CN105379413A - 具有通信窗口的加热元件 - Google Patents

Abstract

公开了一种加热元件，包括：基板；设置在所述基板上的第一汇流条；设置在所述基板上以与所述第一汇流条相对的第二汇流条；以及设置为将所述第一汇流条与所述第二汇流条电连接的加热图案，其中，所述加热图案包括与所述第一汇流条接触的第一图案区域以及与所述第二汇流条和所述第一图案区域均接触的第二图案区域，并且所述第一图案区域具有用作通信窗口的开口区域。

Description

具有通信窗口的加热元件

技术领域

本申请主张于2013年10月15日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请案No.10-2013-0122782的优先权及权益，上述韩国专利申请的全部内容通过引用被并入到本文中。

在本发明中，公开了一种加热元件，更具体地，公开了一种具有能够与外界通信的通信窗口的加热元件。

背景技术

在冬天或下雨天，由于车辆内外的温差，在车辆的玻璃表面上会形成霜。此外，在室内滑雪场所的情形中，由于在斜坡内外存在温差，会出现结露现象。为了解决上述问题，研发出了加热玻璃。该加热玻璃的原理是在将热线片(hotlinesheet)附接到玻璃表面上或在该玻璃表面上直接形成热线(hotline)之后，将电力施加到该热线的两端以通过该热线产生热量，从而提升该玻璃表面的温度。

为了制造该加热玻璃，需要透明的导电层。一种类型的透明导电层包括通过使用诸如铟锡氧化物(ITO)之类的透明导电材料形成的层，或通过使用诸如Ag的不透明导电材料的金属材料形成金属薄膜并围绕该金属薄膜形成透明绝缘材料而形成的膜。另外，透明导电层可以形成为使得为不透明材料的金属材料被图案化以增加开口率，从而增加透射比(transmittance)，并且金属图案的线宽被限制为30微米或30微米以下以限制对图案的识别。

当使用通过上述方法形成的透明导电层时，该透明导电层可以作为加热元件并且由于高导电性还可以阻挡电磁波。当前，使用的是采用通过车辆的前玻璃(frontglass)的电磁波的各种电子装置。例如，一种在高速公路上自动收集通行费的装置或用于导航系统的GPS使用电磁波来进行通信。另外，通过车辆的玻璃来执行电磁通信以便使用手机。上述透明导电层的问题在于使用上述电磁波进行通信会降低通信接收率。

为了解决上述问题，提出方法以在车辆的玻璃的一部分上，具体地，是在附接后视镜(arearview)的部分，去除透明导电层以用作通信窗口。当将加热性能(heatingperformance)施加给车辆的前玻璃时，将加热元件与电力供应单元连接的汇流条(busbars)主要设置在车辆的玻璃的顶部和底部。在这种情况下，当从通信窗口区去除透明导电层时，设置在设置有通信窗口的区域的顶部和底部处的汇流条之间的距离会不可避免地短于在其他区域的汇流条之间的距离，因此在加热元件中流动的电流会集中，导致产生的热量会不均匀。

为了解决这些问题，提出了在每个区域中形成具有不同导电性(conductivity)的透明加热元件的方法以及使用两根或两根以上汇流条的方法(美国专利No.6,734,396)。然而，上述方法会引起制造成本的增加，使得上述方法不便于在商业上采用。

发明内容

技术问题

在本发明中，公开了一种加热元件，即使在与外部通信的通信窗口形成在该加热元件中时，其仍能够控制由于在汇流条(busbars)之间的距离差异所导致的不均匀加热。

技术方案

本发明的第一示例性实施例提供一种加热元件，包括：基板；设置在所述基板上的第一汇流条；第二汇流条，设置在所述基板上以与所述第一汇流条相对；以及加热图案，所述加热图案被设置为将所述第一汇流条与所述第二汇流条电连接，其中，所述加热图案包括与所述第一汇流条接触的第一图案区域以及与所述第二汇流条和所述第一图案区域均接触的第二图案区域，并且，所述第一图案区域具有用作通信窗口的开口区域，并且，所述第二图案区域的薄层电阻与所述第一图案区域的薄层电阻的比值为1或1以上。

在本发明的一个示例性实施例中，所述第一图案区域可以包括将所述第一汇流条与所述第二图案区域连接的加热线。

在本发明的一个示例性实施例中，所述第一图案区域可以包括将所述第一汇流条与所述第二图案区域连接的加热线，并且所述加热线在除了划分所述开口区域的加热线以外的部分中可以不彼此连接，并且可以独立地将所述第一汇流条与所述第二图案区域连接。此处，划分所述开口区域的加热线指的是设置在所述开口区域的边缘部分的加热线。

在本发明的一个示例性实施例中，在根据第一示例性实施例的加热元件中，所述第一汇流条的薄层电阻与所述该第一图案区域的薄层电阻的比值可以是0.1或0.1以下。

在本发明的一个示例性实施例中，在根据第一示例性实施例的加热元件中，在所述第一图案区域上的将所述第一汇流条与所述第二图案区域连接的所述加热线的两端的电阻的偏差可以在10％或10％以下。

在本发明的一个示例性实施例中，在根据第一示例性实施例的加热元件中，在第二图案区域中的在1cmx1cm区域中的薄层电阻的偏差可以在10％或10％以下。

本发明的第二示例性实施例提供一种加热元件，包括：基板；设置在所述基板上的第一汇流条；第二汇流条，所述第二汇流条设置在所述基板以与所述第一汇流条相对；以及加热图案，所述加热图案被设置为将所述第一汇流条与所述第二汇流条电连接，其中，所述加热图案包括与所述第一汇流条接触的第一图案区域以及与所述第二汇流条与所述第一图案区域均接触的第二图案区域，所述第一图案区域具有用作通信窗口的开口区域，所述第一图案区域包括将所述第一汇流条与所述第二图案区域连接的加热线，在所述第一图案区域上的将所述第一汇流条与所述第二图案区域连接的加热线的两端之间的电阻的偏差为10％或10％以下。

在本发明的一个示例性实施例中，在第二示例性实施例的加热元件中，所述第二图案区域的薄层电阻与所述第一图案区域的薄层电阻的比值可以为1或1以上。

在本发明的一个示例性实施例中，在根据第二示例性实施例的加热元件中，所述第一汇流条的薄层电阻与所述第一图案区域的薄层电阻的比值可以为0.1或0.1以下。

在本发明的一个示例性实施例中，在根据第二示例性实施例的加热元件中，在所述第二图案区域中的1cmx1cm的区域(anareaof1cmx1cm)中的薄层电阻的偏差可以为10％或10％以下。

在本发明的另一个示例性实施例中，根据第一或第二示例性实施例所述的加热元件可以用于车辆的前玻璃。

在本发明的另一示例性实施例中，根据第一或第二示例性实施例的加热元件可以被设置为用于车辆的前玻璃，所述第一汇流条设置在与所述车辆的所述前玻璃的顶部对应的位置中，所述第二汇流条设置在与所述车辆的所述前玻璃的底部对应的位置中。

在本发明的另一示例性实施例中，根据第一或第二示例性实施例所述的加热元件可以被设置为用于车辆的前玻璃，所述第二图案区域包括当驾驶员在驾驶员位置上向正前方看时与驾驶员的视野的中心对应的区域。

在本发明的另一示例性实施例中，根据第一或第二示例性实施例所述的加热元件可以被设置为用于车辆的前玻璃，所述第一图案区域对应于当驾驶员在驾驶员位置上向前看时不影响驾驶员的视野的区域。

有益效果

在本发明中公开的示例性实施例是为了提供一种加热元件，该加热元件具有能够在该加热元件的内部和外部进行通信的通信窗口并且能够根据所述汇流条之间的距离偏差来控制不均匀加热和局部加热。

附图说明

图1示出了根据本发明一个示例性实施例的在加热元件中的第一汇流条、第二汇流条、第一图案区域、第二图案区域以及开口区域；

图2示出了根据本发明另一示例性实施例的在加热元件中的第一图案区域中的加热图案的一部分；

图3示出了根据本发明另一示例性实施例所设计的第一汇流条和第一图案区域的加热图案的设计值；

图4示出了根据本发明另一示例性实施例的第一图案区域和第二图案区域的图案类型。

具体实施方式

下文中将详细描述本发明。

根据本发明第一示例性实施例的加热元件包括：基板；第一汇流条，设置在所述基板上的第一汇流条；第二汇流条，所述第二汇流条设置在所述基板上以便与所述第一汇流条相对；以及加热图案，所述加热图案被设置为将所述第一汇流条与所述第二汇流条电连接。所述加热图案包括：第一图案区域，所述第一图案区域与所述第一汇流条接触；以及第二图案区域，所述第二图案区域与所述第二汇流条和所述第一图案区域均接触。所述第一图案区域具有用作通信窗口的开口区域，并且，所述第二图案区域的薄层电阻(sheetresistance)与所述第一图案区域的薄层电阻的比值为1或1以上。

图1示出了根据示例性实施例的加热元件的结构(configuration)。在图1中，第一汇流条和第二汇流条设置在梯形的基板上，并示出了设置为与第一汇流条接触的第一图案区域(B)，设置在第一图案区域中以用作通信窗口的开口区域(A)，以及设置为与第二汇流条和第一图案区域接触的第二图案区域(C)。虽然因为假设加热元件被应用于车辆的前玻璃而将基板的形状图示为梯形(下文将详细描述)，但是并不限于此。

当第二图案区域的薄层电阻与第一图案区域的薄层电阻的比值小于1时，在包含开口区域的第一图案区域中产生的热量要强于在第二图案区域中所产生的热量。

此外，即使用作通信窗口的开口区域形成在加热元件中，根据第一示例性实施例的加热元件也能够均匀地控制连接在第一汇流条与第二图案区域之间的图案的电阻，从而不论开口区域是否存在，都能控制加热不均匀或局部加热的现象。

在本发明的示例性实施例中，在第一示例性实施例的加热元件中的将第一汇流条与第二图案区域连接的第一图案区域上的加热线的两端之间的电阻的偏差为10％或10％以下。

在本发明的示例性实施例中，第一汇流条与第二汇流条中的每一根包括一个电源连接单元。在这种情况下，所述电源连接单元可以位于所述第一汇流条与所述第二汇流条在纵向方向上的中心。另外在这种情况下，通过调整加热线的线宽或长度，在第一图案区域上的将第一汇流条与第二图案区域连接的加热线的两端之间的电阻的偏差可以达到10％或10％以下，5％或5％以下或2％或2％以下。

当用作通信窗口的开口区域形成在车辆的前玻璃上时，将该开口区域优选地设置在不影响驾驶员视野的区域中，使得第二图案区域优选地设置在驾驶员的视野区域中。

因此，在第二图案区域中产生的热量优选地等于或大于在第一图案区域中产生的热量。然而，当第二图案区域的薄层电阻与第一图案区域的薄层电阻的比值小于1时，将在第一图案区域中，而不是在与驾驶员视野范围对应的第二图案区域中，强烈地产生热量，使得由于不必要地产生热量而导致加热元件的效率降低。

上述薄层电阻可以使用加热图案的线宽、线长、各线之间的间隔、线高和材料来控制。当调整该加热图案的线宽和线长时，很容易制造该加热图案并设计数值。

在本发明中，第一图案区域的薄层电阻由通过以下方式获得的值来定义：通过将在没有开口区域的部分中的加热线的两端之间的电阻除以在第一汇流条与第二图案区域之间的距离，并将所得结果乘以在加热线之间的平均距离所获得的值。

例如，当将第一图案区域设计为线性金属图案，其中，构成第一图案区域的加热线以相同间隔彼此间隔开时，薄层电阻的计算方法如下：

[公式1]

R＝Rs×L/s＝比电阻×(L/(w×t))

[公式2]

Rs＝比电阻×(s/(w×t))

在公式1和2中，R为在线性金属图案两端之间的电阻，L为线性金属图案的长度，s为各线性金属图案之间的间隔，比电阻(specificresistance)为线性金属图案的比电阻，t为线性金属图案的高度，w为线性金属图案的宽度。

在本发明中，在第二图案区域中的薄层电阻表示通过以下方式所获得的值：将从与第二汇流条接触的第二图案区域的界面(interface)延伸到与第一图案区域接触的第二图案区域的界面的图案线的两端之间的电阻除以该两端之间的距离，并将所得结果乘以电阻被测量的图案的宽度所获得的值。可以在1cm×1cm或大于1cm×1cm的任意区域中测量第二图案区域的薄层电阻。然而，第二图案区域的薄层电阻可以通过测量作为电阻被测量地区(zone)的与第一汇流条和第二汇流条平行的区域的上端与下端的电阻值来获得。例如，在沿与第一汇流条和第二汇流条平行的线并沿与第一汇流条和第二汇流条垂直的线切割第二图案区域以形成方形之后，当在平行于第一汇流条与第二汇流条的方向上形成电极之后测量电阻时，在该图案的两端之间的距离等于电极的宽度，使得所测得的电阻即为薄层电阻。

[公式3]

R＝Rs×L/W

在公式3中，R为在具有平行于汇流条的边的任意方形的两端处形成的电极之间的电阻，L为在电极之间的距离，W为电极的宽度。

例如，可以将第二图案区域的薄层电阻测量为当通过将汇流条设置在具有1cm水平长度和垂直长度的样本的水平方向上测量电阻时所测得的电阻值，或通过上述公式所测得的电阻值。

当第一图案区域的加热图案被设计为如图2所示，图案线的线高为t，线宽为w，从第一汇流条延伸到第二图案区域的长度为L，图案线的两端之间的电阻R可以通过[比电阻×L/(w×t)]来计算。

在本发明的一个示例性实施例中，第二图案区域的薄层电阻与第一图案区域的薄层电阻的比值为50或50以下。为了配置(configure)使得第二图案区域的薄层电阻超出第一图案区域的薄层电阻的50倍，需要提高在第一图案区域中的图案的宽度或厚度。当该图案的宽度过大时，可能存在能见度(visibility)的问题，并且，当该图案的宽度过大时，可能在工艺(process)上存在困难。

在本发明的另一示例性实施例中，将加热元件设置为用于车辆的前玻璃。车辆的前玻璃需要形成为使得加热图案形成为不阻挡驾驶员的视野。当将第二图案区域设置在驾驶员的视野的区域中，并且第一图案区域设置在与驾驶员的视野的区域无关的区域中，例如，在车辆的前玻璃的顶部中时，在第一图案区域中的开口区域或在第一图案区域中的加热图案不阻挡驾驶员的视野。因此，即使当上述根据示例性实施例的加热元件应用于车辆的前玻璃时，只要第一图案区域满足上述薄层电阻条件，在设计第一图案区域中的加热图案或开口区域中所受的限制就可以显著减少。

在本发明的另一示例性实施例中，加热元件设置为用于车辆的前玻璃，第一汇流条设置在与车辆的前玻璃的顶部对应的位置中，第二汇流条设置在与车辆的前玻璃的底部对应的位置中。

在本发明的另一示例性实施例中，第一汇流条的长度优选地等于第二汇流条的长度。

在本发明的另一示例性实施例中，第一汇流条的薄层电阻优选地等于第二汇流条的薄层电阻。当第一汇流条和第二汇流条的长度或薄层电阻相等时，有益于将在第一图案区域和第二图案区域中的薄层电阻的偏差控制为较小。

在本发明的另一示例性实施例中，加热元件设置为用于车辆的前玻璃，并且第二图案区域包括当驾驶员在驾驶员位置上向正前方看(looksstraight)时与驾驶员的视野的中心对应的区域。当不包含开口区域的第二图案区域包括与驾驶员的视野中心对应的区域时，有益于防止驾驶员的视野被阻挡。

在一个特定实例中，第二图案区域包括除了在韩国的机动车辆安全标准细则(RulesforMotorVehicleSafetyStandardinKorea)的第109条中的“A”和“B”中限定的区域以外的区域。

在本发明的另一示例性实施例中，加热元件设置为用于车辆的前玻璃，第一图案区域对应于当驾驶员在驾驶员座位上向前看时不影响驾驶员视野的区域。例如，当根据本发明的加热元件应用于车辆的前玻璃时，该加热元件优选地设置在上侧而非驾驶员视野的中心。由于驾驶员在驾驶车辆时是朝正前方看去，所以位于上侧的第一图案区域的加热图案或开口区域不会阻挡驾驶员的视野。

在本发明的另一示例性实施例中，在第一图案区域中用作通信窗口的开口区域是没有加热图案形成的部分。只要开口区域用作通信窗口，该开口区域的形状和大小就不会受到特别地限制。例如，开口区域可以形成为具有矩形形状或圆形形状。

在本发明的另一示例性实施例中，在第一图案区域中的用作通信窗口的开口区域可以形成为与第一汇流条接触。在这种情况下，有益于将加热图案形成为使得在第一图案区域中除了开口区域以外的剩余加热图案具有均匀的薄层电阻。例如，在第一图案区域中的用作通信窗口的开口区域可以形成为与第一汇流条在纵向方向上的中心接触。

在本发明的另一示例性实施例中，第一图案区域的加热图案具有包括从与第一汇流条接触的任意点延伸到与第二图案区域接触的任意点的加热线的图案。

例如，第一图案区域包括将第一汇流条与第二图案区域连接的加热线。再例如，第一图案区域包括将第一汇流条和第二图案区域连接的加热线，并且加热线在除了划分开口区域的加热线以外的部分中并没有相互连接，并且独立地将第一汇流条与第二图案区域连接。

加热线可以形成为直线、曲线、曲折线(zigzag)或这些线的组合。在这种情况下，在第一图案区域中的加热图案线中，从与第一汇流条接触的点到与第二图案区域接触的点的加热线的电阻的偏差为10％或10％以下。

在本发明的另一示例性实施例中，第二图案区域的加热图案可以形成为规则图案、不规则图案或这些图案的组合。例如，第二图案区域的加热图案可以具有多边形形状，或者多边形中的边的曲率发生变化所形成的形状。边的曲率发生变化所形成的形状包括曲折形状或弯曲形状。该多边形包括三角形、矩形、五边形、六边形等等。不规则图案指的是形成为在封闭图形中的形状、大小、各线之间的间隔、线宽和线高或其他因素中的至少一个不具有规则性的图案。例如，不规则图案包括具有不规则性的图案，诸如Voronoi图案或Delaunay图案。在图4中，示出了在第二图案区域与第一图案区域之间的界面。

在本发明的一个示例性实施例中，在根据第一示例性实施例的加热元件中，第一汇流条的薄层电阻与第一图案区域的薄层电阻的比值为0.1或0.1以下。在这种情况下，由于在第一汇流条的纵向方向上的电阻变化小于第一图案区域和第二图案区域的界面之间的电阻变化，因而有益于在第一图案区域中和第二图案区域中，特别在第二图案区域中有效地产生热量。

本发明的一个示例性实施例提供一种加热元件，其中，在根据第一示例性实施例的加热元件中的第二图案区域中的在1cm×1cm的区域中的薄层电阻的偏差为10％或10％以下。

该加热图案的整个开口率(entireopeningratio)优选地为90％或90％以上。

在本发明的一个示例性实施例中，在第二图案区域中的开口率的偏差中的每一个可以均为2％或2％以下。

在本发明的一个示例性实施例中，在根据第一示例性实施例的加热元件中所包括的加热图案可以由导电材料组成。例如，该加热图案可以由金属线组成。

具体地，加热图案优选地包括具有优良导热性的金属。加热图案的材料的比电阻值可以是1μΩ·cm或1μΩ·cm以上以及200μΩ·cm或200μΩ·cm以下。对于加热图案的材料，优选地使用具有优良导热性的金属。在本发明中，可以使用呈颗粒形式的导热材料。作为加热图案材料的特定实例，可以使用诸如铜、银、碳纳米管(CNT)或镀有银的铜。

加热图案可以通过使用以下方法形成：第一方法，在基板上直接印刷，再进行干燥或烧制；第二方法，在基板上层压(laminating)金属薄膜并对该金属薄膜进行图案化；以及第三方法，通过使用照相(photograph)方式在在基板上涂布银盐，将银图案形成在基板上，并且通过镀法(plating)增加线厚度直至获得所要的表面电阻为止。

当使用在上述方法中的第一方法的印刷方法时，可以通过该印刷方法将含导热材料的糊剂(paste)印刷在基板上。当使用该印刷方法时，制造工艺简单并且成本相对较低，线宽小，可以形成精确的图案线。

该印刷方法不受特别限制，可以使用诸如平版印刷、丝网印刷、凹版印刷等的印刷方法。例如，凹版印刷可以通过以下方法执行：将糊剂填充在凹雕(intaglio)中，在凹版上形成有图案，通过使用称作橡皮布(blanket)的硅橡胶来进行首次转印(primarytransferring)，再通过使该橡皮布与玻璃近距离相互接触来进行二次转印，但是并不限于此。

由于橡皮布的释放性(releaseproperty)，大多数糊剂可以被转印到玻璃上，因此，不需要单独的橡皮布的清洁工艺。可以通过对钠钙玻璃进行精确蚀刻来制造该凹雕，在钠钙玻璃上形成有图案，并且可以在玻璃表面上进行金属或DLC(diamond-likecarbon，类金刚石膜)涂布来加强耐用性。可以通过蚀刻金属板来制造凹雕。

在本发明中，为了实现更精确的图案线，最优选使用平版印刷方法。

除上述导热材料以外，该糊剂可以进一步包含有机粘合剂，使得可以容易地执行印刷工艺。该有机粘合剂可能在烧制工艺中具有挥发性。该有机粘合剂的实例包括聚丙烯酸酯系树脂、聚氨酯系树脂、聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素树脂、聚酰亚胺系树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯系树脂、变性环氧树脂等，但是不限于此。

为了改善糊剂附接到基板(诸如玻璃)的附接能力，该糊剂可以进一步包含玻璃粉(glassfrit)。该玻璃粉可以选取自市面上的产品，但是优选地使用不含铅组分的环境友好玻璃粉。在这种情况下，优选地，该玻璃粉的平均直径是2微米或2微米以下，该玻璃粉的最大直径为50微米或50微米以下。

如果需要，可以进一步将溶剂添加到该糊剂中。该溶剂的实例包括二甘醇丁醚醋酸酯、卡必醇醋酸酯、环己酮、乙酸溶纤剂、松油醇等，但是本发明的范围不限于这些实例。

在本发明中，当使用含导电材料、有机粘合剂、玻璃粉和溶剂的糊剂时，优选地，对于每种组分的重量比，导电材料的重量比占50～90％，有机粘合剂的重量比占1～20％，玻璃粉的重量比占0.1～10％，溶剂的重量比占1～20％。

在将金属薄膜层压在基板上并将该金属薄膜图案化的方法，即上述方法中的第二方法中，可以使用层压金属薄膜的各种方法。例如，可以使用粘合剂将该金属薄膜附接到该基板上，或者可以使用真空沉积方法将金属薄膜形成在该基板上。为了在层压有金属薄膜的基板上图案化出金属线，可以图案化出蚀刻保护层，然后可以蚀刻除保护层以外的部分。该蚀刻保护层可以通过光刻法(photolithographic)来形成，或通过平版印刷工艺来形成。

在本发明的一个示例性实施例中，加热图案的线宽为30微米或30微米以下，具体地为0.1微米至30微米。在该加热图案的各线之间的间隔可以为50微米至30毫米，并且线高(线的高度)可以是0.2微米至20微米。

在本发明的一个示例性实施例中，第一图案区域的加热图案的线宽的值可以为通过将第二图案区域的线宽与第一图案区域各线之间的间隔/第二图案区域各线之间的间隔相乘所得值的0.5倍至10倍。当第一图案区域的加热图案的线宽为0.5倍或0.5倍以上时，第一图案区域间的电阻增加较大，可以防止第二图案区域的有效热量产生受到阻碍，并且当线宽为10倍或10倍以下时，可以防止在第一图案区域与第二图案区域之间的产生局部热量(localheat)。

基板优选是透明的。在这种情况下，该基板的可见光透射比为50％或50％以上并且优选为75％或75％以上。具体地，作为基板，可以使用玻璃，并且可以使用塑料基板或塑料膜。当使用塑料膜时，在形成加热图案之后，优选地将玻璃基板或塑料基板附接到该基板的至少一侧上。在这种情况下，可以更优选地将玻璃基板或塑料基板附接到基板的表面上，在该基板上形成有加热图案。

可以使用本领域熟知的材料来作为塑料基板或塑料膜，例如，优选使用具有80％或80％以上的可见光透射比的膜，诸如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PES(聚醚砜)、PC(聚碳酸酯)以及乙酰赛璐珞。该塑料膜的厚度优选地为12.5微米至500微米，优选地为30微米至250微米。

该基板根据用途可以具有形成曲线的形状。

在本发明中，导电(conductive)加热图案可以形成黑色图案(blackpattern)以覆盖第一汇流条或第二汇流条。可以使用包含钴氧化物(cobaltoxides)的糊剂来印刷该黑色图案。此时，合适地，该印刷方法为丝网印刷，并且其厚度可以设置为10微米至100微米。图案线和汇流条可以在形成黑色图案之前或之后形成。

根据本发明的加热元件可以包括在设置有加热图案的基板的表面上的额外基板(additionalsubstrate)。与对上述基板的描述相同的描述可以适用于额外基板。

当附接额外基板时，可以将粘合膜插入在加热图案与额外基板之间。在附接期间可以对温度和压力进行控制。

在一个具体示例性实施例中，将粘合膜插入在设置有加热图案的基板与额外基板之间，并且将该等基板(substrates)放入到真空袋中，并且通过减压来升温或通过使用热辊(hotroll)来升温，以去除空气从而完成第一附接。在这种情况下，压力、温度和时间可以根据粘合膜种类变化，但是总体上，温度可以逐渐从室温提升到在300～700托(Toll)的压力下的100℃。在这种情况下，优选地，时间大体为1小时或1小时以下。完成第一附接的初步附接层压结构(preliminarilyattachedlaminatedstructure)经受通过在压热器(autoclave)中升温升压的压热器工艺(autoclaveprocess)的第二附接工艺。第二附接会根据粘合膜种类而变化，但是优选地，在140巴(bar)或140巴以上的压力及在130～150℃的温度范围下进行附接1～3小时，(优选地为约2小时)，将其缓缓冷却。

在另一示例性实施例中，与上述两步附接方法不同，可以使用利用真空层压装置的一步附接方法。该附接可以通过将温度逐步升温至80～150℃并缓慢降低温度使得压力减小(至5毫巴)直至温度为100℃，然后再提升压力(至1,000毫巴)。

此处，可以使用在附接之后具有粘合强度且透明的任何材料来作为该粘合膜的材料。例如，可以使用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)膜、乙烯—乙酸乙烯酯(EVA)膜、聚氨酯(PU)膜等等，但是该材料不限于此。该粘合膜不限于此，但是优选地其厚度处于100微米至800微米的范围内。

根据本发明的加热元件可以连接至电源以产生热，并且，在这种情况下，所产生的热量在每平方米100～1000W的范围内，优选地在每平方米200～700W的范围内。由于根据本发明的加热元件在低压下，例如，30V或30V以下，优选地20V或20V以下，具有优良加热性能，其可以有效地用于车辆等。该加热元件的电阻为2欧姆/平方面积(2ohm/square)或2欧姆/平方面积以下，优选地为1欧姆/平方面积或1欧姆/平方面积以下，优选地为0.5欧姆/平方面积或0.5欧姆/平方面积以下。在这种情况下，所得电阻值具有与表面电阻相同的含义。

根据本发明第二示例性实施例的加热元件包括：基板；在所述基板上设置的第一汇流条；设置在所述基板上以与所述第一汇流条相对的第二汇流条；以及加热图案，所述加热图案被设置为将所述第一汇流条与所述第二汇流条电连接。该加热图案包括与所述第一汇流条接触的第一图案区域以及与所述第二汇流条和所述第一图案区域均接触的第二图案区域。该第一图案区域具有用作通信窗口的开口区域，并且第一图案区域包括将第一汇流条和第二图案区域连接的加热线，并且在第一图案区域上的将第一汇流条与第二图案区域连接的加热线的两端之间的电阻的偏差为10％或10％以下。将含开口区域的第一图案区域上的第一汇流条与第二图案区域连接的加热线的两端之间的电阻的偏差设计为10％或10％以下，使得可以有益于控制在第一图案区域和第二图案区域中的不均匀加热。

在本发明的一个示例性实施例中，在根据第二示例性实施例的加热元件中，第二图案区域的薄层电阻与第一图案区域的薄层电阻的比值为1或1以上。

在本发明的一个示例性实施例中，在根据第二示例性实施例所述的加热元件中，第一汇流条的薄层电阻与第一图案区域的薄层电阻的比值为0.1或0.1以上。

在本发明的一个示例性实施例中，在第二示例性实施例的加热元件中，根据第二示例性实施例的加热元件中的第二图案区域中的1cm×1cm区域中的薄层电阻的偏差为10％或10％以下。

在第二示例性实施例中，关于加热元件的其他具体描述与第一示例性实施例相同。

[对本发明的详细描述]

下文将参考附图详细描述本发明。

实例1

根据本发明的一个示例性实施例，第一汇流条和第一图案区域形成为如图3所示，大小如表1所示。厚度为50微米的铜用于第一汇流条并且其薄层电阻为4×10^-4欧姆/平方面积。在基板上形成厚度为2微米的铜薄膜之后，通过蚀刻该铜薄膜来形成如上所述的第一图案区域。在如上所述形成的图案中，铜的比电阻为1.78×10^-8欧姆·米，使得第一图案区域的线1至第线21的薄层电阻可以计算如下：

Rs＝(1.78×10^-8×20×10^-3)/(4×10^-3×2×10^-6)＝0.04欧姆/平方面积

表1

如表1所示，通过调整第一图案区域的加热线的线宽和线长，在线1至线28两端间的电阻值可以被控制在0.370至0.374欧姆的范围中。在这种情况下，在线1至线28中的第一图案区域的加热线的两端之间的平均电阻为0.374欧姆，并且加热线的电阻与平均电阻之间的最大差为0.004欧姆。由于从具有25mm宽度的第一汇流条的一端至中心的距离(570mm)间的电阻最大为0.009欧姆(0.004×570/25＝0.009欧姆)，从第一汇流条的一端至第二图案区域的加热线之间可获得的电阻的最大差值为0.013欧姆，并且，通过将该最大差值除以平均值所得的值，即在第一图案区域上将第一汇流条与第二图案区域连接的加热线两端之间的电阻的偏差为3％。因此，即使在汇流条的中心处仅设置有一个电源时，如图1所示，从电源经由第一图案区域到达第二图案区域上端所耗的电阻的偏差值可以被控制在10％以内。

对于第二图案区域，在通过光刻工艺对在厚度为2微米的铜上的抗蚀材料(etchingresistmaterial)进行图案化之后，通过蚀刻工艺形成具有5～8微米线宽和2微米线高的金属图案的导电加热图案区域。在这种情况下形成的第二图案区域的薄层电阻为0.5欧姆/平方面积。

第二图案区域的薄层电阻与第一图案区域的薄层电阻的比值为12.5(0.5/0.04＝12.5)。在汇流条的两端施加电压使用该图案产热的结果是，在第二图案区域中均匀地产热，并且在第一图案区域中抑制产热。

比较例1

除了第一图案区域的加热线的线宽被固定为4微米之外，其他条件与实例1相同。

[表2]

在比较例1中，与实例1不同，在线1至线28两端间电阻值在0.374欧姆与0.556欧姆之间。在这种情况下，在线1至线28中第一图案区域的加热线两端间平均电阻为0.393欧姆，并且在加热线件的电阻与平均电阻之间的最大差值为0.163欧姆。由于从具有25mm宽度的第一汇流条的一端至中心的距离(570mm)间的电阻最大为0.009欧姆(0.0004×570/25＝0.009欧姆)，所以从第一汇流条的一端至第二图案区域的加热线间电阻的最大可获得差值(availabledifference)为0.172欧姆，并且，通过将该最大可获得差值除以平均值所获得的值，即，在第一图案区域上将第一汇流条与第二图案区域连接的加热线两端间的电阻的偏差，为43.8％。也就是说，当已知仅有一个电源设置在汇流条的中心，如图1所示，从该电源经由第一图案区域到达第二图案区域上端所耗的电阻的偏差值没有被控制在10％以内。在比较例1中，形成线1至线21的方法与实例1相同，使得第一图案区域的薄层电阻为0.04欧姆/平方面积。

作为对汇流条两端施加电压使用上述图案产热的结果是，可以确认在第二图案区域中局部产生热量。

实例2

除了与实例1相比，第一图案区域的加热线的线宽减小为原来的12.5分之一以外，其他条件与在实例1中相同。例如，线1的wn值从4mm减小为0.32mm。

在这种情况下，在线1至线28中的第一图案区域的加热线两端间的平均电阻为4.670欧姆，在加热线间电阻与平均电阻之间的最大差值为0.050欧姆。由于从具有25mm宽度的第一汇流条的一端至中心的距离(570mm)间的电阻最大为0.009欧姆(0.004×570/25＝0.009欧姆)，在第一汇流条的一端至第二图案区域的加热线间的电阻的最大可获得的差值为0.059欧姆，并且，通过将该最大可获得的差值除以平均值所得值，即在第一图案区域上将第一汇流条与第二图案区域连接的加热线两端间的电阻的偏差，为1.3％。已知即使当在汇流条中心仅设置有一个电源如图1所示，从该电源经由第一图案区域到达第二图案区域上端所耗的电阻的偏差被控制在10％以内。当使用上述图案时，第一图案区域的薄层电阻为0.5欧姆/平方面积，并且，第二图案区域的薄层电阻与第一图案区域的薄层电阻的比值为1。

对汇流条两端施加电压使用该图案产热的结果是，确认在第二图案区域中均匀地产热，除了外部通信窗口以外，与第二图案区域相似，在第一图案区域中产热。

Claims (17)

1.一种加热元件，包括：

基板；

第一汇流条，所述第一汇流条设置在所述基板上；

第二汇流条，所述第二汇流条设置在所述基板上以与所述第一汇流条相对；以及

加热图案，所述加热图案设置为将所述第一汇流条与所述第二汇流条电连接，

其中，所述加热图案包括与所述第一汇流条接触的第一图案区域以及与所述第二汇流条和所述第一图案区域均接触的第二图案区域，并且所述第一图案区域具有用作通信窗口的开口区域，并且所述第二图案区域的薄层电阻与所述第一图案区域的薄层电阻的比值为1或1以上。

2.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述第一图案区域包括将所述第一汇流条与所述第二图案区域连接的加热线。

3.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述第一图案区域包括将所述第一汇流条与所述第二图案区域连接的加热线，并且，所述加热线在除了划分所述开口区域的加热线以外的部分中并没有彼此连接，并且每条所述加热线独立地将所述第一汇流条与所述第二图案区域连接。

4.根据权利要求2所述的加热元件，其中，在所述第一图案区域上的将所述第一汇流条与所述第二图案区域连接的所述加热线两端之间的电阻的偏差为10％或10％以下。

5.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述第一汇流条的薄层电阻与所述第一图案区域的薄层电阻的比值为0.1或0.1以下。

6.根据权利要求1所述的加热元件，其中，在所述第二图案区域中的1cm×1cm的区域中的薄层电阻的偏差为10％或10％以下。

7.一种加热元件，包括：

基板；

第一汇流条，所述第一汇流条设置在所述基板上；

第二汇流条，所述第二汇流条设置在所述基板上以与所述第一汇流条相对；以及

加热图案，所述加热图案设置为将所述第一汇流条与所述第二汇流条电连接，

其中，所述加热图案包括与所述第一汇流条接触的第一图案区域以及与所述第二汇流条和所述第一图案区域均接触的第二图案区域，并且，所述第一图案区域具有用作通信窗口的开口区域，并且，所述第一图案区域包括将所述第一汇流条与所述第二图案区域连接的加热线，并且，在所述第一图案区域上的将所述第一汇流条与所述第二图案区域连接的所述加热线两端之间的电阻的偏差为10％或10％以下。

8.根据权利要求7所述的加热元件，其中，在所述第一图案区域中的所述加热线在除了划分所述开口区域的加热线以外的部分中并没有彼此连接，并且每条所述加热线独立地将所述第一汇流条与所述第二图案区域连接。

9.根据权利要求7所述的加热元件，其中，所述第二图案区域的薄层电阻与所述第一图案区域的薄层电阻的比值为1或1以上。

10.根据权利要求7所述的加热元件，其中，所述第一汇流条的薄层电阻与所述第一图案区域的薄层电阻的比值为0.1或0.1以下。

11.根据权利要求7所述的加热元件，其中，在所述第二图案区域中的1cm×1cm区域中的薄层电阻的偏差为10％或10％以下。

12.根据权利要求1至11中任意一项所述的加热元件，其中，在所述第一图案区域中用作通信窗口的开口区域形成为与所述第一汇流条在纵向方向上的中心接触。

13.根据权利要求1至11中任意一项所述的加热元件，其中，所述第一汇流条与所述第二汇流条均包括一个电源连接单元。

14.根据权利要求1至11中任意一项所述的加热元件，其中，所述第一图案区域的所述加热图案的所述加热线的线宽为，通过将所述第二图案区域的线宽与所述第一图案区域的各条线之间的间隔/所述第二图案区域的各条线之间的间隔相乘所得值的0.5倍至10倍。

15.根据权利要求1至11中任意一项所述的加热元件，其中，所述加热元件被设置为用于车辆的前玻璃。

16.根据权利要求1至11中任意一项所述的加热元件，其中，所述加热元件被设置为用于车辆的前玻璃，所述第一汇流条设置在与所述车辆的前玻璃的顶部对应的位置，所述第二汇流条设置在与所述车辆的前玻璃的底部对应的位置。

17.根据权利要求1至11中任意一项所述的加热元件，其中，所述加热元件被设置为用于车辆的前玻璃，所述第二图案区域包括当驾驶员在驾驶员位置上向正前方看时与驾驶员的视野中心对应的区域，所述第一图案区域对应于当驾驶员在驾驶员位置上向正前方看时对驾驶员的视野不造成影响的区域。