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KR102385514B1 - 정전용량식 터치감지장치 및 발광다이오드를 갖는 조명 적층글레이징 및 그 제조 - Google Patents

정전용량식 터치감지장치 및 발광다이오드를 갖는 조명 적층글레이징 및 그 제조 Download PDF

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KR102385514B1
KR102385514B1 KR1020197002755A KR20197002755A KR102385514B1 KR 102385514 B1 KR102385514 B1 KR 102385514B1 KR 1020197002755 A KR1020197002755 A KR 1020197002755A KR 20197002755 A KR20197002755 A KR 20197002755A KR 102385514 B1 KR102385514 B1 KR 102385514B1
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KR
South Korea
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glazing
light emitting
electrically conductive
touch
touch sensing
Prior art date
Application number
KR1020197002755A
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English (en)
Other versions
KR20190023101A (ko
Inventor
파트릭 베버
스테판 드로스테
빠스칼 보애를르
Original Assignee
쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쌩-고벵 글래스 프랑스 filed Critical 쌩-고벵 글래스 프랑스
Publication of KR20190023101A publication Critical patent/KR20190023101A/ko
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Publication of KR102385514B1 publication Critical patent/KR102385514B1/ko

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Abstract

본 발명은 조명 적층글레이징(100)에 관한 것으로서, 바람직하게는 미네랄 글래스로 이루어진 제1투명글레이징(1); 바람직하게는 미네랄 글래스로 이루어진 제2 글레이징(1'); 바람직하게는 자동차용 글레이징으로는 폴리비닐 부티랄 (PVB) 또는 빌딩용으로는 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA)과 같은 열가소성 물질로 이루어지고 상기 제2글레이징(1')을 상기 제1투명글레이징(1)에 적층하는 중간층(8); 상기 제1투명글레이징(1)과 상기 제2글레이징(1') 사이에 배치되는 전기전도층(2); 정전용량식 터치감지장치(3)는 상기 전기전도코팅(2)에 형성된 터치감지구조(30)를 포함하고, 상기 터치감지구조(30)는 접지전극(31) 및 터치감지영역(32a)을 갖는 터치전극(32)을 포함하며; 상기 전기전도층(2) 상에 배치되어 상기 터치감지영역(32a)을 표시하는 표시 다이오드라 불리는 발광다이오드(6)로서, 상기 발광다이오드(6)는 적어도 부분적으로 상기 터치감지영역(32a)에 대향하는 발광면을 갖고, 상기 발광다이오드(6)는 상기 접지전극(31)에 전기적으로 접속된 제1 전극 영역인 제1단자(61)와 상기 터치감지영역(32a)에 전기적으로 접속된 제2 전극 영역인 제2단자(62)를 가지며; 상기 터치감지장치(3)에 의해 제어되는 조명장치(3')로서, 상기 조명장치(3')는 상기 표시 다이오드(6)와 별개인 조명소자(6', 6")를 포함하고 상기 조명소자(6', 6")는 상기 제1투명글레이징(1)과 제2글레이징(1') 사이에 배치되는 조명 적층글레이징(100).

Description

정전용량식 터치감지장치 및 발광다이오드를 갖는 조명 적층글레이징 및 그 제조
본 발명은 터치감지장치 및 발광다이오드를 포함하는 조명 적층글레이징 및 상기 글레이징을 제조하는 방법에 관한 것이다.
요즘, 터치감지장치 형태로 스위치 장치를 통합한 글레이징이 개발되고 있다. 터치감지장치는 기능소자를 제어할 수 있다.
터치감지장치는 동일한 층 또는 상이한 층들 상에 배열된 2개의 결합 전극을 배치하여 형성된다. 예를 들어 정전용량식 터치감지장치의 경우, 사람의 손가락이 접근하면, 2개의 결합 전극 사이의 정전용량이 변한다. 정전용량 변화는 회로 구성에 의해 측정되고, 임계값이 초과되면, 스위칭 신호가 트리거된다.
WO2015/162107A1에 기재된 바와 같이, 발광다이오드와 같은 광원은 터치감지장치의 위치를 나타내고 있다. 그러나, 글레이징의 제조 공정에서 정렬 문제 등과 같은 중대한 결함들이 있다.
본 발명은 터치감지장치 및 발광다이오드를 글레이징에 통합, 개선하는 것을 제안함으로써 상술한 문제들을 해결하고자 한다.
따라서, 본 발명의 한 면은 조명 적층글레이징에 관한 것으로,
차량(자동차)용인 경우 바람직하게는 구부러진 제1투명글레이징;
차량(자동차)용인 경우 바람직하게는 구부러진 제2글레이징;
열가소성 물질, 바람직하게는 자동차 글레이징용 폴리비닐 부티랄(PVB) 또는 빌딩 글레이징용 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)로 만들고, 제1투명글레이징에 제2글레이징을 적층해주는 중간층;
제1투명글레이징과 제2글레이징 사이에 배치되고, 터치제어글레이징의 투명 영역에서는 투명한 (볼 수 있는) 것이 바람직하고 혹은 제1 및/또는 제2 글레이징의 제1주표면 또는 제2주표면 상에서 에나멜 층과 같은 마스킹 층을 갖는 (일부)주변부 영역에서는 선택적으로 투명한 전기전도층;
특히 교류 전원이 공급되고, 전기전도층에 형성된 터치감지구조를 가지며, 터치감지구조는 접지전극과 터치감지영역이 있는 터치전극을 포함하고, 특히 터치전극이 접지전극에 의해 둘러싸이고, 터치전극과 접지전극이 분할라인에 의해 서로 전기적으로 절연되는 정전용량식 터치감지장치;
터치감지영역을 표시하기 위해 전기전도층 상에 배치되고, 최소한 부분적으로 터치감지영역에 대향하는 발광면을 가지며, 접지전극에 전기적으로 접속되는 제1전극인 제1단자와 터치감지영역에 전기적으로 접속되는 제2전극영역인 제2단자를 갖는 표시다이오드라고 불리는 발광다이오드;
정전용량식 터치감지장치에 의해 제어되고, 표시다이오드와는 별개의 조명소자를 가지며, 조명소자는 제1투명글레이징과 제2글레이징 사이에 배치되는 조명장치;
를 포함한다.
본 발명에서, 투명이라는 용어는 가시 스펙트럼 범위 내에 포함되는 광의 투광가 바람직하게 70% 이상 및 80%이상도 혹은 90%이상 이라는 것을 의미한다. 그러나, 글레이징을 통한 가시성이 바람직하지 않으면, 투과는 훨씬 낮을 수 있는데, 예를 들어 1% 또는 5%보다 클수 있다.
(표시)발광다이오드와 터치감지구조는 추가 층을 전기전도층과 정렬할 필요가 없는 방식으로 배치되고, 이로써 제조 공정이 간단해진다. 그 외에, 터치제어글레이징의 두께도 감소될 수 있다. 터치감지구조와 발광다이오드 사이에는 다른 층이 배치되지 않는다. 또한, 이 구성에서, 커넥터들 또는 와이어들과 같은 부품들의 수가 이전보다 훨씬 더 적게된다. 이로써 제조 공정이 간략하게 되는 것과 더불어 제조 비용이 감소되는 결과를 낳는다.
제1투명글레이징은 바람직하게는 프리스트레스드(prestressed)되었거나, 부분프리스트레스드 되었거나, 또는 프리스트레스드 되지 않은 (non-prestressed) 글래스를 포함하는데, 특히 바람직하게는 플로트(float) 글래스, 석영 글래스, 붕규산 글래스, 소다 석회 글래스, 또는 투명 플라스틱, 특히, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드 및/또는 그 혼합물을 포함한다.
제1투명글레이징의 두께는 광범위하게 변할 수 있고 따라서 개개 경우의 요구사항에 이상적으로 적응될 수 있다. 제1투명글레이징은 바람직하게는 10 mm및 8 mm 미만까지도, 자동차용(특히 육상 도로 차량)의 경우 특히 바람직하게는 5mm 미만 그리고 매우 특별하게는 3mm 미만 및 1.1mm 미만까지의 두께를 갖는다. 이 제1투명글레이징은 두께가 1.1mm미만이면 강화될(tempered) 수 있는데 특히 화학적으로 강화 (chemically tempered)될 수 있다. 제1투명그레이징은 바람직하게는 더 두꺼운 두께를 갖는 제2글레이징을 갖는 적층 글레이징의 내부 글레이징일 수 있다. 제1투명글레이징의 면적은 예를 들어 100cm2 부터 18m2 까지 광범위하게 변할 수 있다. 바람직하게는 제1투명글레이징은 자동차 글레이징과 구조 및 건축 글레이징들에 공통으로 400cm2 내지 4m2 의 면적을 갖는다.
바람직한 실시예에서, 적층글레이징인 터치제어글레이징은 차량의 앞유리 또는 지붕 또는 측면 창문 또는 빌딩용 문 또는 창문 또는 파티션까지도 형성하도록 구성된다.
빌딩의 경우, 적층글레이징은 통상 이중 글레이징 유닛 또는 삼중 글레이징 유닛인 다중 절연 글레이징의 일부일 수도 있다. 제1투명글레이징은 가장 안쪽 글레이징인 것이 바람직하다.
차량은 개별 육상 도로 차량(승용차) 또는 수상(보트), 육상(트럭, 버스, 트램웨이, 철도 차량) 또는 항공(항공기)에 의한 운송 차량일 수 있다.
본 발명은 (육상, 도로) 차량 앞유리 또는 지붕 또는 측면 창문에도 (또는 빌딩용 문 또는 창문 또는 파티션)에 바람직하다.
중간층은 바람직하게는, 적어도 하나의 열가소성 플라스틱, 바람직하게는, 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함한다. 그러나, 열가소성 중간층은 또한 예를 들어 폴리우레탄(PU), 폴리프로필렌(PP), 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아세테이트 수지, 주형용 수지, 아크릴레이트, 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌, 폴리비닐 플루오라이드 및/또는 에틸렌 테트라플루오에틸렌 또는 공중합체 또는 그 혼합물들을 포함할 수 있다. 열가소성 중간층은 하나 또는 복수의 열가소성 필름을 다른 필름 위에 배치함으로써 형성될 수 있고, 하나의 열가소성 필름의 두께는 바람직하게는 1mm 이하, 특히, 0.25mm 또는 0.5mm 내지 1mm 또는 0.9mm, 일반적으로 0.4mm 또는 0.7mm이다.
육상 차량의 경우, 폴리비닐 부티랄(PVB)이 바람직하다. 지붕 또는 측면 창문 또는 앞유리의 경우 착색 되거나 또는 되지 않은 방음PVB 일 수 있다. 앞유리의 경우 착색되거나 되지 않거나 또는 방음되거나 되지 않는 웨지(wedge) PVB 일 수 있다.
제2투명글레이징은 바람직하게는 프리스트레스드(prestressed)되었거나, 부분프리스트레스드 되었거나, 또는 프리스트레스드 되지 않은 (non-prestressed) 글래스를 포함하는데, 특히 바람직하게는 플로트(float) 글래스, 석영 글래스, 붕규산 글래스, 소다 석회 글래스, 또는 투명 플라스틱, 특히, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드 및/또는 그 혼합물을 포함한다.
제2투명글레이징은 바람직하게는 10 mm및 8 mm 미만 까지도, 자동차용 (특히 승용차용)인 경우 특히 바람직하게는 5mm 미만 그리고 매우 특별하게는 3mm 미만의 두께를 갖는다. 제2투명글레이징은 강화될(tempered) 수 있다. 제1투명글레이징에 대하여, 제2투명글레이징의 면적은 예를 들어 100cm2 내지 18m2 까지 광범위하게 변할 수 있다. 바람직하게는 제2투명글레이징은 자동차 글레이징과 구조 및 건축 글레이징에서 공통적으로 400cm2 내지 4m2 의 면적을 갖는다. 제1 및 제2 글레이징을 동일한 사이즈로 선택하는 것이 바람직하다.
터치제어소자는 정전용량식 터치감지장치에 의해 제어되는 또 다른 기능소자를 포함할 수 있거나, 적층글레이징은 또 다른 하나의 정전용량식 터치제어소자를 포함할 수 있고, 상기 또 다른 기능소자는 가열 소자, 부유 입자(suspended particle) 장치, 액정 장치, 일렉트로크로믹(electrochromic) 장치, 그리고 앞유리에 대하여 디스플레이 장치, 차량의 와이퍼 또는 에어컨디셔닝 또는 측면 창문에 대하여 록킹 시스템 중의 하나 또는 여러 개 중에서 선택된다.
본 발명에 따른 조명 적층글레이징의 실시예에서, 터치전극은 접지전극에 의해 둘러싸여 있고, 터치전극 및 접지전극은 분할라인에 의해 서로 전기적으로 절연된다. (표시)발광다이오드는 분할라인 상에 배치되는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 분할라인은 접지전극이 터치감지영역으로 돌출하는 접지경로를 포함하도록 패터닝된다. 접지경로는 분할라인의 제1 부분에 의해 정해진다. (표시)발광다이오드는 상기 분할라인의 제1 부분 상에 배치되고, (표시)발광 다이오드의 제1단자는 접지경로에 전기적으로 접속된다.
터치영역은 일정한 폭을 갖는다. 접지경로는 터치영역의 폭보다 작거나 같은 길이를 갖는 것이 바람직하다.
터치영역은 중심점에 대하여 대칭인 형상을 갖고, 발광다이오드(표시다이오드)는 바람직하게는 (실질적으로) 중심점 상에 배치하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 조명 적층글레이징은 차량 지붕, 특히 자동차 지붕을 형성하도록 구성되고, 제1글레이징과 제2글레이징은 각각 제1주표면과 제1주표면에 대향하는 제2주표면을 갖는다. 바람직하게는, 제1투명글레이징의 제2주표면은 차량의 내부를 향해 있고, 제2글레이징의 제1주표면은 차량의 외부를 향해 있다. 이 경우, 제1투명글레이징의 제1주표면과 제2글레이징의 제2주표면은 조명 적층글레이징의 내측면들이다. 이 실시예에서, 제1투명글레이징은 내부 글레이징이고, 제2글레이징은 외부 글레이징이다.
전기전도층은 제1투명글레이징의 제1주표면에 가장 가깝게 배치되는 것이 바람직하다.
자동차용 글레이징 지붕으로서 조명 적층글레이징의 더 바람직한 실시예에서, 조명 장치(LED 세트 또는 적어도 OLED한개)는 차량 조명의 내부를 비추어, 특히 독서 기능이 가능하도록 구성된다.
더 바람직한 실시예에서, 터치감지구조는 바람직하게는 전기전도층의 제1부분에 형성되고, 조명 장치는
바람직하게는 제2부분은 제1부분과 전기적으로 절연되고 전기전도층은 음의 전극과 양의 전극을 포함하는 전기전도층의 제2부분에 형성된 전기전도구조;
바람직하게는 무기이고, 전기전도구조 위에 배치되어 있으며, 각(고출력) 발광다이오드는 음의 전극에 전기적으로 접속되는 애노드 영역인 제1단자와 양극 전극에 전기적으로 접속되는 캐소드 영역인 제2단자를 가지며, (고출력) 발광다이오드들이 조명장치의 조명 소자를 구성하는, (바람직하게는 고출력의)복수의 발광다이오드(특히 표시다이오드보다 더 강력한);
를 포함한다.
이러한 구성은 특히 간단하고 생산하기에 경제적인데, 동일한 전기전도층이표시다이오드와 (고출력) 발광다이오드들을 접속하는데 사용되기 때문이다.
바람직하게는, 양의 전극은 음의 전극에 의해 둘러싸이고, 양의 전극과 음의 전극은 분할라인에 의해 전기적으로 서로 절연되고, 각각의 (고출력, 무기) 발광다이오드는 분할라인 상에 배치된다.
바람직하게, 터치전극은 접지전극에 의해 둘러싸이고, 접지전극은 양의 전극에 의해 둘러싸이고, 양의 전극은 음의 전극에 의해 둘러싸인다. 이 경우, 복수의 (고출력, 무기) 발광다이오드들은 바람직하게는 (표시)발광다이오드를 중심으로 원형 또는 정사각형 또는 임의의 폐쇄(다각형) 표면에 배치된다. 또한 (중심에서) 표시다이오드를 포함하는 십자모양를 형성할 수 있다.
실시예에서, (고출력, 무기) 발광다이오드들은 표시다이오드 주변에 배치된다. 다른 실시예에서, 전도층 위에서 (고출력, 무기) 발광다이오드의 직교 투영은 표시다이오드 주변에 놓이게 된다.
분할라인(들)의 폭은 바람직하게는 30μm 내지 200μm이고 특히 바람직하게는 70μm 내지 140μm이다. 이렇게 얇은 분할라인은 안전하고 적절히 높은 전기 절연을 허용함과 동시에 터치제어글레이징을 통한 시야를 약간만 방해하거나 또는 전혀 방해하지 않는다. 분할라인은 바람직하게는 레이저 패터닝 또는 화학적 또는 기계적 소거로 만들어진다.
바람직하게는 전기전도층은 투명 전기전도층을 포함한다. 본 발명에 따른 전기전도층은 예를 들어, DE 20 2008 017 611 U1, EP 0 847 965 B1 또는 WO2012/052315 A1에 알려져 있다. 이들은 통상적으로 하나 또는 복수, 예를 들어, 2개, 3개 또는 4개의 전기 전도, 기능 층들을 포함한다. 기능 층들은 바람직하게는 적어도 하나의 금속, 예를 들어, 은, 금, 구리, 니켈 및/또는 크롬 또는 금속 합금을 포함한다. 기능 층들은 특히 바람직하게는 적어도 90중량%의 금속, 특히, 적어도 99.9중량%의 금속을 포함한다. 기능 층들은 금속 합금용 금속으로 이루어질 수 있다. 기능 층들은 특히 바람직하게는 은 또는 은 함유 합금을 포함한다. 이러한 기능 층들은 특별히 좋은 전기 전도성을 가지며, 동시에 가시 스펙트럼 범위에서 높은 투과성을 갖는 것이 유리하다. 하나의 기능 층의 두께는 바람직하게는 5nm 내지 50 nm, 특히 바람직하게는 8nm 내지 25nm이다. 이러한 범위의 기능 층 두께에서는, 가시 스펙트럼 범위에서 바람직할 정도로 높은 투과성 및 특히 좋은 전기 전도성을 얻는 데에 유리하다.
일반적으로, 적어도 하나의 유전체층이 각각의 경우에 전기전도층의 2개 인접한 기능 층들 사이에 배치된다. 바람직하게는, 또 다른 유전체층은 제1 기능 층 아래 및/또는 마지막 기능 층 위에 배치된다. 유전체층은, 예를 들어, 실리콘 나이트라이드와 같은 질화물 또는 알루미늄 옥사이드와 같은 산화물을 포함하는 유전체 물질로 이루어진 적어도 하나의 개별 층을 포함한다. 그러나, 유전체층들은 복수의 개별 층들, 예를 들어, 유전체 물질의 층들, 스무딩(smoothing) 층들, 매칭 층들, 블록커 층들 및/또는 반사방지층들을 포함할 수 있다. 유전체층의 두께는 예를 들어 10nm 내지 200 nm이다.
이러한 층 구조는 일반적으로 자계지지에 의한 음극스퍼터링 등과 같은 진공 방법에 의해 수행되는 일련의 증착 과정들에 의해 얻어진다.
다른 적절한 전기전도층은 투명 전도성 산화물(TCO), 특히 인디움 주석 산화물 (ITO)층, 플루오르네이티드 주석 산화물(SnO2:F)층 또는 갈륨 및/또는 알루미늄 도핑 아연 산화물(ZnO:AL; ZnO:Ga)이다.
전기전도층은, 원칙적으로, 전기적으로 접촉될 수 있는 임의의 코팅일 수 있다. 본 발명의 따른 터치제어글레이징이 그것을 통해서 보도록 하려면, 창문 영역에서의 글레이징의 경우와 같이, 전기전도층이 투명한 것이 바람직하다. 유리한 실시예에서, 전기전도층은 2μm 이하, 특히 바람직하게는 1μm 이하 또는 심지어 300nm 또는 100nm 미만의 총 두께를 갖는 하나의 층 또는 복수의 개별 층들로 구성된 층 구조이다.
전기전도층은 바람직하게는 0.4ohm/square 내지 200ohm/square의 면저항을 갖는다. 터치감지장치의 터치감지구조는 낮은 전류만을 전달해야 하고, 따라서, 층의 면저항은 넓은 범위의 값에서 선택될 수 있다. 본 발명에 따른 유리한 전기전도층은 0.4ohm/square 내지 10ohm/square의 면저항을 갖는다. 특히 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 전기전도층은 0.5ohm/square 내지 1ohm/square의 면저항을 갖는다. 이러한 면저항들을 갖는 코팅들은 특히 통상의 12V 내지 48V 온-보드 전압 또는 전기차의 경우 통상 500V 온-보드 전압을 갖는 차량 창문 글레이징을 가열하는데 적합하다.
전기전도층은 투명하고 (실질적으로) 제1투명글레이징의 전체 표면에 확대할 수 있고(예를 들면 S4 또는 S3 상의 마스킹 층 뒤 또는 S2와 S3 또는 S4 상의 마스킹 층(들) 사이에 있는 주변부 에지(들)에서 때대로 제거하는 것을 제외하고는),그것은 (전자파를 통과시키기 위해, 바람직하게는 보이지 않거나 또는 거의 보이지 않는 절연 전선(들)) 부분적으로 제거함으로써 가능하다. 그러나, 다른 한편으로, 전기전도층은 (부분적으로) 제1투명글레이징의 일부 표면에만 확장할 수 있고, 이 경우 이것은 S4(또는 S3) 그리고 S2 상의 (에나멜) 마스킹 층이다. 이 경우, 전기전도층은 예를 들어 불투명하고, 구리 등의 금속일 수 있다. 또한, 그것은 예를 들어 투명 캐리어가 아닌 로컬 캐리어, 특히 임의의 인쇄회로카드(PCB)내에 있을 수 있다.
전기전도층은 투명하고 (실질적으로) 제1투명글레이징의 전체 표면에 확대하거나 국부적일 수 있다. 따라서 전기전도층은 가열소자, 태양광 제어 층, 로이 층(low E layer)층 중에서 선택되는 것이 바람직하고, 전기전도층은 제1투명글레이징의 제1주표면과 접촉하거나 접촉하지 않는다(예를 들어 PVB와 같은 열가소성 층에 의해 분리된다).
(차량의 내부에서 터치 제어를 위한) 차량용 적층 글레이징에 있어서, 전기전도층은 제2투명글레이징(외부 글레이징)보다 제1투명글레이징에 가장 가까운 것이 바람직하다. 이 목적으로 PVB와 외부 글레이징의 두께를 선택할 수 있다. 감도 적응 및/또는 PVB와 사용자로부터 멀어지는 방향으로 더 두꺼운 외부(외측) 글레이징 때문에 외부에서 더 넓게 스위칭 하는 것은 가능하지 않을 수 있다.
전기전도층은 제1투명글레이징의 전체 표면에 확대될 수 있다. 그러나, 다른 한편으로는, 전기전도층은 제1투명글레이징 표면의 일부에만 확장할 수 있다. 전기전도층은 바람직하게는 제1투명글레이징의 표면의 적어도 50% 이상, 특히 바람직하게는 적어도 70% 이상 그리고 가장 특히 바람직하게는 적어도 90% 이상 확장하는 것이다. 전기전도층은 코팅되지 않은 영역들을 하나 또는 복수개 가질 수 있다. 이들 영역들은 전자기 방사에 투명할 수 있고 예를 들어 데이터 전송 윈도우 또는 통신 윈도우로서 알려져 있다.
접지전극 및 터치전극은 터치감지장치를 트리거하는 물체, 바람직하게는 사람의 손가락 또는 사람의 손가락과 유사한 유전율을 갖는 물체의 근접 또는 접촉으로 변화하는 커패시턴스를 갖는 커패시터를 형성할 수 있다. 물론, 터칭은 하나 혹은 심지어 다수의 손가락 또는 신체의 다른 부분으로 가능하다. 본 발명에서, "터칭"이라 함은 측정 신호, 이 경우, 커패시턴스의 측정 가능한 변화를 야기하는 터치감지영역과 임의의 상호작용을 의미한다.
커패시턴스는 외부 커패시턴스 센서전자장치를 통해 측정될 수 있다.
커패시턴스 변화는 예를 들어 회로장치 또는 센서전자장치에 의해 측정되고, 임계치가 초과되면 스위칭 신호가 트리거된다. 정전용량식 스위치를 위한 회로 장치는 예를 들어 DE 20 2006 006 192 U1, EP 0 899 882 A1, US 6,452,514 B1 및 EP 1 515 211 A1에 알려져 있다. 센서전자장치는 바람직하게는 정전용량식 센서전자장치이다.
발생된 스위칭 신호는 임의의 타입일 수 있고 각각 용도의 요구사항에 적합하게 될 수 있다. 따라서, 스위칭 신호는 양의 전압, 예를 들어 12V를 의미할 수 있고, 스위칭 신호가 없다는 것은 예를 들어 0V를 의미할 수 있으며, 다른 스위칭 신호는 예를 들어 +6V를 의미할 수 있다. 스위칭 신호는 CAN-Bus에 통상적인 CAN_High와 CAN_Low 전압들에 대응할 수 있고 그들 사이에서 전압 값에 의해 변할 수 있다. 스위칭 신호는 또한 펄스화 및/또는 디지털 코딩될 수 있다.
센서전자장치 감도는 간단한 실험으로 터치감지영역 크기의 함수와 제1투명글레이징, 중간층(들) 그리고 제2투명글레이징의 두께의 함수로서 결정될 수 있다.
표시다이오드(예를 들어, 무기 다이오드)는 연속적 빛 혹은 섬광(flashing light)도 생성할 수 있다. 본 발명에 따른 조명 적층글레이징의 유리한 실시예에서, 정전용량식 터치감지장치는 터치감지구조를 제어하도록 구성되는 센서전자어셈블리 및 터치감지구조를 통해 (표시)발광다이오드에 전원 전압 (바람직하게는 DC 전원)을 공급하도록 구성되는 전원을 포함한다. 센서전자어셈블리 및/또는전원은 바람직하게는 조명적층글레이징 밖에, 더욱 바람직하게는 조명적층글레이징의 주변부 영역에 배치된다. 센서전자어셈블리는 사람이 터치감지영역을 터치하면 스위치 신호가 생성되도록 구현될 수 있다.
정전용량식 터치감지장치는 센서전자어셈블리 및 전원을 접지전극에 접속하는 제1선형 전기전도소자와 센서전자어셈블리 및 전원을 한쪽의 터치전극에 접속하는 제2선형 전기전도소자를 포함하는 것이 유리하다.
선형 전기전도소자는 전기 전도 전선인 것이 바람직하다. 필요하면, 전선들은 매우 얇게 만들어져서 그것들이 조명 적층글레이징을 통하는 시야을 악화시키지 않거나 단지 약간 악화시키는 식으로 구현하는 것이 좋다. 전선들은 0.25mm 이하 특히 0.02mm 내지 0.15mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 전선들은 금속으로, 특히 구리, 텅스텐, 금, 은 또는 알루미늄 또는 이들 금속 중의 적어도 2개의 합금을 포함하거나 그들로부터 만들어지는 것이 바람직하다. 합금들은 또한 몰리브덴, 레늄, 오시뮴, 이리듐, 팔라듐 또는 백금을 포함할 수 있다.
전선들은 예를 들어 플라스틱으로 이루어진 전기 절연물을 피복함으로, 전기적으로 절연되도록 하는 것이 바람직하다. 이것은 전선들이 전기전도층 또는 조명 적층글레이징의 다른 전기전도소자 상에 연결되는 특히 장점이 있다.
다른 유리한 실시예에서, 정전용량식 터치감지장치는 발광다이오드 및 전원, 바람직하게는 DC 전원의 작동을 제어하는 수단을 포함한다.(표시)발광다이오드와 전원의 작동을 제어하는 수단은 발광다이오드와 직렬로 접속되는 것이 좋다.
또한, 전원, 바람직하게는 DC 전원은 센서전자어셈블리로부터 분리될 수 있다. DC 전원이 커패시터에 의해 센서전자장치와 분리되는 것이 바람직한데, 예를 들면 터치감지구조에 의해 바람직하게는 적어도 60Hz 및 더 바람직하게는 100Hz까지의 주파수로 교류 스위치 신호를 공급함으로써 분리된다.
터치감지구조는 바람직하게는 1cm2 내지 200cm2 의 면적을 가지며, 특히 바람직하게 1cm2 내지 10cm2 의 면적을 갖는다. 터치영역은 예를 들어, 계란형, 타원형 또는 원형, 삼각형, 직사각형, 정사각형, 또는 다른 형태의 4각형 또는 그 이상의 다각형의 형태를 갖는다.
본 발명에 따른 조명 적층글레이징은 터치감지영역을 나타내는 발광다이오드를 포함한다. 이것은 특히 투명하거나, 보이지 않거나, 혹은 거의 보이지 않는 터치감지영역의 경우 매우 유리하며, 이로써 터치감지영역을 확실하게 터치할 수 있게 하고, 발광다이오드가 동일한 전기전도층 상에 배치되기 때문에 추가적인 주변부가 투명성를 해치지 않게 하면서 스위치 동작을 확실하게 트리거할 수 있기 때문이다. 발광다이오드는 야간 또는 어두울 때 도움이 되는데, 이로써 터치감지영역을 빠르게 찾을 수 있기 때문이다. 특히, 본 발명을 차량 글레이징으로 사용할 때, 운전자가 교통 상황때문에 너무 오래 산만해지지 않고 터치감지영역을 찾아서 터치하는 것이 아주 쉽다. 발광다이오드는 또한 그 강도(예를 들어, 조명장치 등에 대하여 온/오프)에 의해 전환된 기능의 상태를 나타낼 수 있다.
(표시)발광다이오드의 단자들은 그들 각각의 전극들과 직접 접촉할 수 있다. 이 경우 (표시)발광다이오드는 전기전도층에 접착되거나 접착층 또는 임의의 다른 적절한 수단에 의해 제자리에 유지될 수 있다. 대안으로, 단자들은 납땜, 도전성 접착제 또는 도전성 페이스트에 의해 그들 각각의 전극에 전기적으로 접속될 수 있다. 단자들은 또한 와이어 본딩에 의해 그들 각각의 전극에 전기적으로 접속될 수 있다.
본 발명에 따른 조명 적층글레이징의 유리한 실시예에서, (표시)발광다이오드는 복수의 발광 반도체 칩을 갖는, 예를 들어 적색, 녹색 그리고 청색의 다색 무기 발광다이오드이다. 각각의 발광 반도체 칩은 제1 단자와 제2 단자를 갖는다. 터치감지구조는 분할라인들에 의해 서로 전기적으로 절연된 복수의 접지경로들을 포함한다. 따라서, 각각의 제2 단자는 접지경로들 중의 하나에 전기적으로 접속된다. 터치감지장치는 기능소자를 제어하게 된다. 따라서, 발광다이오드의 여러가지 상이한 색들은 예를 들어 기능소자의 상이한 상태를 나타낼 수 있다.
무기 발광다이오드(표시광 및 조명장치를 형성하는 각각의 발광다이오드도)는 패키징된 발광다이오드 또는 칩-온-보드 발광다이오드일 수 있다. 궁극적으로, 발광다이오드는 역 장착(reversed mounted)(패키징된) 발광다이오드이고, 이는 발광면 뿐만 아니라 제1 및 제2 단자가 발광다이오드의 동일 쪽에 배치되는 것을 의미한다.
무기 다이오드는 예를 들어 인화갈륨 또는 알루미늄 갈륨 및 질화갈륨에 기초한다.
일반적으로 정사각형 형상의 다이오드인, 단일 반도체 칩을 갖는 다이오드 의 폭(또는 길이)은 바람직하게는 최대 5mm이다. 일반적으로 직사각형 형상인,(통상 패키지로 둘러싸인) 복수의 반도체 칩을 갖고 있는 다이오드의 길이는 바람직하게는 최대 20mm이고 더 바람직하게는 최대 10mm이다.
실시예에서, 발광다이오드는 유기 발광다이오드(OLED)를 포함하고 심지어 유기 발광다이오드이고, 조명 장치는 OLED이기도 하다.
바람직하게는, 유기 또는 무기 발광다이오드의 높이는 최대 1mm 및 심지어 최대 0.8mm이다.
전기전도층은 제1투명글레이징에 본딩된 캐리어 (필름) 상에 도포될 수 있다.
캐리어는 국부적일 수 있고 혹은 바람직하게는 투명하면서 제1투명글레이징의 표면에 확장될 수 있다. 전기전도층은 투명하면서 제1투명글레이징의 표면 (및 캐리어)에 확장되고, 바람직하게는 가열 소자, 태양광 제어 층, 로우 이 층(low e layer)으로부터 선택되고, 전기전도층은 제1투명 글레이징의 제1주표면(S3)과 접촉하거나 접촉하지 않는다.
캐리어 - 바람직하게 투명함 - 는 바람직하게는 플라스틱 포일, 특히 PET이다.
캐리어는 적층글레이징의 S2 및 S3 사이에서 바람직하게는 0.2mm 미만 심지어 0.1mm 미만의 두께를 갖는다. 상기 플라스틱 포일은 바람직하게 PVB 같은 열가소성 시트 또는 접착제에 의해 제1투명 글레이징에 본딩되고 및/또는 PVB 같은 열가소성 시트 또는 접착제에 의해 제2투명글레이징에 본딩된다. 바람직한 경우, 플라스틱 포일은 바람직하게는 PVB 같은 열가소성 시트(S3에 향하는 전기전도층)에 의해 제2투명글레이징에 본딩되고 심지어 PVB 같은 열가소성 시트에 의해 제1투명 글레이징에 본딩된다.
캐리어 필름은 바람직하게 적어도 하나의 폴리에스테르 및/또는 하나의 폴리이미드, 특히 바람직하게 열가소성 폴리에스테르, 예를 들어, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함한다. 이것은 특히 캐리어 필름의 안정성 및 작업성에 관하여 유리하다. 캐리어 필름은, 바람직하게, 제2 글레이징을 제1 투명 글레이징에 본딩하는 중간층과 유사하게, 중간층을 통해 또는 접착 수단에 의해 제1 투명 글레이징에 본딩될 수 있다. 캐리어 필름의 두께는 바람직하게 10μm 내지 1mm, 특히, 바람직하게 30μm 내지 200μm이다. 이러한 두께의 범위에서 캐리어 필름이 안정되는 장점이 있고 작업하기에 용이하다. 캐리어 필름의 길이와 폭은 제1투명글레이징의 길이와 폭과 동일할 수 있다. 캐리어 필름의 길이와 폭은 제1투명글레이징(예를 들어, PET 입구)의 길이와 폭보다 작을 수 있다.
(바람직하게는 구부러진 적층글레이징 유닛의 곡선부를 따르기에 충분히 유연한) 캐리어는 앞유리 또는 지붕에서는 S2에, (외부 광을 위한)측면 창문에서는 S3에, 또는 (내부 광을 위한)측면 창문에서는 S2에 접착 본딩되거나 프레싱될 수 있다.
일 실시예에서, 캐리어는 심지어 앞유리 또는 지붕의 영역에 배치될 수 있고, 이 영역에서, 외부 글레이징은 바람직하게는 S2 상에서 (블랙) 에나멜과 같은 (최외측의) 불투명한 층에 의해 전체적으로(또는 부분적으로) 불투명해진다.
캐리어는, 내부 글레이징이 바람직하게는 S4 또는 S3 상의 (블랙) 에나멜과 같은 (최내측의) 불투명한 층으로 인해 불투명해지는 영역에 배치될 수 있다. 이 불투명 층은 적어도 발광다이오드와 일치하는 구멍을 (증착 위에 마스킹을 한다거나 레이저로 제거한다든지 하여 만든) 포함한다.
유연한 캐리어로서, KREMPEL로부터의 AKAFLEX®(특히 PCL FW) 제품군을 언급할 수 있다.
예를 들어 PET, PEN 또는 폴리이미드를 포함하는 가능하면 가장 얇고 심지어 바람직하게는 가능하면 가장 적절하게 유연한 캐리어(최소 폭 또는 심지어 투명하기까지 한)가 선택될 것이고, (충분히 얇게 만들어지지 않는 한 오히려 구리로 이루어진 트랙보다는) 투명한 접속 트랙도 선택될 수 있다.
(특히 로컬 캐리어를) S2 또는 S3에 접착 본딩하기 위해, 최대 0.15mm 및 더 바람직하게는 0.1mm 그리고 특히 0.05mm 미만의 두께 투명 양면 접착제인 것이 바람직하고, 캐리어의 전체 표면 또는 일부가 접착 본딩된다.
다른 실시예에서, 조명 적층글레이징은 복수의 터치감지구조들을 포함하고, 터치감지구조는 각각 기능소자를 제어한다.
본 발명의 제2 측면은 본 발명의 제1 측면에 따른 조명 적층글레이징을 제조하는 방법에 관한 것으로, 적층글레이징은:
제1투명글레이징;
제2글레이징;
제1투명글레이징을 제2글레이징에 본딩하는 중간층;
터치감지구조를 포함하는 정전용량식 터치감지장치;
터치감지장치에 의해 제어되는 조명 장 치- 조명 장치는 조명 소자를 포함함 -
를 포함하고,
상기 방법은 다음 단계를 포함한다:
제1투명글레이징과 제2글레이징 사이에 전기전도층을 배치하는 단계;
전기전도층에 터치감지구조를 형성하는 단계 - 터치감지구조는 접지전극과 터치감지영역을 갖는 터치전극을 포함함 -;
전기전도층 상에 터치감지영역을 표시하기 위한 발광다이오드를 배치하고, 발광다이오드는 적어도 부분적으로 터치감지영역에 대향하는 발광면을 가지며, 발광다이오드는 접지전극에 전기적으로 접속된 제1전극 영역인 제1단자와터치감지영역에 전기적으로 접속된 제2전극 영역인 제2 단자를 갖는 단계;
제1투명글레이징 및 상기 제2글레이징 사이에 조명소자를 배치하는 단계
를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 상기 제1투명글레이징과 제2글레이징 사이에 전기전도층을 배치하는 단계는 캐리어층에 전기전도층을 도포하는 단계와 제1투명글레이징과 제2글레이징 사이에 캐리어층을 배치하는 단계를 포함한다.
다른 한편으로는, 제1투명글레이징과 제2글레이징 사이에 전기전도층을 배치하는 단계는 조명 적층글레이징의 내측 표면에, 바람직하게는 제1투명글레이징 상에 전기전도층을 직접 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
전기전도층의 도포는 그 자체로 알려진 방법에 의해서, 바람직하게는 자계 지지 음극스퍼터링에 의해 행해질 수 있다. 이것은 특히 제1투명글레이징을 간단하고, 빠르고 경제적이고 균일하게 코팅하는 데에 유용하다. 그러나, 전기전도층은 예를 들어,물리기상증착(physical vapor deposition; PVD), 화학기상증착(chemical vapor depositoin: CVD), 플라즈마강화 화학기상증착(PECVD,plasma-enhanced chemical vapor depositon) 또는 습식 화학 방법에 의해 도포될 수 있다.
전기전도층의 도포 후, 제1투명글레이징이 온도 처리될 수 있다. 전기전도층을 갖는 제1투명글레이징은 적어도 200℃, 바람직하게는 적어도 300℃의 온도로 가열된다. 온도 처리는 투과성을 증가시키고 및/또는 전기전도층의 면저항을 감소시키는 효과가 있다.
전기전도층의 도포 후, 제1투명글레이징은 통상 500℃ 내지 700℃의 온도에서 구부러질 수 있다. 평면 글레이징을 코딩하는 것이 기술적으로 더 간단하기 때문에, 이 과정은 제1투명글레이징을 구부려야 할 경우 도움이 된다. 그러나, 다른 한편으로는, 예를 들어, 전기전도층이 손상을 입지 않고 벤딩 프로세스를 견디는데 적합하지 않으면 전기전도층을 도포하기 전에 제1투명글레이징을 구부러질 수 있다.
본 발명에 따르면, 터치감지장치 및 발광다이오드를 포함하는 조명 적층글레이징 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예로 이하에서 더 설명한다.
도 1a는 본 발명의 제1 형태에 따른 조명 적층글레이징 실시예의 상면도.
도 1b는 도 1a의 세부사항(Z)의 확대도.
도 1c는 도 1b의 단면선 A-A'의 단면도.
도 1d는 도 1b의 단면선 B-B'의 단면도.
도 2는 조명 적층글레이징의 다른 실시예의 단면선 B-B'의 단면도.
도면들은 단지 예시적인 목적으로 제시되며 본 발명을 제한하지 않는다.
도면에서, 동일한 참조 번호들은 동일 또는 유사한 구성요소를 지칭한다.
도 1a는 자동차 지붕 글레이징 형태의 조명 적층글레이징(100)의 예시적인 실시예를 나타낸다. 조명 적층글레이징(100)은 예를 들어 미네랄 글래스로 만든 제1투명글레이징(1), 전기전도층(2)과 전기전도층(2)에 형성된 터치감지표면(30)을 포함하는 터치감지장치(3)를 포함한다. 전기전도층(2)은 바람직하게는 층 시스템이고, 이는 예를 들어, 유전체층에 의해 서로 분리되어 있는 3개의 전기 전도 은 층을 포함한다.
이 실시예에서, 전기전도층(2)은 조명 적층글레이징(100) 내에 배치된 캐리어층(9)에 도포된다. 캐리어층(9)은 조명 적층글레이징(100) 내의 전기전도층(2)의 배치를 용이하게 한다. 캐리어층(9)은, 바람직하게 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 프린트 보드 카드(PCB) 또는 플라스틱 포일일 수 있다.
전기전도층(2)은 조명 적층글레이징(100)을 갖는 공통 에지를 갖는다. 이것은 조명 적층글레이징(100)의 외부와의 접속의 구현을 용이하게 한다.
조명 적층글레이징(100)은 또한 전기전도층(2)에 형성된 터치감지면(30)을 포함하는 정전용량식 터치감지장치(3)를 포함한다. 도 1a에 더하여 도 1b를 참조하면, 터치감지구조(30)는 접지전극(31) 및 터치영역(32a)을 갖는 터치전극(32)을 포함한다. 접지전극(31)과 터치전극(32)는 전기전도층(2)의 일부이다. 정전용량식 터치감지장치(3)는 터치영역(32a)에 접촉하거나 근접하는 물체, 바람직하게는 사람의 손가락이 나타나면 트리거될 수 있는 스위치이다.
접지전극(31) 및 터치전극(32)은 터치감지장치(3)를 트리거하는 물체가 터치영역(32a)에 가까워지거나 접촉할 때 정전용량이 변하는 커패시터를 형성한다. 정전용량식 터치감지장치(3)는 정전용량 변화를 측정하는 정전용량식 센서전자어셈블리(33)를 포함한다. 측정된 정전용량 변화가 센서전자어셈블리(33)에 의해 설정된 임계치보다 크면, 스위칭 신호가 트리거된다. 스위칭 신호는 용량식 터치감지장치와 연관된 조명 장치를 제어할 수 있다.
터치감지구조(30)를 제어하는 센서전자어셈블리(33)는 제1전기전도소자(41)를 통해 접지전극(31)에 접속되고 제2전기전도소자(42)를 통해 터치전극(32)에 접속된다. 전기전도소자들(41, 42)은 예를 들어 구리로 이루어진 포일 도체일 수 있다. 이들은, 바람직하게는 예를 들어 폴리이미드로 이루어진 전기 절연체를 피복함으로써, 특히, 전기전도층(2)과 전기적으로 절연된다.
바람직하게는 터치전극(32)이 접지전극(31)에 의해 둘러싸여 있다. 바람직하게는 이들 2개의 전극이 제1 분할라인(35)에 의해 서로 전기적으로 절연되고, 이 제1 분할라인은 바람직하게는 라인의 일측으로부터 다른 쪽으로 전기가 흐르지 않도록 전기전도층(2)을 제거한 선을 따라 있는 선이다. 제1 분할라인(35)은 예를 들어 100μm의 폭 d1(도 1c에 도시)을 가지며, 예를 들어, 레이저 패터닝에 의해 전기전도층(2)에 만들어진다.
이러한 실시예에서, 터치전극(32)은 3개의 상이한 영역을 갖고 있다: 터치전극(32)의 끝에 위치하는 터치영역(32a), 터치전극(32)의 다른 끝에 위치하고 제2 전기전도소자를 통해 센서전자어셈블리(35)가 접속된 접속영역(32b), 그리고 터치영역(32a)을 접속영역(32b)에 접속하는 공급라인영역(32c)을 포함한다. 터치영역(32a)은 실질적으로 방울 형상이고 공급라인영역(32c)으로 변환된다. "방울 형상"이라는 용어는 터치영역(32a)이 실질적으로 원형이고 공급라인영역(32c)을 향하여 한쪽에 깔때기처럼 끝이 점점 가늘어진다는 것을 의미한다. 터치영역(32a)은, 예를 들어, 40mm의 폭(W1)을 갖는다. 공급라인영역(32c)은 예를 들어 1mm의 폭 및 48mm의 길이를 갖는다. 접속영역(32b)은 라운딩된 코너를 갖는 정사각형 및 예를 들어 12mm의 폭을 갖는다. 정사각형은 포일 도체를 배치하여 이에 접촉하는데 유리하다.
공급라인영역(32c)은 크기가 작고 터치될 때 정전용량 변화가 작기 때문에 민감하지 않아서, 터치감지영역(32a)이 원하는 위치에 있도록 도와준다. 또한, 터치감지구조(30)에 접속된 센서전자어셈블리(33)는 터치감지영역(32a)의 영역 내의 조명 적층글레이징(100)을 터치할 때만 정전용량 필드가 형성될 정도의 민감도로 선택될 수도 있다. 반대로, 공급라인영역(32c) 상의 조명 적층글레이징(100)의 터치는 스위칭 신호를 트리거하지 않는다.
발광다이오드(6)는 전기전도층(2) 상에 배치되어 터치감지영역(32a)을 표시한다. 따라서, 발광다이오드를 표시다이오드라고 부르기도 한다. 발광다이오드(6)는 적어도 부분적으로 터치감지영역(32a)에 대향하는 발광면을 갖는다. 여기서 대향이라는 용어는 터치감지영역(32a)의 평면에서 발광면이 직각으로 투사되는 것을 말한다. 이 실시예에서, 발광면은 도 1c의 화살표(7)로 표시되는 바와 같이 터치감지영역(32a)에 대향하지 않고 그 반대 방향이다. 발광면은 터치감지영역(32a)이 터치되도록 의도된 조명 적층글레이징(100)의 측면을 향해 배향된다.
발광다이오드(6)는 전방 방향으로 접속된다. 즉, 발광다이오드(6)는 접지전극(31)에 전기적으로 접속된 제1단자(61), 즉 네거티브측 및 터치전극(32)에 전기적으로 접속된 제2 단자(62), 즉 포지티브 측을 갖는다. 제1단자(61)는 애노드 영역이고 제2단자(62)는 캐소드 영역이다.
단자들(61, 62)은 그들 각각의 전극에 직접 접촉될 수 있다. 이 경우, 조명이 전기전도층(2)에 접착되거나 접착층 또는 임의의 다른 적절한 수단에 의해 제자리에 유지될 수 있다. 다른 한편으로는, 단자들(61, 62)는 납땜 접속, 도전성 접착제 또는 도전성 페이스트에 의해 각각의 전극들(31, 32)에 전기적으로 접속될 수 있다. 단자들(61, 62)는 와이어 본딩에 의해 그들 각각의 전극(31, 32)에 전기적으로 접속될 수 있다.
유리하게는, 터치감지장치(3)는, 터치감지구조(30)를 통해 전원 전압을 발광다이오드(6)에 공급하는 제1 전원(37)을 포함한다. 제1 전원(37)은 제2 전기전도소자(42)를 통해 터치전극(32)에 접속된 양의 단자와 제1 전기전도소자(41)를 통해 접지전극(31)에 접속된 음의 단자를 갖는다. 따라서, 발광다이오드를 위해 독립적인 전기전도접속기가 필요하지 않고, 이로써 제조 방법이 간소하게 될 뿐만 아니라 제조 비용 절감할 수 있게 한다. 터치 신호를 발광다이오드(6)의 공급 전압과 분리함으로써, 조명 및 터치 작업이 공통 회로를 갖도록 하는 것이 가능하다는 것이 놀랍다.
제1 전원(37)은 바람직하게는 커패시터(39)에 의해서 또는 임의의 적절한 분리 수단에 의해 센서전자어셈블리(33)와 분리된다. 따라서, 제1 전원(37)과 센서전자어셈블리(33)는 서로에게 영향을 주지 않는다.
터치감지장치(3)는 발광다이오드(6)와 제1 전원(37)의 작동을 제어하는 수단(38)을 갖는 것이 바람직하다. 이로써, 발광다이오드(6)가 반드시 항상 반드시 켜져 있어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 제어수단(38) 덕분에 발광다이오드(6)는 야간에 가장 필요할 때 켜지고 낮에 꺼질 수 있다. 이 실시예에서, 제어수단(38)은 발광다이오드(6)와 제1 전원(37)과 직렬로 연결된다.
제1 분할라인(35)은 터치전극(32) 안으로 돌출하는 접지경로(31a)를 접지전극(31)이 포함하도록 패터닝되는 것이 바람직하다. 접지경로(31a)는 분할라인(35)의 제1 부분(35a)에 의해 정해진다. 발광다이오드(6)는 바람직하게는 분할라인(35)의 제1 부분(35a) 상에 배치되고, 발광다이오드(6)의 제1단자(61)는 접지경로(31a)에 전기적으로 접속된다. 이 실시예에서, 접지경로(31a)는 터치영역(32a) 안으로 확장된다. 이로써 발광다이오드(6)는 터치영역(32a) 상에 접지경로(31a)를 따라 배치될 수 있다. 그러므로, 터치영역(32a)의 조명은 발광다이오드(6)를 적절한 방식으로 배치함으로써 최적화될 수 있다.
접지경로(31a)는 바람직하게는 터치영역(32a)의 감도가 현저하게 감소되지 않도록 폭(W2)을 갖는다. 접지경로(31a)의 단부에는, 발광다이오드(6)의 제1단자(61)와의 접속이 용이하도록 접지영역(31b)이 배치될 수 있다. 이 목적으로, 접지영역(31b)은 적어도 접지경로(31a)의 폭(W2)보다 큰 치수를 갖는다. 이 접지영역(31b)은 정사각형, 직사각형 또는 원형 등의 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다.
바람직한 실시예에서, 접지경로(31a)는 너무 많은 감지 표면의 손실을 피하기 위해 터치영역(32a)의 폭(W1)보다 작거나 같은 길이를 갖는다. 터치영역(32a)이 감소하는 것이 제한적이므로 그 감도는 거의 변하지 않는다.
터치영역(32a)은 바람직하게는 중심점에 대하여 대칭인 형상을 갖는다. 이 경우, 발광다이오드(6)는 터치영역(32a)의 조명을 최적화할 목적으로 중심점 상에 배치되는 것이 바람직하다.
접지전극(31)이, 바람직하게는 제1 분할라인(35)와 유사하게 제2 분할라인(36)에 의해 전기전도층(2)의 나머지 부분과도 전기적으로 절연되는 것이 좋다. 그러므로, 전기전도층(2)은 터치감지구조(30)이 형성된 제1 부분과 전기전도층(2)의 나머지에 의해 형성되는 제2 부분을 포함한다. 전기전도층(2)의 제2 부분은 다른 애플리케이션에 사용될 수 있다.
조명 적층글레이징(100)은 차량의 내부를 비추도록 구성되는 조명장치(3')를 포함한다. 조명장치(3')는 터치감지장치(3)에 의해 제어되는 기능소자이다. 터치감지장치(3)의 작동으로 스위칭 신호가 트리거되면, 조명 장치(3')가 켜지기도 하고 꺼지기도 한다.
이 실시예에서, 조명장치(3')는 전기전도층(2)의 제2 부분에 형성된 전기 전도구조(30')과 전기전도구조(30') 상에 배치된 복수의 고출력 발광다이오드들(6')을 포함한다. 다른 실시예에서, 전기전도층(2)의 제2 부분은 열 층 또는 가열층으로서 사용될 수 있다.
전기전도구조(30')는 음의 전극(31')과 양의 전극(32')을 포함한다. 각각의 고출력 발광다이오드(6')는 음의 전극(31')에 전기적으로 접속된 애노드 영역인 제1단자(61')와 양의 전극(32')에 전기적으로 접속된 캐소드 영역인 제2 단자(62')를 갖는다.
고출력 발광다이오드(6')는 표시 다이오드(6)보다 더 강력하다. 바람직하게는, 고출력 발광다이오드(6')는 예를 들어 독서하기에 특히 적합한 광인 흰색 광을 방출한다.
이 실시예에서, 접지전극(31)은 양의 전극(32)에 의해 둘러싸여 있고, 이들은 제2 분할라인(36)에 의해 서로 전기적으로 절연된다. 마찬가지로, 양의 전극(32')은 예를 들어 음의 전극(31')에 의해 둘러싸여 있고, 이들은 제3 분할라인(35')에 의해 전기적으로 절연되어 있는 것이 바람직하다. 고출력 발광다이오드(6')는 제3 분할라인(35') 상에 배치되는 것이 좋다. 고출력 발광다이오드(6')의 배치는 발광다이오드(6)를 중심으로 원을 형성하는 것이 바람직하다.
유리하게는, 조명장치(3')는 전기전도구조(30')를 통해 전원 전압을 고출력 발광다이오드(6')에 공급하는 제2 전원(37')를 포함한다. 제2 전원(37')은 제3 전기전도소자(41')를 통해 음의 전극(31')에 접속되는 음의 전극과 제4 전기전도소자(42')를 통해 양의 전극(32')에 접속된 양의 전극을 갖는다. 따라서, 발광다이오드(6)와 유사하게, 고출력 발광다이오드들(6')을 위한 독립적인 전기전도접속기를 필요로 하지 않는다.
조명장치(3')는 터치전극장치(3)를 트리거해서 작동된다. 예를 들어, 터치감지장치(3)에 의해 생성된 스위칭 신호는 제2 전원(37')을 켰다 껐다 한다.
바람직하게, 도 1a에 도시된 바와 같이, 불투명 에나멜(12)이 제1 투명글레이징(1)의 단부들 주변에 배치된다. 조명 적층글레이징(100)은 예를 들어 차량 바디 내에 장착시 지붕 프레임에 접착되어, 불투명 에나멜(12)은 접착제 비드(bead)를 숨긴다. 또한, 전기전도소자들과 전기전도층 사이에 있는 다양한 커넥션들도 불투명 에나멜(12)에 의해 감추어진다.
도 1c는 도 1b의 단면선 A-A'의 단면도이다. 조명 적층글레이징(100)은 바람직하게는 미네랄 글래스로 만든 제2 글레이징(1')을 포함한다. 이 실시예에서, 조명 적층글레이징(100)은 자동차 지붕 글레이징이지만, 제2 글레이징(1')은 반드시 투명일 필요는 없다.
제1 투명글레이징(1)과 제2 글레이징(1')은 각각 제1주표면과 제1주표면에 대향하는 제2주표면을 갖는다. 이 실시예에서, 여기서 면 S4로 알려진 제1투명글레이징(1)의 제2주표면은 차량의 내부(INT)로 향해져 있다. 마찬가지로, 여기서 면 S1으로 알려진 제2 글레이징(1')의 제1주표면은 차량의 외부(EXT)로 향해져 있다.제1투명글레이징(1)의 제1주표면과 제2글레이징(1')의 제2주표면은 조명 적층글레이징의 내측 표면들이고 여기서 각각 면 S3와 면 S2로 알려져 있다.
이 실시예에서, 제1 투명 글레이징(1)과 제2 글레이징(1')은 열가소성 물질로 이루어진 중간층(8)에 의해 본딩된다. 바람직하게는, 중간층(8)은 제1층(81)과제2층(82)을 포함하고, 그 사이에 캐리어층(9)이 배치된다. 중간층(8)은 예를 들어 폴리비닐 부티랄(PVB)로 이루어진다. 발광다이오드(6)의 발광면은 바람직하게 터치감지영역(32)의 반대 방향에 대향한다. 따라서, 캐리어층(9)은 화살표(7)로 표시된 바와 같이 터치감지영역(32a)이 눌리는 차량의 내부(INT)로 향해지도록 배치된다.
이 실시예에서, 터치감지장치(3)는 차량의 내부로부터 트리거되도록 된다. 따라서, 캐리어층(9)은 바람직하게는 전기전도층이 제2 글레이징(1')의 제2주표면(S2)보다 제1투명글레이징(1)의 제1주표면(S3)에 더 가깝게 배치된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 캐리어층(9)은 바람직하게 제1투명글레이징(1) 표면의 일부에만 확장된다. 이 경우, 캐리어층(9)을 제1 투명 글레이징(1)에 본딩하는 제1 중간층(81)은 필수적인 것은 아니며, 부분적인 접착 수단으로 대체될 수 있다. 다른 실시예에서, 캐리어층(9)은 조명 적층글레이징(100)의 전체 표면 상에 확장될 수 있다.
로이(low-E) 층(13)은 제1투명글레이징(1)의 제2주표면(S4)에 도포되는 것이 바람직하다.
바람직하게는 햇빛차단층(14)이 제2글레이징(1')의 제2주표면(S2)에 도포된다. 본 발명에 따른 햇빛차단층(14)은 예를 들어 US 2014377580 A1에 알려져 있다.
다른 한편으로는, 역으로 장착된 표시 광을 갖는 전도층이 형성될 수 있는면 S3상에 임의의 투명 가열 전도층이 있을 수 있다. 이러한 구성에서, 터치감지장치(3)는 차량의 내부(INT)에서 트리거된다. 차량의 외부(EXT)에서 스위칭되는 것을 방지하기 위하여 센서전자어셈블리(33)의 감도는 조정될 수 있다. 또한, 중간층(8)의 두께 및/또는 제2 글레이징(1')의 두께를 늘릴 수 있다.
도 1d는 도 1b의 단면선 B-B'의 단면도이다. 조명장치(3')는 차량 내부(INT)를 비추도록 구성되고, 각각의 고출력 발광다이오드(6')는 화살표(7')로 표시된 바와 같이 차량의 내부(INT)에 대향하는 발광면을 갖는 것이 좋다.
도 2는 조명 적층글레이징(100)의 다른 실시예의 도 1b 상에 도시한 단면선 B-B'의 단면도이다. 이 실시예에서, 고출력 발광다이오드 대신 조명장치(3')는 유기 발광다이오드를 포함하는 조명층(6")를 갖는다. 조명층(6")은 차량의 내부(INT)를 비추도록 구성된다. 이경우, 차량 내부(INT)에서 보면, 캐리어층(9)이 조명층(6")의 앞에 배치되고, 조명층(6") 평면과는 다른 평면에 배치되는 것이 바람직하다. 캐리어층(9) 및 전기전도층(2)은 모두 투명한 것이 좋다. 그래야 조명층(6")에서 나오는 조명이 방해받지 않는다. 다른 실시예에서, 발광다이오드(6)는 다색 발광다이오드이다. 이로써 터치감지장치(3)의 상태가 표시되어 그것과 연관되어 있는 기능소자들의 상태도 나타나게 된다. 다색 발광다이오드(6)는 여러 개의 발광 반도체 칩들을 포함하고, 이들 각각은 각각 제1단자와 제2 단자를 갖는대. 이 경우, 터치감지구조(30)는 예를 들어 발광 반도체 칩들의 수만큼 많은 접지경로들을 갖는다. 접지경로들은 분할라인들에 의해 서로 전기적으로 절연되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 각각의 제1단자는 상이한 접지경로에 전기적으로 접속된다. 반대로, 제2 단자들은 모두 터치감지영역(32a)에 전기적으로 접속된다. 따라서, 발광 반도체 칩들은 각기 동작될 수 있다. 바람직하게, 접지경로들은 전기전도소자들에 의해 센서전자어셈블리(33)에 전기적으로 접속된다. 예를 들어, 다색 발광다이오드(6)는 2개의 발광 반도체 칩들을 갖고, 따라서 2개의 색, 바람직하게는 적색과 녹색을 갖는다. 기능소자가 켜지면, 발광다이오드(6)는 녹색 광을 방출하고, 기능소자가 꺼지면 발광다이오드(6)는 적색광을 방출한다. 본 발명이 조명 기능과 관련하여 설명되어 있지만, 터치감지장치는 부유 입자 장치 또는 가변 확산 장치와 같은, 차량 지붕에 배치될 수 있는 다양한 다른 기능소자를 제어하는데 적합하다. 가열 기능, 앞유리 또는 후방 와이퍼 또는 에어컨디셔닝 등과 같이 자동차의 다른 기능 소자들을 제어할 수 있다. 터치감지구조는 차량의 임의의 글레이징에 배치될 수 있다. 본 발명은 또한 건축 글레이징과 같은 비 자동차 글레이징에서 사용하는 것도 아주 적합하다.
센서전자어셈블리는 제1 투명 글레이징에 대향할 수 있다. 센서전자어셈블리는 중간층(PVB, EVA 등) 안쪽에 또는 그 위에 있을 수 있다.
센서전자어셈블리는 터치감지구조에 교류를 공급하도록 구성된 교류 전원을 포함할 수 있다. 그러면, DC 전원은 커패시터에 의해 센서전자어셈블리와 분리될 수 있다.

Claims (19)

  1. 조명 적층글레이징(100)으로서:
    - 제1투명글레이징(1);
    - 제2 글레이징(1');
    - 열가소성 물질로 이루어지고 상기 제2글레이징(1')을 상기 제1투명글레이징(1)에 적층하는 중간층(8);
    - 상기 제1투명글레이징(1)과 상기 제2글레이징(1') 사이에 배치되는 전기전도층(2);
    - 상기 전기전도층(2)에 형성된 터치감지구조(30)를 포함하는 정전용량식 터치감지장치(3) - 상기 터치감지구조(30)는 접지전극(31) 및 터치감지영역(32a)을 갖는 터치전극(32)을 포함함 -;
    - 표시 다이오드라 불리우고 상기 전기전도층(2) 상에 배치되어 상기 터치감지영역(32a)을 표시하는 발광다이오드(6) - 상기 발광다이오드(6)는 적어도 부분적으로 상기 터치감지영역(32a)에 대향하는 발광면을 갖고, 상기 발광다이오드(6)는 상기 접지전극(31)에 전기적으로 접속된 제1 전극 영역인 제1단자(61)와 상기 터치감지영역(32a)에 전기적으로 접속된 제2 전극 영역인 제2단자(62)를 가짐 -;
    - 상기 정전용량식 터치감지장치(3)에 의해 제어되는 조명장치(3') - 상기 조명장치(3')는 상기 표시 다이오드(6)와 별개인 조명소자(6', 6")를 포함하고 상기 조명소자(6', 6")는 상기 제1투명글레이징(1)과 제2글레이징(1') 사이에 배치됨 -
    를 포함하는 조명 적층글레이징(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 터치전극(32)은 상기 접지전극(31)에 의해 둘러싸여 있고, 상기 터치전극(32)과 상기 접지전극(31)은 분할라인(35)에 의해 서로 전기적으로 절연되고, 상기 표시 다이오드(6)는 상기 분할라인(35) 상에 배치되는 조명 적층글레이징(100).
  3. 제2항에 있어서, 상기 분할라인(35)은 상기 접지전극(31)이 상기 터치감지영역(32a)으로 돌출하는 접지경로(31a)를 포함하도록 패터닝되고, 상기 접지경로(31a)는 상기 분할라인(35)의 제1 부분(35a)에 의해 정해지고, 상기 표시 다이오드(6)는 상기 분할라인(35)의 제1 부분(35a) 상에 배치되고, 상기 표시 다이오드(6)의 제1단자(61)는 상기 접지경로(31a)에 전기적으로 접속되는 조명 적층글레이징(100).
  4. 제3항에 있어서, 상기 터치감지영역(32a)은 특정한 폭(W1)을 갖고, 상기 접지경로(31a)는 상기 터치감지영역(32a)의 폭(W1)보다 작거나 같은 길이(L)를 갖는 조명 적층글레이징(100).
  5. 제4항에 있어서, 상기 터치감지영역(32a)은 중심점에 대하여 대칭인 형상을 갖고, 상기 표시 다이오드(6)가 상기 중심점 상에 배치되는 조명 적층글레이징(100).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 자동차 글레이징 지붕 또는 철도 글레이징 지붕과 같은 차량 지붕을 형성하도록 구성되고, 상기 조명장치(3')는 상기 차량의 내부(INT)를 비추도록 구성되고, 상기 제1투명글레이징(1)은 내부 글레이징이고, 상기 제2 글레이징(1')은 외부 글레이징인 조명 적층글레이징(100).
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1투명글레이징(1)은 제1주표면(S3)과 상기 제1주표면(S3)에 대향하는 제2주표면(S4)을 갖고, 상기 제2주표면(S4)은 상기 차량의 내부(INT)를 향해 있고, 상기 전기전도층(2)은 상기 제1투명글레이징(1)의 제1주표면(S3)에 가장 가깝게 배치되는 조명 적층글레이징(100).
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터치감지구조(30)는 상기 전기전도층(2)의 제1 부분에 형성되고, 상기 조명장치(3')는
    - 상기 전기전도층(2)의 제2 부분에 형성된 전기전도구조(30')- 상기 제 2부분은 상기 제1 부분과 전기적으로 절연되고, 상기 전기전도구조(30')는 음의 전극(31')과 양의 전극(32')을 포함함;
    - 상기 전기전도구조(30')상에 배치되는 복수의 무기(inorganic) 발광다이오드(6') - 각각의 발광다이오드(6')는 상기 음의 전극(31')에 전기적으로 접속된 애노드 영역인 제1단자(61')와 상기 양의 전극(32')에 전기적으로 접속된 캐소드 영역인 제2 단자(62')를 가짐 -
    를 포함하는 조명 적층글레이징(100).
  9. 제8항에 있어서, 상기 양의 전극(32')은 상기 음의 전극(31')에 의해 둘러싸여 있고, 상기 양의 전극(32')과 상기 음의 전극(31')은 분할라인(35')에 의해 서로 전기적으로 절연되고, 조명장치의 각각의 무기 발광다이오드(6')는 상기 분할라인(35') 상에 배치되는 조명 적층글레이징(100).
  10. 제9항에 있어서, 상기 터치전극(32)은 상기 접지전극(31)에 의해 둘러싸여 있고, 상기 접지전극(31)은 상기 양의 전극(32')에 의해 둘러싸여 있고, 상기 양의 전극(32')은 상기 음의 전극(31')에 의해 둘러싸여 있고, 상기 조명장치의 복수의 무기 발광다이오드들(6')이 상기 표시 다이오드(6)를 중심으로 폐쇄된 면의 원 또는 정사각형으로 배치된 조명 적층글레이징(100).
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표시 다이오드(6)는 발광 반도체 칩을 포함하는 무기 발광다이오드 또는 복수의 발광 반도체 칩들을 포함하는 다색 무기 발광다이오드이고, 각각의 발광 반도체 칩은 상기 제1 및 제2 단자들을 갖고, 상기 터치감지구조(30)는 분할라인들에 의해 서로 전기적으로 절연된 복수의 접지경로를 포함하고, 상기 각각의 제2 단자는 상기 접지경로 중의 하나에 전기적으로 접속되는 조명 적층글레이징(100).
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표시 다이오드(6)는 유기 발광다이오드를 포함하는 조명 적층글레이징(100).
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기전도층(2)은 캐리어(9) 상에 도포되고, 상기 캐리어는 투명한 PET 포일과 같은 폴리머 포일이고, 상기 제1투명글레이징(1)과 상기 제2글레이징(1') 사이에 배치되고, 상기 제1투명글레이징에 가장 가깝고, 상기 캐리어는 국부적이거나 상기 제1투명글레이징의 표면 상에 확장되고 투명한 조명 적층글레이징(100).
  14. 제7항에 있어서, 상기 전기전도층은 투명하고 상기 제1투명글레이징의 표면 상에 확장되고, 가열 소자, 태양광 제어 층, 로이 층(low e layer) 중에서 선택되고, 상기 전기전도층은 상기 제1투명 글레이징(1)의 제1주표면(S3)과 접촉하거나 투명 캐리어에 있는 조명 적층글레이징(100).
  15. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명장치(3')는 복수의 무기 발광다이오드들(6')을 포함하고, 상기 무기 발광다이오드들(6')이 상기 표시 다이오드(6) 주변에 배치되거나 상기 전기전도층(2) 상의 상기 무기 발광다이오드들(6')의 직교 투영이 상기 표시 다이오드(6) 주변에 위치하는 조명 적층글레이징(100).
  16. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전용량식 터치감지장치(3)는 상기 터치감지구조(30)를 제어하도록 구성되는 센서전자어셈블리(33)와 상기 터치감지구조(30)를 통해 상기 표시 다이오드(6)에 전원 전압을 공급하도록 구성되는 DC 전원(37)을 포함하고, 상기 센서전자어셈블리(33) 및/또는 상기 DC 전원(37)은 상기 제1투명글레이징(1) 밖에 배치되는 조명 적층글레이징(100).
  17. 제16항에 있어서, 상기 DC 전원이 커패시터(39)에 의해 상기 센서전자어셈블리(33)와 분리되는 조명 적층글레이징(100).
  18. 제16항에 있어서, 상기 터치감지장치(3)는 상기 표시 다이오드(6)와 상기 DC 전원(37)의 작동을 제어하는 수단(38)을 포함하는 조명 적층글레이징(100).
  19. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 조명 적층글레이징(100)을 제조하는 방법으로서, 상기 조명 적층글레이징(100)은,
    - 제1투명글레이징(1);
    - 제2글레이징(1');
    - 폴리비닐 부티랄(PVB) 또는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)를 포함하는 열가소성 물질로 만들어지며, 상기 제1투명글레이징(1)을 상기 제2글레이징(1')에 적층하는 중간층(8);
    - 터치감지구조(30)를 포함하는 정전용량식 터치감지장치(3);
    - 상기 터치감지장치(3)에 의해 제어되고 조명 소자(6', 6")를 포함하는 조명 장치(3'); 를 포함하고,
    상기 방법은,
    - 상기 제1투명글레이징(1) 및 상기 제2글레이징(1') 사이에 전기전도층(2)을 배치하는 단계;
    - 상기 전기전도층(2)에 상기 터치감지구조(30)를 형성하는 단계 - 상기 터치감지구조(30)는 접지전극(31)과 터치감지영역(32a)을 갖는 터치전극(32)을 포함함 -;
    - 상기 터치감지영역(32a)을 표시하기 위해 전기전도층(2) 상에 발광다이오드(6)를 배치하는 단계 - 상기 발광다이오드(6)는 적어도 부분적으로 상기 터치감지영역(32a)에 대향하는 발광면을 갖고, 표시 다이오드라고 불리는 상기 발광다이오드(6) 상기 접지전극(31)에 전기적으로 접속된 제1 전극 영역인 제1단자(61)와 상기 터치감지영역(32a)에 전기적으로 접속된 제2 전극인 제2 단자(62)를 가짐-;
    - 상기 제1투명글레이징(1)과 상기 제2글레이징(1') 사이에 상기 조명소자들(6', 6")를 배치하는 단계
    를 포함하는 방법.
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