CN105794313A - 加热元件及用于制造该加热元件方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加热元件，所述加热元件包括：粘合膜；导电加热图案，设置在所述粘合膜的至少一个表面上且具有10微米或小于10微米的线高度；以及保护膜或透明基板，设置在所述粘合膜的设置有所述到电加热图案的表面，或与在所述粘合膜的设置有所述到电加热图案的表面相对的表面中的至少一个上，以及一种用于制造该加热元件的方法。

Description

加热元件及用于制造该加热元件方法
技术领域
本申请主张于2013年11月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请NO.10-2013-0147153的优先权及利益，此专利申请的全部内容通过引用的方式被并入到本申请中。
本发明涉及一种加热元件以及一种用于制造该加热元件的方法。
背景技术
当在车辆的外部与内部之间存在温度差时，湿气或霜会形成在车辆的窗上。可使用加热玻璃以解决此问题。加热玻璃使用如下原理：通过将加热线片(heatinglinesheet)附接至玻璃表面或在玻璃表面上直接地形成加热线(heatingline)并且将电力(electricpower)施加至加热线的两个端子(bothterminals)来从加热线产生热量，从而增加玻璃表面的温度。
具体地，用于将加热提供至车辆前窗同时具有优良的光学特性(opticalproperty)的方法主要被划分成两种类型。
第一方法为在整个窗表面上形成透明导电薄膜。形成透明导电薄膜的方法包括通过使用诸如ITO的透明导电氧化物膜或通过形成薄金属层然后在该金属层的上方以及下方使用透明绝缘膜(transparentinsulationfilm)来增加透明度的方法。此方法的优点在于可形成光学上优良导电膜(opticallysuperiorconductivefilm)，然而，所存在的缺点在于由于相对高的电阻导致在低电压下可能不会获得合适的发热量(heatingvalue)。
第二方法可使用利用金属图案或金属线并且通过使不具有图案或线的区域最大化来增加透明度的方法。使用此方法的典型产品包括通过将钨丝(tungstenwire)插入至用于接合车辆前窗的PVB膜而生产的加热玻璃。在此情况下，所使用的钨丝的直径为18微米或大于18微米，且可获得能够在低电压下保证足够的发热量的电导率，然而，所存在的缺点在于由于钨线的相对高的厚度导致钨线显而易见。为了克服此问题，可通过印刷工艺(printingprocess)在PET膜上形成金属图案，或在将金属层附接在PET膜上之后通过光刻工艺(photolithographyprocess)来形成金属图案。可通过将形成有金属图案的PET膜插入在两个PVB膜之间，然后经受玻璃接合工艺(glassbondingprocess)来生产能够加热的加热产品。然而，所存在的缺点在于：由于将PET膜插入在两个PVB膜之间，因此，可能会因PET膜与PVB膜之间的折射率差异(refractiveindexdifference)而导致在通过车窗所看到的物体中存在失真。
发明内容
技术问题
本发明描述一种加热元件以及一种用于制造加热元件的方法。
技术方案
本发明的一个实施例提供一种加热元件，所述加热元件包括：粘合膜(adhesivefilm)；以及导电加热图案(conductiveheatingpattern)，设置在所述粘合膜的至少一个表面上且具有10微米或小于10微米的线高度(lineheight)。
本发明的另一实施例提供一种加热元件，所述加热元件包括：粘合膜；导电加热图案，设置于所述粘合膜的至少一个表面上且具有10微米或小于10微米的线高度；以及保护膜，设置在所述粘合膜的设置有所述导电加热图案的表面以及与所述粘合膜的设置有所述导电加热图案的表面相对的表面中的至少一个表面上。
本发明的又一实施例提供一种加热元件，所述加热元件包括：粘合膜；导电加热图案，设置在所述粘合膜的至少一个表面上且具有10微米或小于10微米的线高度；第一透明基板(transparentsubstrate)，设置在所述粘合膜的设置有所述导电加热图案的表面上；以及第二透明基板，设置在与所述粘合膜的设置有所述导电加热图案的表面相对的表面上。
所述加热元件可进一步包括设置在所述粘合膜的设置有所述导电加热图案的表面上的额外粘合膜。
所述加热元件可进一步包括设置在所述导电加热图案的两端处的汇流条(busbar)。此外，所述加热元件可进一步包括连接至所述汇流条的电力单元(powerunit)。
本发明的又一实施例提供一种用于制造加热元件的方法，此方法包括在粘合膜的至少一个表面上形成具有10微米或小于10微米的线高度的导电加热图案。
本发明的又一实施例提供一种用于制造加热元件的方法，此方法包括：在粘合膜的至少一个表面上热接合具有10微米或小于10微米的厚度的金属膜；以及通过使金属膜图案化来形成导电加热图案。
本发明的又一实施例提供一种用于制造加热元件的方法，此方法包括：在金属层上形成具有10微米或小于10微米的厚度的金属电镀图案(metalplatingpattern)；使设置有所述金属电镀图案的所述金属层与粘合膜层压，使得所述金属电镀图案与所述粘合膜接触；并且从所述金属电镀图案移除所述金属层。
有益效果
根据本说明书中描述的实施例，可在无透明基板的情况下在粘合膜上形成导电加热图案。因此，在粘合膜上直接地形成导电加热图案，且除了两个透明基板之间的粘合膜以外不会额外使用膜，且因此，可防止由这些膜之间的折射率差异造成的视图失真。此外，当使用仅一个粘合膜时，所存在的优点在于：加热元件制造工艺简单，制造成本低，以及可形成薄的加热元件。同时，根据本说明书的一些实施例的加热元件可进一步包括设置在所述粘合膜的设置有导电加热图案的表面上的额外粘合膜，且在该情况下，可防止由折射率差异造成的视图失真现象以及接合工艺中的气泡移除(bubbleremoval)问题。
附图说明
图1示出了根据本说明书中描述的一个实施例的加热元件中的层压结构(laminatedstructure)；
图2示出了根据本说明书中描述的另一实施例的加热元件中的层压结构；
图3示出了根据本说明书中描述的又一实施例的加热元件中的层压结构；
图4示出了根据本说明书中描述的又一实施例的加热元件中的层压结构；
图5示出了用于制造根据本说明书中描述的一个实施例的加热元件的过程；
图6示出了用于制造根据本说明书中描述的另一实施例的加热元件的过程；
图7示出了用于制造根据本说明书中描述的又一实施例的加热元件的过程；
图8显示了在实例1中制备的加热元件的导电加热图案形式的照片；
图9显示了在实例2中制备的加热元件的导电加热图案形式的照片；
图10显示了在实例3中制备的加热元件的导电加热图案形式的照片；
图11显示了在实例4中制备的加热元件的导电加热图案形式的照片。
具体实施方式
在下文中，将更详细地描述本发明。
根据本发明的一个实施例的加热元件包括：粘合膜；以及导电加热图案，所述导电加热图案设置在所述粘合膜的至少一个表面上并且具有10微米或小于10微米的线高度(lineheight)。
在本说明书中，导电加热图案的线高度表示从与粘合膜接触的表面至与此表面相对的表面的距离。
图1示出了加热元件的层压结构。在本领域中已使用一种在透明基板上形成导电加热图案的方法，然而，根据本发明，可以在没有透明基板的情况下，在粘合膜上直接形成导电加热图案。
在粘合膜的至少一个表面上形成厚度为10微米或小于10微米的金属膜之后，可以通过使用诸如蚀刻工艺的方法将金属膜图案化来形成根据本发明的一个实施例的加热元件。可以在金属层上形成具有10微米或小于10微米的厚度的金属电镀层(metalplatinglayer)之后，通过将产物(result)转印(transferring)在粘合膜上来执行金属膜的形成。替代地，可以在金属层上形成具有10微米或小于10微米的厚度的金属电镀图案之后，通过将金属电镀图案转印在粘合膜上来形成根据本发明的一个实施例的加热元件。
粘合膜在比在热接合工艺(thermalbondingprocess)中使用的加工温度(processtemperature)高的温度下具有粘合特性。例如，在本领域中，粘合膜在用于制造加热元件的热接合工艺中具有与透明基板的粘合特性。然而，热接合工艺的压力、温度以及时间根据粘合膜的类型而有所不同，例如，可以在选自在130℃与150℃之间的范围的温度下执行热接合工艺，且在必要时可以施加压力。聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚胺基甲酸酯(PU)、聚烯烃(PO)等等可以被用作粘合膜的材料，然而，材料并不限于这些实例。
粘合膜在比于热接合工艺中使用的加工温度高的温度下具有粘合特性，因此，稍后在与透明基板的接合中不需要额外的粘合膜。在诸如上述的高温度下具有粘合特性的粘合膜具有膜材料，该膜材料具有低玻璃转化温度(lowglasstransitiontemperature)，因此，该膜可能变形或被损害为不符合要求的形式。本发明可形成在低温下使用稍后将描述的电镀方法(platingmethod)而形成的导电加热图案，因此，可以提供包括在热接合工艺中具有粘合特性的粘合膜的加热元件。
在本发明的一个实施例中，通过使用电镀方法形成具有10微米或小于10微米的厚度的金属电镀层或金属电镀图案来形成独立式金属膜(freestandingmetalfilm)，并且可以通过将产物转印在粘合膜上来形成加热元件。本说明书中的独立式金属膜表示与粘合膜分离地形成的金属膜，此形成可在形成对应于导电加热图案的图案之前或之后。在独立式金属膜表示形成图案之后的情况下，可以使用独立式金属膜以具有与导电加热图案的意义相同的意义。可通过使粘合膜以及独立式金属膜穿过加热轧辊(heatingroll)的层压工艺(laminationprocess)来执行至粘合膜的转印。用于加热轧辊的温度可选自[粘合膜的玻璃转化温度-10℃]或更高的温度，或者[在与透明基板接合的工艺中使用的温度]或更小的温度内。所述[与透明基板接合的工艺中使用的温度]可为选自例如，130℃至150℃的范围的温度。在这里，可在必要时将恒定压力施加于轧辊之间。
主要地可使用轧辊方法(rollingmethod)或电镀方法来形成呈独立式膜的形式的金属膜。然而，难以使用轧辊方法来形成具有10微米或小于10微米的厚度的均一薄膜，因此，当形成导电加热图案时，当使用通过使用轧辊方法制备的金属膜时，可能不能获得具有10微米或小于10微米的线高度的图案。然而，在本发明中，使用通过使用稍后描述的电镀方法的独立式金属膜，因此，可形成具有10微米或小于10微米的线高度的导电加热图案。
在使用将金属薄膜直接地形成于粘合膜上的方法而非使用将呈独立式膜的形式的金属形式(metalform)熔合于粘合膜上的方法的情况下，当暴露至超过粘合膜与透明基板之间的接合工艺中使用的温度的温度时，均一的金属薄膜可能难以形成于粘合膜上。举例而言，当使用真空沉积工艺(vacuumdepositionprocess)来形成具有300纳米(nm)或大于300纳米的厚度的薄膜时，可给予粘合膜热应力(thermalstress)，且当温度临时增加至粘合膜的玻璃转化温度或更高的温度时，可能使粘合膜变形。具体地，当在膜轧辊工艺期间粘合膜变形时，均一金属薄膜难以形成于粘合膜上。
然而，如上文所描述，本发明使用通过使用电镀方法在金属层上形成具有10微米或小于10微米的厚度的金属电镀图案或金属电镀层，且将产物转印至粘合膜上来形成独立式金属膜的方法，因此，可形成具有均一厚度的导电加热图案，同时防止粘合膜变形。
根据本发明的一个实施例，粘合膜的厚度为190微米至2000微米。当粘合膜的厚度为190微米或大于190微米时，稍后可获得与透明基板的足够粘合强度，同时稳定地支撑导电加热图案。即使当粘合膜的厚度为2,000微米或小于2,000微米时，仍如上文所描述会获得足够支撑与粘合特性，因此，可防止不必要的厚度增加。
根据本发明的一个实施例，粘合膜的玻璃转化温度(Tg)为55℃至90℃。即使在粘合膜具有这样低的玻璃转化温度(Tg)的情况下，仍可使用稍后将描述的方法来形成导电加热图案，而不会在接合工艺中损害粘合特性或不会无意识地使此膜变形或损害。
根据本发明的一个实施例，当粘合膜以及独立式金属膜在必要时在[粘合膜的玻璃转化温度-10℃]或更大的温度，或者[与透明基板的接合工艺中使用的温度]或更小的温度下穿过加热轧辊而被层压时，粘合膜与金属膜之间的粘合强度适当地具有250克力/英寸(gf/inch)或大于250克力/英寸的值。粘合强度可使用通过使用质构仪装置(textureanalyzerapparatus)(MHK贸易公司)在300毫米/分钟的条件下来测量90°的剥离强度(peelingstrength)的值。当粘合强度具有小于250克力英寸的值时，在使金属膜图案化的工艺期间可能发生剥离。当粘合强度在上述工艺中具有小于250克力/英寸的值时，可通过在独立式金属膜或粘合膜上形成粘合改善层(adhesionimprovementlayer)或经由等离子体处理(plasmatreatment)来改善粘合强度。
根据本发明的一个实施例，当粘合膜以及独立式金属膜在必要时在[粘合膜的玻璃转化温度-10℃]或更高的温度，或者[与透明基板的接合工艺中使用的温度]或更小的温度下穿过加热轧辊而被层压时，与粘合膜以及金属膜在小于[粘合膜的玻璃转化温度-10℃]的温度下被层压时相比较，粘合膜与独立式金属膜的接触面积增加。此是归因于如下事实：当制备粘合膜/金属膜的复合膜时，在必要时在[粘合膜的玻璃转化温度-10℃]或更高的温度，或者[与透明基板的接合工艺中的温度]或更小的温度(例如，150℃或小于150℃)下进行穿过加热轧辊的层压，因此，粘合膜表面的与独立式金属膜接触的部分熔融，因此，导电加热图案与粘合膜之间的粘合面积增加，这相应地导致粘合强度增加。因此，在根据本发明的一个实例的加热元件中，与当粘合膜以及导电加热图案在小于[粘合膜的玻璃转化温度-10℃]的温度下被层压时相比较，粘合膜与导电加热图案的接触面积可以增加。
根据本发明的一个实施例，导电加热图案的线高度为10微米或小于10微米。当导电加热图案的厚度大于10微米时，所存在的缺点在于：金属感知(metalawareness)通过金属图案的侧边造成的光反射而增加。根据本发明的一个实施例，导电加热图案的线高度在0.3微米至10微米的范围内。根据本发明的一个实施例，导电加热图案的线高度在0.5微米至5微米的范围内。
根据本发明的一个实施例，导电加热图案是用金属形成。可通过热接合将使用电镀方法而形成的金属膜转印于粘合膜上，且如上文所描述而使金属膜图案化来形成具有10微米或小于10微米的线高度的导电加热图案，或可在金属层上形成金属电镀图案且接着将产物转印于粘合膜上之后形成具有10微米或小于10微米的线高度的导电加热图案。在使用当形成导电加热图案时使用伴随有诸如真空沉积方法(vacuumdepositionmethod)的高温工艺(hightemperatureprocess)的方法的情况下，膜可因沉积工艺期间产生的热导致无意识地变形或被损害。当膜被无意识的变形或损害时，在使用轧辊工艺方面存在限制。
如上文所描述，与使用包含接合剂树脂(binderresin)的糊状物的印刷方法(printingmethod)来形成导电加热图案相比较，当使用电镀方法来形成导电加热图案时可获得金属自身的比电阻位准(specificresistancelevel)的电导率。在例如使用金属糊状物的状况下，与所使用的金属的比电阻相比较，可获得3倍至10倍的比电阻，然而，通过使用电镀方法，可将比电阻的增加控制为小于两倍。
根据本发明的一个实施例，导电加热图案是由使用电镀方法而形成的独立式金属膜形成，因此可包含用于金属电镀的催化剂(catalyst)。能够使用的催化剂包括含有镍、铬、钯或铂的催化剂，然而，催化剂并不限于此情形。
在于将晶种层(seedlayer)形成在粘合膜上之后通过电镀工艺而形成导电加热图案的情况下，可能不会获得均一金属膜层，因此，如上文所描述，在考虑导电加热图案的厚度均一性的情况下，使用一种使用电镀方法来制备独立式金属膜，且接着使用热接合方法将产物转印于粘合膜上的方法是较佳的。
使用运用电镀方法而制备的独立式金属膜的方法如下。
根据一个实例，可使用如下方法来制造根据本发明的加热元件，此方法包括：在粘合膜的至少一个表面上热接合具有10微米或小于10微米的厚度的金属膜；以及通过使金属膜图案化来形成导电加热图案。
在粘合膜的至少一个表面上热接合具有10微米或小于10微米的厚度的金属膜的操作可包括：在金属层上形成金属电镀层；层压设置有金属电镀层的金属层与粘合膜，使得金属电镀层与粘合膜接触；以及从金属电镀层移除金属层。可使用金属层作为用于形成金属电镀层的支撑层(supportlayer)。
作为使金属膜图案化的操作，在金属膜上形成蚀刻保护图案之后，通过移除未被覆盖有蚀刻保护图案(etchingprotectivepattern)的金属膜，可形成具有10微米或小于10微米的线高度的导电加热图案。
用作支撑层的金属层在其材料以及其厚度方面并不受到限制，只要金属层能够用作金属电镀层的支撑层即可。举例而言，金属层可使用与金属电镀层的材料相同的材料。
可通过使用光刻方法(photolithographymethod)的选择性曝光以及显影来形成蚀刻保护层图案，或可使用印刷方法来直接地形成蚀刻保护层图案。凹版印刷方法(gravureprintingmethod)、胶版印刷(offsetprinting)以及类似者可用作印刷方法，然而，印刷方法并不限于此情形。
可在形成金属图案之后通过剥除制程(strippingprocess)来移除蚀刻保护层，或可不移除蚀刻保护层且蚀刻保护层保持于其上。
图5中示出了根据一个实例的用于制造加热元件的方法。根据图5，将诸如铜膜的金属膜热接合于诸如PVB膜的粘合膜上，且使用印刷工艺或平板印刷工艺(lithographyprocess)而将蚀刻保护层图案形成于金属膜上，蚀刻金属膜，且接着移除蚀刻保护层图案。随后，将第一透明基板以及第二透明基板层压于两个表面上。可在必要时附接保护膜而非透明基板。尽管图5中未图示，但可将金属层作为支撑层而设置于与金属膜被热接合的表面相对的表面上，且可在层压透明基板之前移除金属层。
根据另一实例，可使用如下方法来制造根据本发明的加热元件，此方法包括：在金属层上形成具有10微米或小于10微米的厚度的金属电镀图案；层压设置有金属电镀图案的金属层与粘合膜，使得金属电镀图案与粘合膜接触；以及从金属电镀图案移除金属层。在本文中，对于金属层，可应用在上述实例中进行的描述。
举例而言，在金属层上形成具有10微米或小于10微米的厚度的金属电镀图案的操作可包括：在金属层上形成具有10微米或小于10微米的厚度的金属电镀层；以及通过使金属电镀层图案化来形成金属电镀图案。在金属电镀层上形成蚀刻保护层图案之后，通过移除未被蚀刻保护层图案覆盖的金属电镀层来执行通过使金属电镀层图案化来形成金属电镀图案的操作。在本文中，对于蚀刻保护层，可应用在上述实例中进行的描述。当移除未被蚀刻保护层覆盖的金属电镀层时，可使金属层上的金属电镀层通过调整诸如蚀刻速度(etchingspeed)或蚀刻时间(etchingtime)的条件来移除。
图6中示出了根据一个实例的用于制造加热元件的方法。根据图6，通过以下操作来形成金属电镀图案：在金属层上形成金属电镀层，在金属电镀层上形成蚀刻保护层图案，接着移除未被蚀刻保护层图案覆盖的金属电镀层。随后，将形成于金属层上的金属电镀图案热接合于粘合膜上，移除金属层，且将第一透明基板以及第二透明基板在两个表面上层压。可在必要时附接保护膜而非透明基板。
作为另一实例，在金属层上形成具有10微米或小于10微米的厚度的金属电镀图案的操作可包括：在金属层上形成绝缘图案(insulationpattern)；以及在未被金属层的绝缘图案覆盖的表面上形成具有10微米或小于10微米的厚度的金属电镀图案。在本文中，可在与粘合膜进行层压之前或在从金属电镀图案移除金属层之后移除绝缘图案。
绝缘图案是用于形成金属电镀图案，且可使用选自本领域中所知的材料的材料，只要材料不违反本发明的目的即可。
图7示出了根据一个实例的用于制造加热元件的方法。根据图7，将绝缘图案形成于金属层上，将金属电镀图案形成于金属层的不设置有绝缘图案的表面上，移除绝缘图案，且热接合粘合膜。随后，移除金属层，且将第一透明基板以及第二透明基板层压在两个表面上。可在必要时附接保护膜而非透明基板。
用于制造加热元件的方法可进一步包括：在导电加热图案的两端处形成汇流条；以及形成连接至汇流条的电力单元。
根据本发明的一个实施例，导电加热图案的线高度的变化小于20％，且优选地小于10％。
在必要时，在将金属电镀层或金属电镀图案层压在粘合膜上之前，可将底涂层(primerlayer)或粘性层(cohesivelayer)形成于金属电镀层或金属电镀图案上，或形成于粘合膜上。与粘合膜的粘合特性可通过底涂层或粘性层改善。底涂层越薄，则越好，且举例而言，厚度小于10微米，且优选地小于1微米。作为底涂层的材料，可使用硅树脂系列材料或诸如聚氨酯丙烯酸酯的丙烯酸酯系列材料。
在必要时，可在诸如金属电镀层或金属电镀图案的金属膜上，或在粘合膜上执行等离子处置，以便改善粘合特性。
根据本发明的一个实施例，底涂层或粘性层可设置于导电加热图案与粘合膜的界面处。
根据本发明的一个实施例，导电加热图案可由导热材料(thermallyconductivematerial)形成。举例而言，导电加热图案可用金属线(metalwire)形成。具体言之，加热图案优选地包括具有优良的热导率(thermalconductivity)的金属。加热图案材料的比电阻值(specificresistancevalue)优选地大于或等于1微欧·厘米，且小于或等于200微欧·厘米。加热图案材料的具体实例可以包括铜、银、铝等等。作为导电加热图案的材料，廉价且具有极佳电导率的铜是最优选的。
加热图案可包括以直线、曲线、之字形或其组合形成的金属线图案。加热图案可以包括规则图案、不规则图案或其组合。
加热图案的总孔径比(apertureratio)优选地为90％或大于90％。
根据本发明的一个实施例，加热图案的线宽度(linewidth)为40微米或小于40微米，具体地，为0.1微米至40微米或小于40微米。加热图案线(heatingpatternlines)之间的距离为50微米至30毫米。
根据本发明的另一实施例，提供一种加热元件，该加热元件进一步包括设置在表面上的额外粘合膜，该表面设置有根据上述实施例的加热元件的粘合膜的导电加热图案。在图2中，加热元件包括：第一粘合膜；导电加热图案，设置于粘合膜的至少一个表面上且具有10微米或小于10微米的线高度；以及第二粘合膜，设置在第一粘合膜的设置有导电加热图案的表面上。在本领域中，将导电加热图案形成于诸如PET膜的塑料膜上，为了将产物附接至诸如透明玻璃的基板，将粘合膜附接在两个表面上。然而，根据本发明的实施例，在无塑料膜的情况下在粘合膜上直接地使用导电加热图案，因此，无需使用诸如PET膜的塑料膜，因此，可防止因粘合膜与塑料模之间的折射率差异造成的视图失真现象。此外，当将保护膜或透明基板接合至加热元件的两侧时，当在加热元件的表面上一点也不存在诸如压纹区域(embossedarea)的非平坦区域(non-evenarea)时难以进行气泡移除。然而，在使用如上文所描述的具有包括第一粘合膜以及第二粘合膜的结构的加热元件的状况下，可使上述难以将气泡移除的问题变得容易。对于额外粘合膜，可应用在本说明书中的关于粘合膜的描述。此外，两个粘合膜可用相同类型或不同类型的材料来形成。此外，两个粘合膜的厚度在必要时可彼此相同或彼此不同。
根据本发明的另一实施例，提供一种加热元件，该加热元件包括：粘合膜；导电加热图案，设置在粘合膜的至少一表面上且具有10微米或小于10微米的线高度；保护膜，设置在粘合膜的设置有导电加热图案的表面以及与粘合膜的设置有导电加热图案的表面相对的表面中的至少一个表面上。在图3中，示出了包括两个保护膜的加热元件的层压结构。
如上文所描述，在本发明中，可在无基板的情况下在粘合膜上直接地制备导电加热图案，因此，根据依据工艺的要求或最终应用的形式，加热元件可以形成有附接至加热元件的稍后将移除的保护膜而不用附接透明基板。作为保护膜的类型，可使用本领域中所知的保护膜。
根据本发明的另一实施例，一种加热元件包括：粘合膜；导电加热图案，设置于粘合膜的至少一个表面上且具有10微米或小于10微米的线高度；第一透明基板，设置在粘合膜的设置有导电加热图案的表面上；以及第二透明基板，设置在与粘合膜的设置有导电加热图案的表面相对的表面上。在图4中，示出了包括两个透明基板的加热元件的层压结构。
根据本发明的一个实施例，第一透明基板与导电加热图案彼此接触，且第二透明基板与粘合膜彼此接触。
第一透明基板以及第二透明基板优选地具有50％或高于50％的可见光透射率(visiblelighttransmittance)，且优选地为75％或高于75％的可见光透射率。具体言之，可使用玻璃作为透明基板，或可使用塑料基板或塑料膜。
作为塑料基板或塑料膜，可使用本领域中所知的材料，且举例而言诸如下述具有80％或大于80％的可见光透射率的膜是较佳的：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)以及乙酰赛璐珞(acetylcelluloid)。塑料膜的厚度优选地为12.5微米至500微米，且更优选为30微米至250微米。
根据应用，透明基板可具有形成弯曲表面的形状。
根据本发明的另一实施例，加热元件可以进一步包括彼此相对的一对汇流条，以便将电施加至导电加热图案。
根据本发明的另一实施例，可提供黑色图案以便遮蔽汇流条。举例而言，可使用含有氧化钴的糊状物来印刷黑色图案。在本文中，丝网印刷(screenprinting)适合作为印刷方法，且可将厚度设定为10微米至100微米。加热图案以及汇流条各自可在形成黑色图案之前或之后被形成。
根据本发明的另一实施例，加热元件为用于车辆的窗口(windowforvehicle)。
根据本发明的另一实施例，加热元件为用于车辆的前窗(frontwindowforvehicle)。
根据本发明的加热元件可连接至电力以用于加热，且在本文中，热值可为100瓦特/平方米至1000瓦特/平方米，且优选地为200瓦特/平方米至700瓦特/平方米。根据本发明的加热元件在诸如30伏特或小于30伏特且优选地在20伏特或小于20伏特的低电压下具有极佳的加热效率，因此，可有利地用于车辆等中。加热元件中的电阻为2欧姆/平方(ohm/square)或小于2欧姆/平方，优选地为1欧姆平方或小于1欧姆/平方，且更优选地为0.5欧姆/平方或小于0.5欧姆/平方。在本文中，所获得的电阻值具有与表面电阻的意义相同的意义。
根据本发明的一个实施例，用于制造加热元件的方法可以进一步包括：将第一保护膜粘附(adhere)于粘合膜的形成有导电加热图案的表面上；以及将第二保护膜粘附于与粘合膜的形成有导电加热图案的表面相对的表面上。第一保护膜以及第二保护膜的粘附可同时地或想继地进行。
根据本发明的一个实施例，用于制造加热元件的方法可以进一步包括：将第一透明基板层压于粘合膜的形成有导电加热图案的表面上；以及将第二透明基板层压于与粘合膜的形成有导电加热图案的表面相对的表面上。层压第一透明基板的操作以及层压第二透明基板的操作可同时地或相继地进行。
将第一透明基板及第二透明基板与设置有导电加热图案的粘合膜层压的过程可按如下进行。
通过以下操作来进行第一接合：将形成有导电加热图案的粘合膜插入在两个透明基板之间，且通过将产物放置在真空袋中且减小压力来增加温度或使用加热轧辊来增加温度而移除空气。在本文中，压力、温度以及时间取决于粘合膜的类型而不同，然而，在正常情况下，可在300托至700托的压力下将温度从室温逐渐地升高至100℃。在本文中，时间优选地被设定为小于1小时。在第一接合之后预接合的层压主体经历通过高压工艺(autoclavingprocess)的第二接合工艺，在该高压工艺中，在高压器(autoclave)中使温度提升的同时施加压力。尽管根据粘合膜的类型变化，但可在140巴或大于140巴的压力以及130℃至150℃的温度下进行历时1小时至3小时且优选地历时2小时第二接合，且接着使产物缓慢地冷却。
在另一特定实施例中，可使用利用真空层压机装置(vacuumlaminatorapparatus)的一步接合的方法，而非使用上述两步接合的方法。可通过使温度逐渐地增加直至80℃至150℃且在缓慢地冷却的同时减压直至100℃(～5毫巴)且接着此后增压(～1000毫巴)来进行接合。
在下文中，将参考特定实例来更详细地描述本发明。
实例1
使用膜而使铜电镀层面向PVB膜，在该膜中，具有2微米的厚度的铜电镀层形成在具有18微米的厚度的铜膜上，且在接近80℃，PVB的玻璃转换温度(Tg)，的70℃至150℃下层压产物。随后，移除具有18微米的厚度的铜膜，且接着使用反向胶版印刷工艺(reverseoffsetprintingprocess)而将具有酚醛清漆树脂(novolacresin)作为主要组份的蚀刻保护层图案形成于铜膜上。在60℃至70℃下额外干燥产物历时5分钟之后，通过经由蚀刻工艺来蚀刻铜的暴露部分而将铜图案形成于PVB膜上。在本文中，铜图案的线宽度为1微米至10微米，然而，铜线宽度可根据所使用的实验条件以及印刷板而变化。图8中显示已制备的加热元件的铜图案。经由此实例可确定，可制造一种加热元件，该加热元件包括具有10微米或小于10微米的线高度的金属图案作为导电加热图案。
实例2
使用膜而将具有酚醛清漆树脂作为主要组份的蚀刻保护层图案形成于2微米的铜电镀层上，在该膜中，具有2微米的厚度的铜电镀层形成在具有18微米的厚度的铜箔上。在140℃下干燥产物历时5分钟。接着，关于具有2微米的厚度的铜电镀层，通过使用具有2.5微米/分钟至4微米/分钟的铜蚀刻速率的蚀刻工艺进行蚀刻历时30秒至48秒来蚀刻未被覆盖有蚀刻保护层的部分，随后，使用有机胺基剥离液体(organicamine-basedpeelingliquid)来移除剩余蚀刻保护层，且因此形成具有2微米的线高度的铜图案。此后，将PVB膜层压于玻璃上，且在使铜图案面向PVB膜之后在120℃下进行层压。随后，移除具有18微米的厚度的铜箔，因此，将具有2微米的线高度的铜图案形成于PVB膜上，且图9中展示此情形。在本文中，铜图案的线宽度以及间距(pitch)分别为33.5微米以及200微米，且表面电阻大约为0.17欧姆/平方。
实例3
除了以下之外，以与实例1中的方式相同的方式制造加热元件：将丙烯酰基(acryl-based)粘性层涂布于PVB上，且在形成蚀刻保护层图案之后的干燥条件为在115℃下历时3分钟，而非在60℃至70℃下历时5分钟，且将产物与玻璃层压。在本文中，铜图案的线宽度为1微米至10微米，然而，铜线宽度可根据所使用的实验条件以及印刷板而变化。图10中展示已制备的加热元件的铜图案。经由此实例可确定，可制造一种加热元件，该加热元件包括具有10微米或小于10微米的线高度的金属图案作为导电加热图案。
实例4
使用膜而使铜电镀层面向EVA膜，在该膜中，具有2微米的厚度的铜电镀层形成在具有18微米的厚度的铜箔上，且在90℃下层压产物。随后，移除具有18微米的厚度的铜膜，接着使用反向胶版印刷工艺而将具有酚醛清漆树脂作为主要组份的蚀刻保护层图案形成于铜膜上。在60℃至70℃下额外干燥产物历时5分钟之后，通过经由蚀刻工艺来蚀刻铜的暴露部分且使用剥离液体来移除蚀刻保护层来在EVA膜上形成铜图案。此后，层压产物与玻璃以制造加热元件。在本文中，铜图案的线宽度为1微米至10微米，然而，铜线宽度可根据所使用的实验条件以及印刷板而变化。图11中显示了已制备的加热元件的铜图案以及光学特性。经由此实例可确定，可制造一种加热元件，该加热元件包括具有10微米或小于10微米的线高度的金属图案作为导电加热图案。
以下表1中显示了根据实例4而制造的透明加热元件与无金属图案的参考相比较的物理性质。
[表1]

Claims (28)

1.一种加热元件，包括：
粘合膜；以及
导电加热图案，设置在所述粘合膜的至少一个表面上且具有10微米或小于10微米的线高度。
2.一种加热元件，包括：
粘合膜；
导电加热图案，设置在所述粘合膜的至少一个表面上且具有10微米或小于10微米的线高度；以及
保护膜，设置在所述粘合膜的设置有所述导电加热图案的表面以及与所述粘合膜的设置有所述导电加热图案的表面相对的表面中的至少一个表面上。
3.一种加热元件，包括：
粘合膜；
导电加热图案，设置在所述粘合膜的至少一个表面上且具有10微米或小于10微米的线高度；
第一透明基板，设置在所述粘合膜的设置有所述导电加热图案的表面上；以及
第二透明基板，设置在与所述粘合膜的设置有所述导电加热图案的表面相对的表面上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的加热元件，进一步包括设置在所述粘合膜的设置有所述导电加热图案的表面上的额外的粘合膜。
5.如权利要求1至3中任一项所述的加热元件，其中，所述粘合膜的厚度为190微米至2000微米。
6.如权利要求1至3中任一项所述的加热元件，其中，所述粘合膜的玻璃转化温度(Tg)为55℃至90℃。
7.如权利要求1至3中任一项所述的加热元件，其中，所述粘合膜的材料包括聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚胺基甲酸酯(PU)或聚烯烃(PO)。
8.如权利要求1至3中任一项所述的加热元件，其中，与当所述粘合膜以及所述导电加热图案在小于[粘合膜的玻璃转化温度-10℃]的温度下被层压时相比，所述粘合膜与所述导电加热图案的接触面积增加。
9.如权利要求1至3中任一项所述的加热元件，其中，与形成所述导电加热图案的金属的比电阻相比，所述导电加热图案的比电阻为两倍或小于两倍。
10.如权利要求1至3中任一项所述的加热元件，其中，所述导电加热图案包含电镀催化剂。
11.如权利要求1至3中任一项所述的加热元件，其中，所述导电加热图案的线高度的变化为20％或小于20％。
12.如权利要求1至3中任一项所述的加热元件，进一步包括设置在所述导电加热图案与所述粘合膜的界面处的底涂层或粘性层。
13.如权利要求1至3中任一项所述的加热元件，进一步包括设置在所述导电加热图案的两端处的汇流条。
14.如权利要求13所述的加热元件，进一步包括连接至所述汇流条的电力单元。
15.一种用于车辆的窗口，包括如权利要求1或2所述的加热元件。
16.一种用于制造加热元件的方法，包括在粘合膜的至少一个表面上形成具有10微米或小于10微米的线高度的导电加热图案。
17.如权利要求16所述的用于制造加热元件的方法，其中，在所述粘合膜的至少一个表面上形成具有10微米或小于10微米的线高度的所述导电加热图案的操作包括：在所述粘合膜的至少一个表面上热接合具有10微米或小于10微米的厚度的金属膜；以及通过使所述金属膜图案化来形成所述导电加热图案。
18.如权利要求17所述的用于制造加热元件的方法，其中，在所述粘合膜的至少一个表面上热接合具有10微米或小于10微米的厚度的所述金属膜的操作包括：在金属层上形成金属电镀层；使设置有所述金属电镀图案的所述金属层与所述粘合膜层压，使得所述金属电镀图案与所述粘合膜接触；以及从所述金属电镀图案移除所述金属层。
19.如权利要求17所述的用于制造加热元件的方法，其中，在所述金属膜上形成蚀刻保护层图案之后，通过移除未被所述蚀刻保护层图案覆盖的所述金属膜，来执行使所述金属膜图案化的操作。
20.如权利要求16所述的用于制造加热元件的方法，其中，在所述粘合膜的至少一个表面上形成具有10微米或小于10微米的线高度的所述导电加热图案的操作包括：在金属层上形成具有10微米或小于10微米的厚度的金属电镀图案；使设置有所述金属电镀图案的所述金属层与所述粘合膜层压，使得所述金属电镀图案与所述粘合膜接触；以及从所述金属电镀图案移除所述金属层。
21.如权利要求20所述的用于制造加热元件的方法，其中，在所述金属层上形成具有10微米或小于10微米的厚度的所述金属电镀图案的操作包括：在所述金属层上形成具有10微米或小于10微米的厚度的金属电镀层；以及通过使所述金属电镀层图案化来形成所述金属电镀图案。
22.如权利要求21所述的用于制造加热元件的方法，在所述金属电镀层上形成蚀刻保护层图案之后，通过移除未被所述蚀刻保护层图案覆盖的所述金属电镀层，来执行通过使所述金属电镀层图案化来形成所述金属电镀图案的操作。
23.如权利要求20所述的用于制造加热元件的方法，其中，在所述金属层上形成具有10微米或小于10微米的厚度的所述金属电镀图案的操作包括：在所述金属层上形成绝缘图案；以及在所述金属层的未被所述绝缘图案覆盖的表面上形成具有10微米或小于10微米的厚度的所述金属电镀图案，其中，在与所述粘合膜进行层压之前或在从所述金属电镀图案移除所述金属层之后移除所述绝缘图案。
24.如权利要求18至20所述的用于制造加热元件的方法，进一步包括：在层压之前，在所述粘合膜上，或在所述金属电镀层或所述金属电镀图案上形成底涂层或粘性层。
25.如权利要求16所述的用于制造加热元件的方法，进一步包括：将第一保护膜粘附至所述粘合膜的形成有所述导电加热图案的表面；以及将第二保护膜粘附至与所述粘合膜的形成有所述导电加热图案的表面相对的表面。
26.如权利要求16所述的用于制造加热元件的方法，进一步包括：在所述粘合膜的形成有所述导电加热图案的表面上层压第一透明基板；以及在与所述粘合膜的形成有所述导电加热图案的表面相对的表面上层压第二透明基板。
27.如权利要求18或20所述的用于制造加热元件的方法，其中，在[所述粘合膜的玻璃转化温度(Tg)-10℃]或更大的温度下使用通过加热轧辊的层压工艺来执行层压。
28.如权利要求16所述的用于制造加热元件的方法，进一步包括：在所述导电加热图案的两端处形成汇流条；以及形成连接至所述汇流条的电力单元。
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