DE4427896A1

DE4427896A1 - Electrical heating layer system for visors and screens

Info

Publication number: DE4427896A1
Application number: DE19944427896
Authority: DE
Inventors: Birgit Schubert; Juergen Krieger
Original assignee: Robotron Elektronik I L GmbH
Current assignee: Robotron Elektronik I L GmbH
Priority date: 1994-08-06
Filing date: 1994-08-06
Publication date: 1996-02-08

Abstract

Electrical heating layer system in which a resistance layer and a contact layer are coated onto a substrate material is novel in that a lacquer primer is coated on the substrate and that the resistance layer is an interference layer system consisting of the layers In2O3-SnO2/Ag/In2O3-SnO2. Also claimed is a process for mfg. the above electrical heating layer system comprising: (a) coating a lacquer primer layer onto the substrate; (b) treating the primer lacquer by HF etching in vacuo; (c) applying the resistance layer by a modified sputtering process in which the oxygen stoichiometry of the ITO layer is adjusted by partial reactive sputtering with O2 and Ar; and (d) coating a pattern of conductive silver lacquer on the resistance layer by screen printing. Pref. the substrate is made of polycarbonate. Pref. the primer lacquer is a polysiloxane lacquer.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heiz schichtsystem bei dem eine Widerstandsschicht und eine Kontaktschicht auf einem Substratmaterial auf gebracht sind und ein verfahren zu seiner Herstel lung.The invention relates to an electric heater layer system in which a resistance layer and a contact layer on a substrate material are brought and a process for its manufacture lung.

Haupteinsatzgebiet des erfindungsgemäßen Heiz schichtsystems sind Heizvisiere, wie sie insbe sondere für Motorradhelme oder für beheizte Ski brillen verwendet werden, sowie heizbare Scheiben von Verkehrsmitteln und dergleichen.Main area of application of the heater according to the invention Layer systems are heating visors as they are especially for motorcycle helmets or for heated skis glasses are used, as well as heated panes of transportation and the like.

Im Stand der Technik sind elektrische Wider standsbauelemente bekannt, bei denen die Wi derstandsschicht und die Kontaktschicht für die Wi derstandsschicht auf einer Hauptfläche einer flexi blen Kunststoffolie als Trägerkörper aufgebracht sind. In DE-OS 29 08 167 ist ein elektrisches Wi derstandsbauelement beschrieben, bei dem auf der der Widerstandsstruktur gegenüberliegenden Haupt fläche der Kunststoffolie eine Klebeschicht vorhan den ist, mit welcher die Kunststoffolie auf einem mechanisch stabilen Basismaterial festklebbar ist. There are electrical resistances in the prior art stand components known, in which the Wi and the contact layer for the Wi layer on a main surface of a flexi blen plastic film applied as a support body are. In DE-OS 29 08 167 is an electrical Wi derstandsbauelement described in which on the head opposite the resistance structure surface of the plastic film with an adhesive layer is with which the plastic film on one mechanically stable base material is glued.

Diesen Widerstandsbauelementen haftet der Nachteil an, daß sie nicht in durchsichtiger Form ausführbar sind, so daß die Widerstandsstrukturen sichtbar sind. Ein weiterer Nachteil ist dabei die ungleich mäßige Heizwirkung.The disadvantage of these resistance components is liable assumes that they cannot be carried out in a transparent form are so that the resistance structures are visible are. Another disadvantage is the unequal moderate heating effect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heiz schichtsystem und ein Verfahren zu seiner Herstel lung anzugeben, bei dem im optisch sichtbaren Spek tralbereich eine möglichst hohe Transmission ge währleistet ist und das gleichzeitig eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist.The invention has for its object a heater Layer system and a method for its manufacture to specify, in which in the optically visible spec transmission as high as possible is guaranteed and at the same time high has electrical conductivity.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe da durch, daß auf dem Substrat eine Basisgrundierung mit Lack angebracht ist und daß die Widerstands schicht als Interferenz-Schichtsystem ausgeführt ist, das aus den Schichten In₂O₃-SnO₂/Ag/In₂O₃- SnO₂ besteht.According to the invention, the problem is solved there by having a base primer on the substrate is attached with varnish and that the resistance layer is designed as an interference layer system is that from the layers In₂O₃-SnO₂ / Ag / In₂O₃- SnO₂ exists.

Mit dem erfindungsgemäßen optimierten Interferenz- Schichtsystem wird im optisch sichtbaren Spektral bereich eine hohe Transmission (ca. 90%) bei nahezu neutraler Transmissionsfarbe erreicht. Weiterhin weist es den Vorteil auf, daß ein niedriges Refle xionsverhalten im sichtbaren Spektralbereich und eine hohe elektrische Leitfähigkeit des Schichtsy stems bei gleichzeitiger elektrostatischer und elektromagnetischer Abschirmwirkung erreicht wird. Das erfindungsgemäße Schichtsystem zeichnet sich weiterhin durch ein hohes Reflexionsvermögen von mehr als 90% im nahen und fernen IR-Bereich aus. Die Basisgrundierung mit Hilfe von Lack gewährlei stet die erforderliche Haftfestigkeit des Heiz schichtsystems auf dem Kunststoffsubstrat.With the optimized interference Layer system is in the optically visible spectral high transmission range (approx. 90%) at almost neutral transmission color reached. Farther it has the advantage that a low reflect behavior in the visible spectral range and a high electrical conductivity of the layer stems with simultaneous electrostatic and electromagnetic shielding effect is achieved. The layer system according to the invention stands out furthermore by a high reflectivity of more than 90% in the near and far IR range. Ensure the base primer with the help of varnish the required adhesive strength of the heater layer system on the plastic substrate.

Eine zweckmäßige Ausführung sieht vor, daß das Substratmaterial Polykarbonat ist. Damit ergibt sich ein Heizschichtsystem mit guter Transparenz, das gleichzeitig flexibel und stabil ist.An expedient implementation provides that Substrate material is polycarbonate. So that results a heating layer system with good transparency, that is flexible and stable at the same time.

Ferner ist es möglich, daß auf der Wi derstandsschicht eine Kontaktschicht angebracht ist, die aus Silberleitlack besteht und in Sieb drucktechnik aufgebracht ist.It is also possible that on the Wi a contact layer is attached is, which consists of conductive silver paint and in sieve printing technology is applied.

Mit der erfindungsgemäßen Anschlußkontaktierung wird eine niederohmige Elektrodenstruktur erreicht, die so angeordnet ist, daß ein homogenes elektri sches Strömungsfeld für eine gleichmäßige Wärmeab gabe sorgt. Die Elektrodenstruktur wird in Sieb drucktechnik mit einem Silberleitlack realisiert. Dies gewährleistet Kompatibilität der Eigenschaf ten, insbesondere die Haftfestigkeit zur Grundie rung und zum ITO-Schichtsystem.With the connection contact according to the invention a low-resistance electrode structure is achieved, which is arranged so that a homogeneous electri cal flow field for a uniform heat gift provides. The electrode structure is in sieve printing technology realized with a conductive silver varnish. This ensures compatibility of the properties ten, especially the adhesive strength to the base and the ITO layer system.

Eine weitere Ausführung sieht vor, daß die Kontakt schicht mit Anschlußsteckern verbunden ist, die durch Niete befestigt sind.Another version provides that the contact layer is connected to connectors that are attached by rivets.

Das Anbringen der Steckkontakte zur Stromeinspei sung erfolgt mit Hilfe einer formschlüssigen Niet verbindung, die die Verbindung zur Elektrodenleit lackstruktur gewährleistet.Attaching the plug contacts for power supply solution is carried out with the help of a positive rivet connection that connects to the electrode lead paint structure guaranteed.

Ferner ist es möglich, daß auf dem Schichtsystem eine Lackschicht als Topcoating angebracht ist.It is also possible that on the layer system a layer of lacquer is applied as a top coating.

Ein transparentes spezielles Topcoating gewährlei stet insbesondere Haftfestigkeit zum ITO-Schicht system. Es stellt außerdem die geforderte Kratzfe stigkeit der heizschichtseitigen Oberfläche sicher. Ensure a transparent, special top coating especially adheres to the ITO layer system. It also provides the required scratch stability of the surface on the heating layer.

Das erfindungsgemäße Heizschichtsystem gewährlei stet Kompatibilität vom Grundmaterial bis zum Top coating zwischen allen Schichten (Substrat-Grundie rung-Anschlußkontaktierung-Heizschichtsystem-Top coating).Ensure the heating layer system according to the invention Constant compatibility from basic material to top coating between all layers (substrate primer tion-contacting-heating layer system-top coating).

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Aus führungsbeispieles für ein Heizvisier an einem Mo torradhelm näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention is based on an off example of a heating visor on a Mon Bike helmet explained in more detail. In the associated Show drawing:

Fig. 1 die Ansicht eines Heizvisiers mit dem erfindungsgemäßen transparenten Heizschichtsy stem, Fig. 1 is a view of a Heizvisiers with the inventive transparent Heizschichtsy stem,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Heizvisier und Fig. 2 shows a section through the heating visor and

Fig. 3 die Anschlußkontaktierung der Elektro den. Fig. 3 the connection of the electrical the.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist das Heizvisier mit den Elektroden 1 und 2 ausgerüstet, die den Stromfluß über das Heizschichtsystem 6 gewährlei sten. Das Heizschichtsystem 6 befindet sich unter halb der Elektroden 1 und 2. Der obere Bereich des Visiers ist nicht mit dem Heizschichtsystem be schichtet, um einen Kurzschluß zwischen den beiden Elektroden 1 und 2 zu vermeiden.As can be seen from Fig. 1, the heating visor is equipped with the electrodes 1 and 2 , which ensure the current flow through the heating layer system 6 most . The heating layer system 6 is located under half of the electrodes 1 and 2 . The upper area of the visor is not coated with the heating layer system to avoid a short circuit between the two electrodes 1 and 2 .

Der Schichtaufbau des erfindungsgemäßen Heiz schichtsystems ist aus Fig. 2 ersichtlich. Als Grundkörper dient dabei das Substrat 4, das aus ei nem Kunststoff, insbesondere aus Polykarbonat be steht. Auf dem Substrat 4 ist eine Grundierung 5 aus Lack angebracht, die eine optimale Bindung zwi schen Substrat 4 und dem darüber aufgesputterten Heizschichtsystem 6 bewirkt. Oberhalb des Heiz schichtsystems 6 sind die Elektroden 1 und 2 aufge bracht. Darüber befindet sich das Topcoating 7, das von einer kratzfesten Lackschicht gebildet wird. Die Verbindung der Elektroden 1 und 2 mit den Zu leitungen für die Stromversorgung erfolgt über Kon taktstifte 8. Die Kontaktstifte 8 werden in das Heizvisier eingenietet und mit einer Versiegelung 9 aus Leitlack versehen. Das Topcoating 7 ist an der Innenseite des Visieres angebracht und schützt die empfindliche Heizschicht 6 vor mechanischen Bean spruchungen wie sie z. B. beim Abwischen des Visiers auftreten.The layer structure of the heating layer system according to the invention can be seen from FIG. 2. The base 4 is the substrate 4 , which is made of egg nem plastic, in particular polycarbonate. On the substrate 4 , a primer 5 made of lacquer is attached, which causes an optimal bond between the substrate 4 and the sputtered heating layer system 6 . Above the heating layer system 6 , the electrodes 1 and 2 are brought up. Above it is the top coating 7 , which is formed by a scratch-resistant lacquer layer. The connection of the electrodes 1 and 2 to the lines for the power supply is via Kon pins 8th The contact pins 8 are riveted into the heating visor and provided with a seal 9 made of conductive lacquer. The top coating 7 is attached to the inside of the visor and protects the sensitive heating layer 6 from mechanical stresses such as z. B. occur when wiping the visor.

BezugszeichenlisteReference list

1, 2 Elektroden
3 Anschlußkontaktierung
4 Substrat
5 Grundierung
6 Heizschichtsystem
7 Topcoating
8 Kontaktstift
9 Versiegelung mit Leitlack 1 , 2 electrodes
3 contacting
4 substrate
5 primer
6 heating layer system
7 top coating
8 contact pin
9 Sealing with conductive varnish

Claims

1. Elektrisches Heizschichtsystem, bei dem eine Widerstandsschicht und eine Kontaktschicht auf ei nem Substratmaterial aufgebracht sind, dadurch ge kennzeichnet, daß auf dem Substrat eine Basisgrun dierung mit Lack angebracht ist und daß die Wider standsschicht als Interferenz-Schichtsystem ausge führt ist, das aus den Schichten In₂O₃-SnO₂/Ag/ In₂O₃-SnO₂ besteht.1. Electric heating layer system in which a resistance layer and a contact layer are applied to a substrate material, characterized in that a base coating is applied to the substrate and that the resistance layer is designed as an interference layer system, which results from the Layers In₂O₃-SnO₂ / Ag / In₂O₃-SnO₂ exists.

2. Heizschichtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Polykarbonat besteht.2. heating layer system according to claim 1, characterized characterized in that the substrate is made of polycarbonate consists.

3. Heizschichtsystem nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß auf der Widerstands schicht eine Kontaktschicht angebracht ist, die aus Silberleitlack besteht und in Siebdrucktechnik auf gebracht ist.3. heating layer system according to claim 1 or 2, because characterized by that on the resistance layer a contact layer is attached which is made of Silver conductive varnish exists and in screen printing technology brought.

4. Heizschichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschicht mit Anschlußsteckern verbunden ist, die durch Niete befestigt sind.4. heating layer system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the contact layer is connected to connectors by rivets are attached.

5. Heizschichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schichtsy stem eine Lackschicht als Topcoating angebracht ist. 5. heating layer system according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the layer system a layer of lacquer applied as a top coating is.

6. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Heizschichtsystems, bei dem eine Widerstandsschicht und eine Kontaktschicht auf einem Substratmaterial angebracht sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß auf dem Substratmaterial eine Lackschicht als Basisgrundierung aufgebracht wird,
- daß die Basisgrundierung durch HF-Ätzen im Vakuum vorbehandelt wird,
- daß die Widerstandsschicht durch ein modifizier tes DC-Sputteringverfahren aufgebracht wird, wobei die sauerstoff-Stöchiometrie der ITO-Schicht durch teilreaktives Sputtern mit O₂ und Ar eingestellt wird und
- daß auf der Widerstandsschicht eine Kontur aus Silberleitlack im Siebdruckverfahren aufgebracht wird.

6. A method for producing an electrical heating layer system in which a resistance layer and a contact layer are applied to a substrate material, characterized in that

that a lacquer layer is applied as a base primer on the substrate material,
that the base primer is pretreated by HF etching in a vacuum,
- That the resistance layer is applied by a modified DC sputtering process, the oxygen stoichiometry of the ITO layer being set by partially reactive sputtering with O₂ and Ar and
- That a contour of conductive silver varnish is applied to the resistance layer using the screen printing process.

7. Verfahren nach Anspruch 6, daß auf die oberste Schicht eine weitere Schicht aus Lack als Topcoa ting aufgebracht wird.7. The method according to claim 6, that on the top Layer another layer of lacquer as a topcoa ting is applied.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Lack für die Basisgrundie rung Polysiloxanlack verwendet wird.8. The method according to claim 6 or 7, characterized characterized that as a varnish for the Basisgrundie tion polysiloxane varnish is used.