варианте исполнения нулевой проводник 31а пролегает внутри контактной области 32а. Таким образом, светоизлучающий диод 6 может быть размещен поверх контактной области 32а, целиком вдоль нулевого проводника 31а. Поэтому освещение контактной области 32а может быть оптимизировано позиционированием светоизлучающего диода 6 надлежащим образом.

Нулевой проводник 31а предпочтительно имеет такую ширину W2, что чувствительность сенсорной области 32а существенно не сокращается.

У конца нулевого проводника 31а может быть размещена нулевая область 31b, чтобы упростить соединение с первым выводом 61 светоизлучающего диода 6. Для этой цели нулевая область 32b имеет по меньшей мере размер, превышающий ширину W2 нулевого проводника 31а. Эта нулевая область 31b может иметь подходящую форму, такую как квадратную, прямоугольную или круглую.

В предпочтительном варианте исполнения нулевой проводник 31а имеет длину, меньшую или равную ширине W1 сенсорной области 32а, во избежание слишком большой потери сенсорной поверхности. Сокращение сенсорной области 32а ограничивается, и тем самым ее чувствительность остается почти неизменной.

Контактная область 32а предпочтительно имеет форму, симметричную относительно центральной точки. В этом случае светоизлучающий диод 6 предпочтительно размещается поверх центральной точки, с целью оптимизации освещения контактной области 32а.

Электрод 31 заземления предпочтительно также электрически изолирован от остального электропроводящего слоя 2 второй разделительной линией 36, предпочтительно подобной первой разделительной линии 35. Таким образом, электропроводящий слой 2 содержит первую часть, в которой сформирована сенсорная структура 30, и вторую часть, образованную остальным электропроводящим слоем 2. Вторая часть электропроводящего слоя 2 может быть использована для еще одного варианта применения.

Осветительное многослойное остекление 100 включает осветительное устройство 3', предназначенное для освещения внутренности транспортного средства. Осветительное устройство 3' представляет собой функциональный элемент, управляемый сенсорным устройством 3. Когда инициируется сигнал на переключение в результате срабатывания емкостного сенсорного устройства 3, осветительное устройство 3' включается или выключается.

В этом варианте исполнения осветительное устройство 3' содержит электропроводную структуру 30', сформированную во второй части электропроводящего слоя 2, и многочисленные светоизлучающие диоды 6' с высокой светоотдачей, размещенные на электропроводной структуре 30'. В еще одном варианте исполнения вторая часть электропроводящего слоя 2 может быть использована в качестве нетеплового слоя или нагревательного слоя.

Электропроводная структура 30' включает отрицательный электрод 31' и положительный электрод 32'. Каждый светоизлучающий диод 6' с высокой светоотдачей имеет первый вывод 61', который представляет собой анодную зону, электрически соединенный с отрицательным электродом 31', и второй вывод 62', представляющий собой катодную зону, электрически соединенный с положительным электродом 32'.

Светоизлучающие диоды 6' с высокой светоотдачей являются более мощными, чем индикаторный диод 6. Светоизлучающие диоды 6' с высокой светоотдачей предпочтительно излучают белый свет, который, например, представляет собой свет, особенно пригодный для чтения.

В этом варианте исполнения электрод 31 заземления окружен положительным электродом 32, причем оба из которых электрически изолированы друг от друга второй разделительной линией 36. Подобным образом, положительный электрод 32', например, окружен отрицательным электродом 31', оба из которых электрически изолированы друг от друга предпочтительно третьей разделительной линией 35'. Светоизлучающие диоды 6' с высокой светоотдачей благоприятным образом размещаются поверх третьей разделительной линии 35'. Конфигурация светоизлучающих диодов 6' с высокой светоотдачей предпочтительно образует круг с центром на светоизлучающем диоде 6.

Осветительное устройство 3' предпочтительно включает второй источник 37' напряжения, который подает питающее напряжение на светоизлучающие диоды 6' с высокой светоотдачей через электропроводную структуру 30'. Второй источник 37' напряжения имеет отрицательный вывод, соединенный с отрицательным электродом 31' через третий электропроводный элемент 41', и положительный вывод, соединенный с положительным электродом 32' через четвертый электропроводный элемент 42'. Таким образом, подобно светоизлучающему диоду 6, нет необходимости в независимых электропроводных соединителях для светоизлучающих диодов 6' с высокой светоотдачей.

Осветительное устройство 3' приводится в действие при срабатывании сенсорного устройства 3. Например, сигнал на переключение, генерированный сенсорным устройством 3, включает или выключает второй источник 37' напряжения.

Вокруг кромок первой прозрачной стеклянной пластины 1 предпочтительно размещается непрозрачная эмаль 12, как показано на Фиг. 1А. Осветительное многослойное остекление 100, например, приклеивается к раме крыши во время монтажа в кузове транспортного средства, тем самым непрозрачная эмаль 12 позволяет скрыть клеевой валик. Кроме того, непрозрачной эмалью 12 также скрыты разнообразные соединения между электропроводными элементами и электропроводящим слоем.

Фиг. 1С представляет вид в разрезе, проведенном вдоль линии A-A' сечения на Фиг. 1В. Осветительное многослойное остекление 100 включает вторую стеклянную пластину 1', предпочтительно выполненную из минерального стекла. В этом варианте исполнения, хотя осветительное многослойное остекление 100 представляет собой остекление крыши автомобиля, вторая стеклянная пластина 1' не обязательно является прозрачной.

Первая прозрачная стеклянная пластина 1 и вторая стеклянная пластина 1' в каждом случае имеют первую основную поверхность и вторую основную поверхность, противоположную первой основной поверхности. В этом варианте исполнения вторая основная поверхность первой прозрачной стеклянной пластины 1, известная в этой области как поверхность S4, предполагается быть ориентированной внутрь (INT) транспортного средства. Подобным образом, первая основная поверхность второй стеклянной пластины 1', известная в этой области как поверхность S1, предназначена быть ориентированной наружу (EXT) транспортного средства. Первая основная поверхность первой прозрачной стеклянной пластины 1 и вторая основная поверхность второй стеклянной пластины 1' представляют собой поверхности внутренних сторон многослойного стекла и соответственно известны в этой области как поверхность S3 и поверхность S2.

В этом варианте исполнения первая прозрачная стеклянная пластина 1 и вторая стеклянная пластина 1' соединены друг с другом посредством промежуточного слоя 8, выполненного из термопластичного материала. Промежуточный слой 8 предпочтительно включает первый слой 81 и второй слой 82, между которыми размещен несущий слой 9. Промежуточный слой 8, например, выполнен из поливинилбутираля (PVB). Светоизлучающая поверхность светоизлучающего диода 6 предпочтительно ориентирована по направлению, противоположному относительно сенсорной области 32а. Таким образом, несущий слой 9 размещается таким образом, что светоизлучающая поверхность ориентирована внутрь (INT) транспортного средства, как представлено стрелкой 7, где предполагается прикосновение к сенсорной области 32а.

В этом варианте исполнения сенсорное устройство 3 предназначено для приведения в действие изнутри транспортного средства. Таким образом, несущий слой 9 предпочтительно размещается таким образом, чтобы электропроводящий слой был ближе к первой основной поверхности S3 первой прозрачной стеклянной пластины 1, чем ко второй основной поверхности S3 второй стеклянной пластины 1'.

Несущий слой 9 предпочтительно является протяженным только по части поверхности первой прозрачной стеклянной пластины 1, как показано на Фиг. 1А. В этом случае первый промежуточный слой 81, соединяющий несущий слой 9 с первой прозрачной стеклянной пластиной 1, не является обязательным, и может быть заменен локальным клеевым средством. В еще одном варианте исполнения несущий слой 9 может быть протяженным по всей поверхности осветительного многослойного стекла 100.

Энергосберегающий low-E-слой 13 предпочтительно наносится на вторую основную поверхность S4 первой прозрачной стеклянной пластины 1.

Солнцезащитный слой 14 предпочтительно наносится на вторую основную поверхность S2 второй стеклянной пластины 1'. Солнцезащитный слой 14 согласно изобретению известен, например, из патентного документа US 2014377580 А1.

В альтернативном варианте, может быть использован любой нагревательный прозрачный проводящий слой на стороне S3, который мог бы образовывать проводящий слой с индикаторным осветительным устройством, смонтированном в перевернутом положении.

В этой конфигурации предполагается, что сенсорное устройство 3 приводится в действие изнутри (INT) транспортного средства. Чтобы предотвратить переключение снаружи (EXT) транспортного средства, может быть адаптирована чувствительность электронного блока 33 датчика. Также возможно увеличение толщины промежуточного слоя 8 и/или толщины второй стеклянной пластины 1'.

Фиг. 1D представляет вид в разрезе, проведенном вдоль линии В-В' сечения на Фиг. 1В. При осветительном устройстве 3', предназначенном для освещения внутренности (INT) транспортного средства, каждый светоизлучающий диод 6' с высокой светоотдачей преимущественно имеет светоизлучающую поверхность, обращенную внутрь (INT) транспортного средства, как представлено стрелкой 7'.

Фиг. 2 представляет вид в разрезе, проведенном вдоль линии В-В' сечения на Фиг. 1В, осветительного многослойного стекла 100 в альтернативном варианте исполнения. В этом варианте исполнения, вместо светоизлучающих диодов с высокой светоотдачей осветительное устройство 3' содержит осветительный слой 6ʺ, включающий органические светоизлучающие диоды. Осветительный слой 6ʺ предназначен для освещения внутреннего пространства (INT) транспортного средства. В этом случае, если смотреть изнутри (INT) транспортного средства, несущий слой 9 предпочтительно размещается перед осветительным слоем 6ʺ, то есть, в иной плоскости, нежели осветительный слой 6ʺ. Как несущий слой 9, так и электропроводящий слой 2 предпочтительно являются прозрачными. Таким образом, создаваемое осветительным слоем 6ʺ освещение не блокируется.

В еще одном варианте исполнения светоизлучающий диод 6 представляет собой многоцветный светоизлучающий диод. Таким образом, может указываться состояние сенсорного устройства 3, которое также представляет состояние связанного с ним функционального элемента. Многоцветный светоизлучающий диод 6 включает несколько светоизлучающих полупроводниковых чипов, каждый из которых имеет первый вывод и второй вывод. В этом случае сенсорная структура 30 включает, например, столько же нулевых проводников, как и число светоизлучающих полупроводниковых чипов. Нулевые проводники предпочтительно электрически изолированы друг от друга разделительными линиями. Каждый первый вывод электрически соединен с другим нулевым проводником. Напротив, все вторые выводы электрически соединены с сенсорной областью 32а. Таким образом, светоизлучающие полупроводниковые чипы могут действовать по отдельности. Нулевые проводники предпочтительно электрически соединены с электронным блоком 33 датчика электропроводными элементами. Например, многоцветный светоизлучающий диод 6 может содержать два светоизлучающих полупроводниковых чипа, тем самым два цвета, предпочтительно красный и зеленый. Тогда, когда включается функциональный элемент, светоизлучающий диод 6 испускает зеленый свет, и когда функциональный элемент отключается, светоизлучающий диод 6 испускает красный свет.

Хотя настоящее изобретение было описано скорее в отношении осветительной функции, сенсорное устройство пригодно для управления многообразными другими функциональными элементами, которые также могут находиться в крыше транспортного средства, такие как устройство со взвешенными частицами или устройство с переменной диффузией. Могут регулироваться также другие автомобильные функциональные элементы, такие нагревательная функция, стеклоочистители ветрового стекла или заднего стекла, или кондиционирование воздуха. Сенсорная структура может быть размещена в любом стекле транспортного средства. Настоящее изобретение также хорошо пригодно для применения в остеклении помимо автомобилей, таком как архитектурное остекление.

Электронный блок датчика может быть обращен к первой прозрачной стеклянной пластине. Электронные блоки датчиков могут быть внутри промежуточного слоя (PVB, EVA, и т.д.) или на нем.

Электронные блоки датчиков могут включать источник переменного тока (АС) (напряжения), предназначенный для подачи АС в сенсорную структуру. Тогда источник напряжения постоянного тока (DC) может быть отсоединен от электронного блока датчика, главным образом конденсатором.

1. Осветительное многослойное остекление (100), включающее:

- первую прозрачную стеклянную пластину (1), предпочтительно из минерального стекла;

- вторую стеклянную пластину (1'), предпочтительно из минерального стекла;

- промежуточный слой (8), выполненный из термопластичного материала, ламинирующий вторую стеклянную пластину (1') с первой прозрачной стеклянной пластиной (1);

- электропроводящий слой (2), размещенный между первой прозрачной стеклянной пластиной (1) и второй стеклянной пластиной (1'), предпочтительно прозрачный;

- емкостное сенсорное устройство (3), включающее сенсорную структуру (30), сформированную в указанном электропроводящем слое (2), причем сенсорная структура (30) включает в себя электрод (31) заземления и контактный электрод (32), имеющий сенсорную область (32а);

- светоизлучающий диод (6), называемый индикаторным диодом, размещенный на электропроводящем слое (2), для обозначения сенсорной области (32а), причем светоизлучающий диод (6) имеет светоизлучающую поверхность, обращенную, по меньшей мере частично, к сенсорной области (32а), причем светоизлучающий диод (6) имеет первый вывод (61), представляющий собой первую электродную зону, электрически соединенный с электродом (31) заземления, и второй вывод (62), представляющий собой вторую электродную зону, электрически соединенный с сенсорной областью (32а);

- осветительное устройство (3'), управляемое емкостным сенсорным устройством (3), причем осветительное устройство (3') включает в себя осветительный элемент (6', 6ʺ), отличный от индикаторного диода (6), причем осветительный элемент (6', 6ʺ) размещен между первой прозрачной стеклянной пластиной (1) и второй стеклянной пластиной (1').

2. Осветительное многослойное остекление (100) по п. 1, в котором контактный электрод (32) окружен электродом (31) заземления, причем контактный электрод (32) и электрод (31) заземления электрически изолированы друг от друга разделительной линией (35), причем индикаторный диод (6) размещен поверх разделительной линии (35).

3. Осветительное многослойное остекление (100) по п. 2, в котором разделительная линия (35) прочерчена так, что электрод (31) заземления включает нулевой проводник (31а), выступающий в сенсорную область (32а), причем нулевой проводник (31а) оконтурен первой частью (35а) разделительной линии (35), причем светоизлучающий диод (6) размещается поверх первой части (35а) разделительной линии (35), причем первый вывод (61) индикаторного диода (6) электрически соединен с нулевым проводником (31а).

4. Осветительное многослойное остекление (100) по п. 3, в котором контактная область (32а) имеет заданную ширину (W1), причем нулевой проводник (31а) имеет длину (L), меньшую или равную ширине (W1) сенсорной области (32).

5. Осветительное многослойное остекление (100) по п. 4, в котором контактная область (32а) имеет форму, симметричную относительно центральной точки, причем светоизлучающий диод (6) предпочтительно размещен поверх центральной точки.

6. Осветительное многослойное остекление (100) по одному из пп. 1-5, сконфигурированное для формирования крыши транспортного средства, такой как остекление крыши автомобиля или остекление крыши вагона поезда, причем осветительное устройство (3') предназначено для освещения внутреннего пространства (INT) транспортного средства, причем первая прозрачная стеклянная пластина (1) представляет собой внутреннюю стеклянную пластину, причем вторая стеклянная пластина (1') представляет собой наружную стеклянную пластину.

7. Осветительное многослойное остекление (100) по п. 6, в котором первая прозрачная стеклянная пластина (1) имеет первую основную поверхность (S3) и вторую основную поверхность (S4), противоположную первой основной поверхности (S3), причем вторая основная поверхность (S4) предназначена быть ориентированной внутрь (INT) транспортного средства, причем электропроводящий слой (2) размещен наиболее близко к первой основной поверхности (S3) первой прозрачной стеклянной пластины (1).

8. Осветительное многослойное остекление (100) по одному из пп. 1-7, в котором сенсорная структура (30) сформирована в первой части электропроводящего слоя (2), причем осветительное устройство (3') включает в себя:

- электропроводную структуру (30'), предпочтительно сформированную во второй части электропроводящего слоя (2), причем вторая часть электрически изолирована от первой части, причем электропроводная структура (30') включает отрицательный электрод (31') и положительный электрод (32');

- многочисленные светоизлучающие диоды (6'), предпочтительно неорганические, размещенные на электропроводной структуре (30'), причем каждый светоизлучающий диод (6') имеет первый вывод (61'), который представляет собой анодную зону, электрически соединенный с отрицательным электродом (31'), и второй вывод (62'), который представляет собой катодную зону, электрически соединенный с положительным электродом (32').

9. Осветительное многослойное остекление (100) по п. 8, в котором положительный электрод (32') окружен отрицательным электродом (31'), причем положительный электрод (32') и отрицательный электрод (31') электрически изолированы друг от друга разделительной линией (35'), причем каждый светоизлучающий диод (6') осветительного устройства размещен поверх разделительной линии (35').

10. Осветительное многослойное остекление (100) по п. 9, в котором контактный электрод (32) окружен электродом (31) заземления, причем электрод (31) заземления окружен положительным электродом (32'), причем положительный электрод (32') окружен отрицательным электродом (31'), причем многочисленные светоизлучающие диоды (6') осветительного устройства предпочтительно размещены по кругу, или квадрату, или любой замкнутой поверхности с центром у индикаторного диода (6).

11. Осветительное многослойное остекление (100) по одному из пп. 1-10, в котором индикаторный диод (6) представляет собой неорганический светоизлучающий диод, включающий светоизлучающий полупроводниковый чип, или многоцветный неорганический светоизлучающий диод, включающий многочисленные светоизлучающие полупроводниковые чипы, причем каждый светоизлучающий полупроводниковый чип имеет указанные первый и второй выводы, причем сенсорная структура (30) включает многочисленные нулевые проводники, электрически изолированные друг от друга разделительными линиями, причем каждый указанный второй вывод электрически соединен с одним из нулевых проводников.

12. Осветительное многослойное остекление (100) по одному из пп. 1-11, в котором индикаторный диод (6) включает органический светоизлучающий диод.

13. Осветительное многослойное остекление (100) по одному из пп. 1-12, в котором электропроводящий слой (2) нанесен на носитель (9), предпочтительно прозрачный, главным образом полимерную пленку, такую как PET-пленка, который размещен между первой прозрачной стеклянной пластиной (1) и второй стеклянной пластиной (1'), предпочтительно вплотную к первой прозрачной стеклянной пластине, причем указанный носитель в основном является локальным или/и проходит по поверхности первой прозрачной стеклянной пластины, и предпочтительно является прозрачным.

14. Осветительное многослойное остекление (100) по одному из пп. 1-13, в котором электропроводящий слой является прозрачным и проходит по первой прозрачной стеклянной пластине, и предпочтительно выбирается из нагревательного элемента, слоя для регулирования солнечного света, энергосберегающего low-E-слоя, электропроводящего слоя в контакте с первой основной поверхностью (S3) первой прозрачной стеклянной пластины (1), или в прозрачном носителе.

15. Осветительное многослойное остекление (100) по одному из пп. 1-14, в котором осветительное устройство (3') включает в себя многочисленные светоизлучающие диоды (6'), причем светоизлучающие диоды (6') размещаются вокруг индикаторного диода (6), или ортогональные проекции светоизлучающих диодов (6') находятся вокруг индикаторного диода (6).

16. Осветительное многослойное остекление (100) по одному из пп. 1-15, в котором емкостное сенсорное устройство (3) включает в себя электронный блок (33) датчика, сконфигурированный для управления сенсорной структурой (30), и источник (37) напряжения, предпочтительно источник напряжения постоянного тока (DC), сконфигурированный для подачи питающего напряжения на индикаторный диод (6) через сенсорную структуру (30), причем электронный блок (33) датчика и/или источник (37) напряжения размещаются главным образом вне первой прозрачной стеклянной пластины (1).

17. Осветительное многослойное остекление (100) по п. 16, в котором источник напряжения, предпочтительно источник напряжения постоянного тока (DC), разъединен с электронным блоком (33) датчика, и предпочтительно источник напряжения постоянного тока (DC) разъединен конденсатором (39) с электронным блоком (33) датчика.

18. Осветительное многослойное остекление (100) по одному из пп. 16, 17, в котором емкостное сенсорное устройство (3) включает в себя устройство (38) для управления действием индикаторного диода (6) и источника (37) напряжения, предпочтительно источника напряжения постоянного тока (DC).

19. Способ изготовления осветительного многослойного остекления (100) по одному из пп. 1-18, причем осветительное многослойное остекление (100) содержит:

- первую прозрачную стеклянную пластину (1), предпочтительно из минерального стекла;

- вторую стеклянную пластину (1'), предпочтительно из минерального стекла;

- промежуточный слой (8), выполненный из термопластичного материала, предпочтительно поливинилбутираля (PVB) или этиленвинилацетата (EVA), соединяющий ламинированием первую прозрачную стеклянную пластину (1) со второй стеклянной пластиной (1');

- емкостное сенсорное устройство (3), включающее в себя сенсорную структуру (30);

- осветительное устройство (3'), управляемое сенсорным устройством (3), причем осветительное устройство (3') включает в себя осветительный элемент (6', 6ʺ);

причем способ включает следующие стадии:

- размещения электропроводящего слоя (2) между первой прозрачной стеклянной пластиной (1) и второй стеклянной пластиной (1');

- формирования сенсорной структуры (130) в электропроводящем слое (2), причем сенсорная структура (30) включает в себя электрод (31) заземления и контактный электрод (32), имеющий сенсорную область (32а);

- размещения светоизлучающего диода (6) на электропроводящем слое (2) для обозначения сенсорной области (32а), причем светоизлучающий диод (6) имеет светоизлучающую поверхность, обращенную, по меньшей мере частично, к сенсорной области (32а), причем светоизлучающий диод (6), называемый индикаторным диодом, имеет первый вывод (61), который представляет собой первую электродную зону, электрически соединенный с электродом (31) заземления, и второй вывод (62), который представляет собой вторую электродную зону, электрически соединенный с сенсорной областью (32а);

- размещения осветительного элемента (6', 6ʺ) между первой прозрачной стеклянной пластиной (1) и второй стеклянной пластиной (1').