JP2022538959A - 電気的コネクタを有するグレージング - Google Patents

Abstract

自動車用グレージングは、ガラス基板と、ガラス基板上に位置する電気的接続可能材料と、ベースとターミナルとを含むコネクタと、電気的接続可能材料とコネクタとの間に位置する導電性材料と、コネクタを少なくとも部分的に囲むアンカー材料と、を含む。コネクタのターミナルが少なくとも部分的にアンカー材料の外に延びており、アンカー材料がコネクタに圧力を与え、ガラス基板上の電気的接続可能材料にコネクタを結合する。

Description

この出願は、２０１９年７月３日に出願された「電気的コネクタを有するグレージング」という名称の米国仮出願第６２／８７０，１７７号の優先権を主張し、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本開示は、概略、グレージング上の電気的に接続可能な材料に取り付けられた電気的コネクタを有するグレージングに関する。

従来、電気的コネクタは、鉛を含むはんだを介して、自動車用ガラスの導電性材料にはんだ付けされてきた。しかしながら、新しい指針では鉛フリーはんだの使用を定めている。鉛フリーはんだの使用は、コネクタにおける機械的応力によって下のガラスにクラックを引き起こすので、困難であることが証明されている。米国特許第９，５２０，６６５号（’６６５特許）には、コネクタの下面における、熱硬化性接着剤によって少なくとも部分的に囲まれた導電性ゴムによってガラス板に取り付けられた電気的コネクタが開示されている。’６６５特許に記載されているプロセスは、コネクタをガラスに接着するために、ガラスのラミネーション中のオートクレーブ工程からの熱と圧力を使用する。

本明細書に開示されるグレージングは、ガラス基板と、このガラス基板上に位置する電気的接続可能材料と、ベースとターミナルとを含むコネクタと、上記電気的接続可能材料と上記コネクタとの間に位置する導電性材料と、上記コネクタを少なくとも部分的に囲むアンカー材料と、を備える。上記コネクタの上記ターミナルが少なくとも部分的に上記アンカー材料の外に延びており、このアンカー材料が上記コネクタに圧力を与える。

添付の図面は、本明細書に組み込まれ、その一部を構成するものであって、本開示の１つまたは複数の例示的な態様を示し、詳細な説明とともに、本開示の原理および実施を説明するのに寄与する。

本開示の例示的な態様による、コネクタを有するグレージングを示す図。 本開示の例示的な態様による、コネクタを有するグレージングを示す図。 本開示の例示的な態様による、コネクタを有するグレージングを示す図。 本開示の例示的な態様による、コネクタを有するグレージングを示す図。 本開示の例示的な態様による、コネクタを有するグレージングの製造フローチャート。 本開示の例示的な態様による、コネクタを有するグレージングの一部を、形成工程中のアンカー材料の形成後において示す図。 本開示の例示的な態様による、コネクタを有するグレージングの一部を、形成工程中のアンカー材料の硬化後において示す図。 導電性材料中の導電性粒子の密度が不十分な場合の、コネクタを有するグレージングの一部を示す図。 導電性材料中の導電性粒子の密度が適当な場合の、本開示の他の例示的な態様による、コネクタを有するグレージングの一部を示す図。

自動車用グレージングを含むグレージングは、グレージングないしその要素に電力を供給すべき場合に、電気的コネクタを有し得る。特に、コーティングないしプリントが、例えば加熱のために、電力供給され得る。例えば、銀のプリントが、リヤウィンドウを横切る熱線のようにグレージングを横切って、あるいは、ワイパーパーク加熱線のように局所的な領域に、配置され得る。コーティングないしプリントには、コーティングないしプリントの加熱のために電源から電力を供給するようにコネクタが必要になり得る。コネクタは、グレージングの外表面に取り付けられることがあり、ラミネートグレージングにおいては、オートクレーブ工程のタイミングに関係なくコネクタが取り付けられ得る。さらに、一部のグレージングはラミネートされないものであり得る。例えば、リヤウィンドウは、オートクレーブ処理されていない強化ガラス基板であり得る。とりわけ、本明細書に開示されるコネクタの取付方法は、ラミネートグレージングおよび非ラミネートグレージングの双方に対して有利に機能し得る。

図の参照を含め、本開示の目的のために、「第１面」とは、ガラス製品の外側ガラス基板表面を指し得る。「第４面」とは、自動車用ラミネートガラス製品の内側ガラス基板表面を指し得る。「第２面」とは、第１面の反対側のガラス基板表面であり得、「第３面」は、第４面の反対側のガラス基板表面であり得る。ラミネートガラスグレージングにおいては、第２面と第３面とがラミネートガラス内で互いに対面し得る。非ラミネートグレージングにおいては、第２面は内側ガラス基板表面を指す。

図１に示すように、ラミネート構造物の一部となり得る単一のガラス基板および複数のガラス基板を含むガラス基板１１０は、電気的接続可能材料であり得る材料１２０のコーティングないしプリントを有し得る。コーティングは、例えば、銀または導電性酸化物を含み得る。いくつかの実施形態では、電気的に接続可能な材料１２０は、スクリーン印刷などによってグレージング上に印刷され得る。例えば、銀ないし銀合金が、ウィンドウ上の雪および氷を加熱して溶かすためにリヤウィンドウを横切る線として、ガラス基板１１０上にスクリーン印刷され得る。印刷される電気的接続可能材料は、さらに、ワイパーが停止位置において着座し得るウインドシールドまたはリヤウィンドウの領域に提供され得る。このような「ワイパーパーク」は、電源に接続することで発熱可能な銀プリントを含み得る。印刷された接続可能材料は、所望の１つないし複数の領域に適切な加熱ないし電力を提供するように、任意の適当なパターンであり得、電気的コネクタに接続するための印刷された領域を含み得る。いくつかの実施形態では、グレージングは、カメラやセンサなどの付属品の周縁ないし周囲に不透明プリントを含み得、銀が、ガラスおよび／または不透明プリントの上に印刷され得る。接続可能材料１２０は、任意の適当なガラス表面上にあり得る。例えば、接続可能材料１２０は、ラミネートグレージングの第２面および／または第４面上にあり得る。他の実施形態は、単一のガラス基板の第２面上の接続可能材料１２０を含み得る。

電力が接続可能材料１２０に伝達され得るように、電気的接続可能材料１２０の少なくとも一部の上にコネクタが設けられ得る。コネクタは、電源を適切に取り付けて電源から接続可能材料１２０に電圧供給するのに十分な導電性を提供するように、適当な導電強度を有し得る。コネクタは、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｆｅを含む金属、および、これらの金属を含む合金例えばインバー、コバール、ステンレス鋼、真ちゅう、など、の任意の適当な材料で形成され得る。合金は、例えば、Ｎｉおよび／またはＣｒをさらに含み得る。好ましくは、コネクタはＦｅ合金である。さらに、コネクタは、複数の金属および／または非金属材料を含む複数の材料で形成され得る。

ここで使用されるコネクタは、ベース１４０およびターミナル１４２を含み得る。コネクタベース１４０は、ガラス基板１１０および接続可能材料１２０に対して、間の導電性材料１３０を用いて配置され得る。コネクタベース１４０は、金属または金属合金を含み得る。コネクタベース１４０は、導電性材料１３０と直接接触している底面を含み得る。好ましくは、導電性材料１３０は、コネクタとその下の電気的接続可能材料１２０との間の電気的接続を最大化するように、コネクタベース１４０の底面の大部分を覆っている。コネクタベース１４０の底面は、平坦面であり得、あるいは、導電性材料１２０に対して位置決めするための非平坦面を有し得る。非平坦面は、表面の隆起および／または谷を含み得、これにより導電性材料１３０とコネクタベース１４０との間の接触面積を増加させ得る。さらに、ターミナル１４２は、ベース１４０がターミナル１４２とガラス基板１１０との間に位置するように、ベース１４０の上に提供され得る。ターミナル１４２は、コネクタベース１４０と同じまたは異なる任意の適当な材料、および、電源に取り付けるための任意の適当な形態、であり得る。ターミナル１４２およびコネクタベース１４０は、溶接、はんだ付け、ボルト締め、リベット留め、あるいは、機械的および電気的機能を確保し得る他の任意の連結によって、互いに取り付けられ得る。特定の実施形態では、ターミナル１４２は、ワイヤ、あるいは、金属の突起、部品、タブとして提供され得る。いくつかの実施形態では、ターミナル１４２は、コネクタベース１４０においてコネクタに接続され得、あるいは、コネクタベース１４０と一体の部品として形成され得る。さらに、ターミナル１４２は、任意の適当な方向に向けることができる。例えば、図２に示すように、ターミナル２４２は、コネクタベース１４０に平行であり得る。他の実施形態では、ターミナル１４２，２４２は、コネクタベース１４０に対して非平行な角度であり得る。

いくつかの実施形態では、コネクタベース１４０に平行なターミナル２４２は、金属タブを含み得る。ターミナル２４２がベース１４０に平行である場合、ガラス基板１１０の上に高さを増すことなく、電源に接続するためのより大きな表面積が得られ得る。電源は、任意の適当な手段によって端子１４２，２４２に接続され得る。あるいは、コネクタベース１４０およびターミナル１４２は、導電性材料１３０に接続するワイヤで形成され得、導電性材料１３０を介してさらに接続可能材料１２０に接続され得る。コネクタとして機能するワイヤは、導電性材料１３０を介した接続可能材料１２０へのワイヤの接続を確実にするために、アンカー材料１５０内に埋め込まれ得る。

各コネクタに対して導電性材料１３０の一部があり得る。いくつかのグレージングは、１つないし複数のコネクタを必要とすることがあり得、各コネクタに対して導電性材料１３０の個別の部分が存在し得る。いくつかの実施形態では、単一のコネクタが導電性材料１３０の複数の部分に接続し得、あるいは、単一の導電性材料１３０が複数のコネクタに接続し得る。ガラス基板１１０上に複数のコネクタがある場合、各コネクタのアンカー材料１５０は、別個であってもよく、あるいは、互いに接触していてもよい。

コネクタターミナル１４２，２４２に接続された電源からガラス基板１１０上の接続可能材料１２０への導電経路を提供するために、コネクタと接続可能材料１２０との間に、導電性材料１３０が設けられ得る。導電性材料１３０は、適当な電気抵抗を有するものを含む、任意の適当な材料であり得る。特に、導電性材料１３０は、樹脂担体ないし担体マトリックス中に、金属粉末ないし粒子を含み得る。いくつかの実施形態では、導電性材料１３０は、ペースト、粉末、または液体、として提供され得る。ペーストにおいては、導電性粒子が担体液体中に分散され得る。導電性粒子は、金属、金属合金、炭素などの導電性材料の、粒子、ナノファイバー、羊毛繊維、を含み得る。例えば、導電性粒子は、銀、銅、金、パラジウム、ニッケル、を含む金属粒子またはナノワイヤ、炭素粒子、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラフェン小片、金属小片、を含み得る。担体液体は、好ましくは、有機溶媒、接着剤、接着性のない樹脂、であり得る。いくつかの実施形態では、導電性材料１３０は、比較的低い融点を有する、Ｐｂ、Ｓｎ、および／または、Ｉｎ、などのいくつかの金属を含まなくてもよい。これは、導電性材料１３０が、接続可能材料１２０への接着力を高めるための拡散特性を有することを要求されないためである。すなわち、従来のグレージングでは、低融点を有するいくつかの金属が下の層に拡散し、接続可能材料１２０と導電性材料１３０との間の適切な接着性および導電性を得るのであるが、本開示では、アンカー材料１５０が、コネクタベース１４０と導電性材料１３０と接続可能材料１２０とを、以下で述べるように堅固に結合するように作用し、その結果、そのような拡散は、製造工程においてもはや必要でないものとなり得る。いくつかの実施形態では、導電性材料１３０は、コネクタベース１４０の底面の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも８０％、さらにより好ましくは少なくとも９０％、を覆い得る。導電性材料１３０が、接続可能材料１２０の表面およびコネクタベース１４０の底面を脱酸し得る場合は、導電性材料１３０を接続可能材料１２０とコネクタベース１４０との間に配置することが有利であり得る。接続可能材料１２０およびコネクタベース１４０の表面が酸化される傾向がある場合、導電性材料１３０からの脱酸は、接続可能材料１２０とコネクタベース１４０との表面での接触抵抗を低減して、接触面での電力損失を低減し得る。

図３に示すように、いくつかの実施形態では、導電性材料１３０は、コネクタベース３４０の底面の全体に接触し得る。導電性材料１３０は、コネクタと接続可能材料１２０との間に適切な接続を形成し得る。いくつかの実施形態では、導電性材料１３０は、コネクタベース１４０と接続可能材料１２０との間の空間を完全に満たし得る。他の実施形態では、導電性材料１３０は、圧縮可能であって、圧力下で、導電性材料１３０が圧縮されて、コネクタと接続可能材料１２０との間の空間全体を満たし得る。

コネクタおよび導電性材料１３０の上およびその周囲に少なくとも部分的にある非導電性アンカー材料１５０によって、導電性材料１３０に対する圧力が形成され得る。コネクタに対して圧力を与えることに加えて、アンカー材料１５０は、コネクタをガラス基板１１０および接続可能材料１２０に接着し得る。コネクタの下に使用される導電性材料１３０は、多少の接着特性を有し得るが、コネクタをガラス基板１１０に十分強力に接着する従前の導電性接着剤は、接続可能材料１２０への適切な電気的接続を提供するのに十分な導電性を有し得ない。従って、コネクタをガラス基板１１０に接着するアンカー材料１５０は、より導電性の材料１３０を使用することを可能にし得る。アンカー材料１５０は、コネクタおよび導電性材料１３０の周囲の領域がアンカー材料１５０で満たされるように、コネクタの周囲および上に提供され得る。アンカー材料１５０は、コネクタ、接続可能材料１２０、導電性材料１３０、ガラス１１０、および該当する場合は不透明プリント、と適合性のある任意の適当な材料であり得る。特に、アンカー材料１５０は、コネクタ、接続可能材料１２０、ガラス１１０、および該当する場合は不透明プリント、に接着し得る。コネクタは、外側のガラス基板１１０の表面に提供され得、アンカー材料１５０は、環境条件に晒され得る。好ましくは、アンカー材料１５０は、車室内などのグレージング環境における物理的ないし化学的要素による腐食ないし損傷を防止するに適したものであり得る。

アンカー材料１５０は、伸び、弾性、粘度、ヤング率、についての機械的異方性特性を有し得、例えば、導電性材料１３０の剛性および圧縮を維持するために垂直方向に高い強度および圧縮能力を有するが、ガラス基板１１０および接続可能材料１２０にわたる剪断応力を回避するために水平方向に多少の柔軟性を有し得る。これは、アンカー材料１５０における配向の異方性を生成するために、繊維、フィラー、方向性材料などの公知の複合技術を使用することで達成され得る。

さらに、アンカー材料１５０は、硬化時に収縮し得、アンカー材料１５０は、コネクタの周囲に配置されかつ硬化され、硬化したアンカー材料１５０が未硬化のアンカー材料１５０よりも少ない体積を有するものとなる。好ましくは、アンカー材料１５０は、初期の寸法から硬化後の寸法まで、少なくとも約０．５％、より好ましくは少なくとも約１．０％、さらにより好ましくは少なくとも１．１５％、収縮し得る。特定の実施形態では、アンカー材料１５０は、０．５％から２．０％、好ましくは１．０％から１．８％、より好ましくは１．１５％から１．６％、収縮し得る。アンカー材料の好ましい収縮率は、アンカー材料１５０の弾性に依存し得る。例えば、アンカー材料１５０が低い弾性を有する場合、好ましくは、低い収縮値を有し得る。

図６は、硬化工程前の工程におけるグレージングの断面を示す。図７は、硬化工程後のグレージングの断面を示す。図６では、アンカー材料１５０は、接続可能材料１２０上の導電性材料１３０およびコネクタベース１４０をアンカー材料１５０内に埋め込むように、コネクタベース１４０上に形成される。アンカー材料１５０を形成するために、点線で示す型１６０が使用され得、コネクタベース１４０の下の導電性材料１３０を堅固に結合するようにアンカー材料１５０が形成される。アンカー材料１５０が熱を与えることで硬化されるときに、アンカー材料１５０は、図７に示すように収縮し得る。この実施形態では、アンカー材料１５０は、異方性の形で収縮し得、垂直方向の収縮差Δｖが水平方向の収縮差Δｈと等しくない。いくつかの実施形態では、アンカー材料１５０は、水平方向よりも垂直方向に大きく収縮し、コネクタベース１４０および導電性材料１３０に対して垂直方向の圧力をより大きく与える。

さらに、アンカー材料１５０の弾性は、コネクタに加えられる圧力に影響し得る。例えば、より弾性のあるアンカー材料（低いＥ弾性率を有する）では、コネクタに十分な圧力を与えられないことがあり得る。接続可能材料１２０への接続を提供して電力供給を行うように、コネクタへの圧力が維持されることが望ましいものであり得る。例示的なアンカー材料１５０は、５～２５ＭＰａ、好ましくは１０～２０ＭＰａ、より好ましくは１２～１８ＭＰａのＥ弾性率を有し得る。

アンカー材料１５０は、コネクタ周囲のガラス基板１１０の表面およびコネクタベース１４０の上に取り付くことで、収縮時にそれらの間に圧縮を生じさせ、コネクタに対して圧力を提供し得る。使用されるアンカー材料１５０の量は、アンカー材料１５０の接着性に部分的に依存し得る。相対的に少量のアンカー材料１５０で十分な接着が得られるアンカー材料１５０に比較して、これよりも接着性が低いアンカー材料１５０では、コネクタ周囲のより広い領域がアンカー材料１５０で覆われ得る。未硬化のアンカー材料１５０は粘性であり得、その結果、アンカー材料１５０は、硬化前にコネクタ周囲の領域を十分に満たし、コネクタの周囲に十分な圧縮および接着を提供し得る。コネクタに対する圧縮は、さらに、圧縮可能な導電性材料１３０を、接続可能材料１２０およびガラス基板１１０に対して圧縮し得る。導電性材料１３０に作用する圧縮の量は、アンカー材料１５０の特性に少なくとも部分的に依存し得、この特性としては、、収縮、Ｅ弾性率、Ｋ弾性率、ポアソン比、および／または、アンカー材料１５０の塗布中の初期圧力、を含む。例えば、圧縮は、アンカー材料１５０の収縮に直接関係し得、収縮の増加は、導電性材料１３０の圧縮の増加を与え得る。アンカー材料１５０の収縮が増加するにつれて、ガラス基板１１０に向かってコネクタに加えられる圧力が増加し得る。いくつかの実施形態では、コネクタは、アンカー材料１５０の塗布中に圧力下にあり得る。アンカー材料１５０の塗布中のコネクタへの圧力は、アンカー材料１５０が硬化したときの導電性材料１３０への総圧縮を増加させ得る。いくつかの実施形態では、コネクタに圧力を加えるために工具が使用され得る。 好ましくは、工具はアンカー材料１５０に接着しない。さらに、コネクタに圧力が加えられる場合、アンカー材料１５０は、コネクタを取り囲んでいないものとなり得る。

コネクタのターミナル１４２，２４２は、アンカー材料１５０の外側に露出するように、アンカー材料１５０の外側に延び得る。そして、ターミナル１４２，２４２は、電源をコネクタに接続し、下の接続可能材料１２０に電力供給するために利用可能であり得る。ターミナル１４２，２４２は、図１～図４に示すように、コネクタベース１４０，３４０，４４０およびアンカー材料１５０の上方に提供され得る。いくつかの他の実施形態では、ターミナル１４２，２４２は、アンカー材料１５０を通してコネクタベース１４０の側方へと延び得る。

アンカー材料１５０は、硬化し得る単一成分、あるいは、反応および／または硬化し得る多成分、であり得る。特定の実施形態では、アンカー材料１５０は、各成分の材料を混合したときに硬化する２成分材料であり得る。アンカー材料１５０は、ポリウレタンまたはエポキシなどのポリマーを含み得、硬化する単一成分あるいは反応ないし硬化する多成分であり得る。特に、例えば、コネクタの周囲にアンカー材料１５０として２成分ポリウレタンが使用され得る。アンカー材料１５０は、コネクタをガラス基板１１０に接着するのに十分な強度を有し得るが、その下のガラス基板１１０にクラックを生じさせない。ある種のエポキシなど接着剤が強すぎる場合、接着剤の機械的応力がグレージングのガラスに伝達され、クラックの原因となり得る。他の実施形態では、アンカー材料１５０が、電磁波放射または熱処理によって硬化され得る。電磁波放射には、紫外線（ＵＶ）、赤外線（ＩＲ）、または可視光が含まれ得る。いくつかの実施形態では、アンカー材料１５０は、アンカー材料１５０を硬化させる前に、コネクタの周囲に配置された型に充填され得る。粘性のあるアンカー材料１５０は、コネクタの周囲の領域を含めて、型を満たし得る。硬化後、型は、グレージングおよびアンカー材料１５０から取り外され得る。

いくつかの実施形態では、アンカー材料１５０は、無機材料ないし有機材料から形成され得るフリットを含み得る。ラミネートガラスが使用される場合、フリットによるガラスへのコネクタの接続は、ラミネートの前あるいは後に準備される。フリットを硬化させる工程は、フリットと混合され得る１つないし複数のポリマーの硬化工程と一緒に用いられ得る。無機材料ないし有機材料は、加圧および加熱されることで固体材料を形成するように結合され得る。この材料は、異方性の強度や延び特性などの特定の機械的特性を得るために、鉱物、金属、または他の粒子で、ドープされ得る。

別の実施形態では、コネクタは、導電性材料と接触しない延長部を提供するように形成され得る。図４は、延長部４４６およびターミナル１４２を備えたコネクタベース４４０を有するガラス基板１１０を示している。図示するように、アンカー材料１５０は、延長部４４６を覆い、延長部４４６の下方かつ接続可能材料１２０およびガラス基板１１０の上方の空間を埋め得る。アンカー材料１５０が硬化し収縮すると、延長部４４６に上下から圧力が作用し得、コネクタに作用する圧力および下にある導電性材料１３０の圧縮が増加する。延長部１４６，４４６は、コネクタベース１４０，４４０と同じ平面上にあるか、あるいは、異なっていてもよい。図１は、コネクタベース１４０と同じ平面上にある延長部１４６を示している。延長部１４６，４４６は、アンカー材料１５０が少なくとも延長部１４６，４４６より上のレベルまで提供されるものとして、任意の所望の高さにできる。スペースの制約により、より低いコネクタが必要となることがあり、この場合、延長部１４６はコネクタベース１４０と同じ平面上または近似した平面上にある。コネクタは、必要な圧縮を含む望ましい特性を提供するように選択され得る。

ラミネートグレージングを含むグレージングの上に、製造中の任意の適当な時期に、固定されたコネクタが提供され得る。アンカー材料１５０が電磁波放射によって硬化可能である場合、または、材料成分の混合時に硬化する場合、のようないくつかの実施形態では、コネクタは、追加の熱処理なしで取り付けられ得る。特に、コネクタは、ラミネーション工程に関係なく、ガラス基板１１０に取り付けられ得る。ラミネーション工程には、高温高圧を含むオートクレーブ処理が含まれ得る。オートクレーブ処理は、一般に、１０～１５バールのようなラミネート圧力の下で、１１０℃～１６０℃のようなラミネート温度に加熱することを含む。コネクタは、グレージングに深さを追加し、各々のグレージングがオートクレーブ内でより大きなスペースを占めるようになり得る。オートクレーブは密閉された空間であり、オートクレーブサイクル中に、製品のための限られた場所を有し得るので、オートクレーブ工程の後にガラス基板１１０上にコネクタを提供できることが好ましいものとなり得る。熱なしで硬化するアンカー材料１５０は、オートクレーブ後を含む、オートクレーブ工程の外で使用することができる。さらに、接着剤の塗布と接着剤の硬化との間の工程ステップ、例えばグレージングをオートクレーブに移動することを含む工程ステップは、アンカー材料１５０が単一のステップまたは単一の製造場所で塗布および硬化され得る場合には、低減され得、これにより、コネクタの取付が不良であるために欠陥が見られる部品の数が減少し得る。さらに、オートクレーブ工程後に追加の欠陥が発見されることがあり得、従って、コネクタの取付をオートクレーブ工程後に遅らせると、欠陥部品に不必要に使用されてしまうコネクタを減らし得る。

さらに、熱に依存しないコネクタ取付工程は、コネクタ材料の柔軟性を与え得る。一部の非金属材料を含め、一部の材料は、オートクレーブや他の熱処理の熱に適合しない場合がある。熱処理なしで硬化し得るアンカー材料１５０を塗布することは、熱用途に適さないコネクタの適用の機会を提供し得る。

さらに、強化リヤウィンドウなど、ラミネートされていないガラス基板１１０上に電気コネクタが必要となる場合がある。強化グレージングには、オートクレーブ処理されていない単一のガラス基板が含まれ得る。従って、そのような工程の外で取り付けられるコネクタが必要である。本明細書に記載されるように、ラミネートもしくは非ラミネートのガラス基板１１０にコネクタを適用するために、アンカー材料１５０が使用され得る。

いくつかの実施形態では、ここに記載の方法によって、コネクタを有するグレージングが形成され得る。グレージングは、接続可能材料１２０を有するように準備され得る。接続可能材料１２０は、例えば、グレージング上に印刷またはコーティングされ得る。いくつかの実施形態では、接続可能材料１２０は、グレージングのガラス基板１１０上に、熱強化および／またはラミネーションを含む、グレージングの構築の前、構築中、後、に形成され得る。

コネクタは、接続可能材料１２０に重ねて配置され得、導電性材料１３０がコネクタと接続可能材料１２０との間にある。いくつかの実施形態では、コネクタは、好ましくは、バスバーに重ねて配置され得る。コネクタを接続可能材料１２０に重ねて配置する前に、導電性材料１３０がコネクタ上に形成され得る。特定の実施形態では、型がコネクタの周囲に配置され得る。型がアンカー材料１５０で充填され、アンカー材料１５０は、コネクタの周囲および上方の領域を満たし得る。コネクタは、電源に接続可能なターミナル部分１４２，２４２を有し得、これはアンカー材料１５０の外へと延びている。アンカー材料１５０は、次いで、紫外線硬化などの任意の適当な手段によって硬化され得る。いくつかの実施形態では、アンカー材料１５０が塗布されるときに、圧力がコネクタに加わり得る。コネクタに対する圧力は、アンカー材料１５０が硬化した後に取り除かれ得る。さらに、アンカー材料１５０の硬化後、型が取り除かれ得る。

図５は、本開示によるグレージングの製造フローを示している。最初に、ステップＳ５０１において、本開示によるグレージングを製造するために、ガラス基材が準備され得る。ガラス基板は、単一の平坦なガラス、あるいは、ポリマー中間膜を介して別のガラス基板にラミネートされたもの、であり得る。続いて、ステップＳ５０２において、スクリーン印刷法や他の適当な方法によって、銀層などの金属層がガラス基板上に形成され得る。金属層は、加熱のための、あるいは、電源によって作用する他の任意の手段のための、接続可能材料として機能し得る。金属層はまた、電源なしで受動的であり得るアンテナを提供し得る。従って、本明細書に記載の材料および方法は、電源を具備しあるいは具備しない、能動部品あるいは受動部品に使用し得る。金属層を形成した後、ステップＳ５０３において、導電性材料１３０およびコネクタが金属層上に配置され得る。導電性材料が金属層上に設けられ、次いでコネクタが導電性材料上に設けられ得る。あるいは、最初に導電性材料がコネクタの底面に提供され、この導電性材料を上に備えたコネクタが、材料上に粘着テープを配置するのと同様の形で、一緒に接続可能材料上に設けられ得る。あるいは、コネクタと接続可能材料との間に隙間が存在するようにコネクタが接続可能材料の上方に配置され、次いで、導電性材料が、コネクタと接続可能材料との間の隙間を埋めるように形成され得る。コネクタと導電性材料を接続可能材料およびガラス基板の上に設けた後、ステップＳ５０４において、コネクタ上にアンカー材料が、ターミナルを除いてコネクタ全体がアンカー材料内に埋め込まれるように、提供され得る。アンカー材料は、好ましくは、エポキシ、ポリウレタン、あるいは他の任意の適当なポリマー、などのポリマーから選択され得、未硬化の段階では、接続可能材料上のコネクタおよび導電性材料を埋めるようにポリマーに所望の形状を提供する型内に保持され得る。アンカー材料を提供した後、ステップＳ５０５において、コネクタを間の導電性材料とともに接続可能材料に対し固定するように、アンカー材料が硬化され得る。硬化工程の完了後、型がグレージングから除去され得る。

いくつかの実施形態では、導電性材料１３０は、担体マトリックス１３２中の導電性粒子１３１から形成され得る。図８および図９は、コネクタを有するグレージングの一部を、担体マトリックス１３２中の導電性粒子とともに示している。図８は、担体マトリックス１３２が含む導電性粒子１３１の濃度が不十分であり、その結果、接続可能材料とコネクタとの間の導電性が不十分となり得るような状況を示している。導電性粒子１３１は、例えば、金属粒子ないし金属合金粒子、炭素粒子、ナノファイバー、羊毛繊維、などから形成され得る。特定の実施形態では、導電性粒子は、複数のタイプの粒子または粉末から形成され得る。担体マトリックス１３２は、好ましくは、ポリオレフィン、エポキシ、ポリウレタン、で形成され得、導電性粒子１３１を保持するとともに場合によっては接続可能材料１２０およびコネクタベース１４０に接着するマトリックスとして機能するのに適したものであり得る。担体マトリックス１３２は、接続可能材料１２０およびコネクタベース１４０に接着する場合もしない場合もあり得る。担体マトリックス１３２自体は非導電性であり得るので、導電性粒子１３２が共に、接続可能材料１２０とコネクタとを電気的に接続する導電経路を形成し得る。図９は、担体マトリックス１３２が、適切な導電性を提供し得る濃度で導電性粒子１３１を含有している例を示している。この構造では、接続可能材料１２０とコネクタとの間に電流が流れるための経路を形成するのに十分な導電性粒子１３１があり得、より低い濃度の導電性粒子１３１を有する導電性材料１３０よりも導電性が増加する。電流が流れる経路は、電流が１つの導電性粒子から他の導電性粒子に流れるように、互いに隣接して位置する導電性粒子によって形成され得る。この導電性の増加は、例えば、霜除去の能力に有用であり得る。

本明細書に記載の方法は、電気的コネクタを有するグレージングを提供するために使用され得るものであり、この電気的コネクタは、グレージングに熱を加えることなくガラス基板に適用され、十分な電気的強度ならびに機械的強度および耐久性を有し得る。

本開示の上記の説明は、当業者が本開示を作成または使用できるようにするために提供されている。本開示に対する種々の修正は、当業者には容易に明らかであり、本明細書に規定される共通の原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく、他の変形に適用され得る。さらに、図面に関連する上記の説明は、例を説明するものであり、実施可能な特許請求の範囲内における唯一の例を表すものではない。

さらに、説明された態様および／または実施形態の要素は単数形で説明またはクレームされ得るが、単数形への限定が明示的に述べられていない限り、複数形も含まれる。さらに、特に明記しない限り、任意の態様および／または実施形態のすべてまたは一部を、他の任意の態様および／または実施形態のすべてまたは一部と共に利用することができる。従って、本開示は、本明細書で説明される例および設計に限定されず、本明細書で開示される原理および新規の特徴に一致する最も広い範囲が与えられる。

Claims (39)

1. ガラス基板と、
   このガラス基板上に位置する電気的接続可能材料と、
   ベースとターミナルとを含むコネクタと、
   上記電気的接続可能材料と上記コネクタとの間に位置する導電性材料と、
   上記コネクタを少なくとも部分的に囲むアンカー材料であって、上記コネクタの上記ターミナルが少なくとも部分的に当該アンカー材料の外に延びており、当該アンカー材料が上記コネクタに圧力を与える、アンカー材料と、
   を備えてなるグレージング。
2. 上記電気的接続可能材料は、上記ガラス基板上に印刷されている、請求項１に記載のグレージング。
3. 上記電気的接続可能材料は、上記ガラス基板上にコーティングされている、請求項１に記載のグレージング。
4. 上記電気的接続可能材料は、銀を含む、請求項１に記載のグレージング。
5. 上記電気的接続可能材料は、透明導電性酸化物を含む、請求項１に記載のグレージング。
6. 上記ガラス基板は、第１面と、この第１面とは反対側の第２面と、を備え、上記電気的接続可能材料は、この単一のガラス基板の上記第２面上にある、請求項１に記載のグレージング。
7. 上記ガラス基板が第２のガラス基板とラミネートされている、請求項１に記載のグレージング。
8. 上記ガラス基板は、第１面と、この第１面とは反対側の第２面と、を備え、上記第２のガラス基板は、第３面と、この第３面とは反対側の第４面と、を備え、上記第２面は上記第３面に対面している、請求項７に記載のグレージング。
9. 上記電気的接続可能材料は、上記第２のガラス基板の上記第４面上にある、請求項８に記載のグレージング。
10. 上記電気的接続可能材料は、第１のガラス基板の上記第２面上にある、請求項８に記載のグレージング。
11. 上記コネクタは、さらに延長部を備える、請求項１に記載のグレージング。
12. 上記延長部は、上記コネクタベースの平面の上方に立ち上がっている、請求項１１に記載のグレージング。
13. 上記延長部は、上記コネクタベースと平行である、請求項１１に記載のグレージング。
14. 上記ターミナルは、金属を含む、請求項１に記載のグレージング。
15. 上記ターミナルは、さらにワイヤを含む、請求項１４に記載のグレージング。
16. 上記ターミナルは、さらに金属タブを含む、請求項１４に記載のグレージング。
17. 上記金属タブは、上記コネクタベースと平行である、請求項１６に記載のグレージング。
18. 上記コネクタは、ワイヤである、請求項１４に記載のグレージング。
19. 上記アンカー材料は、硬化前は液体である、請求項１に記載のグレージング。
20. 上記アンカー材料は、ポリマー材料である、請求項１に記載のグレージング。
21. 上記アンカー材料は、エポキシである、請求項２０に記載のグレージング。
22. 上記エポキシは、２成分エポキシからなる、請求項２１に記載のグレージング。
23. 上記エポキシは、紫外線硬化型である、請求項２１に記載のグレージング。
24. 上記アンカー材料は、ポリウレタンである、請求項２０に記載のグレージング。
25. 上記コネクタベースは、底面を備え、この底面は、全体が上記導電性材料に接触している、請求項１に記載のグレージング。
26. 上記導電性材料は、圧縮されている、請求項１に記載のグレージング。
27. 上記導電性材料は、金属を含む、請求項１に記載のグレージング。
28. 上記導電性材料は、上記接続可能材料および上記コネクタの少なくとも一方について脱酸する、請求項１に記載のグレージング。
29. コネクタを備えたグレージングを製造する方法であって、
    ガラス基板を提供し、
    上記ガラス基板上に接続可能材料を提供し、
    上記接続可能材料に重ねて配置される導電性材料およびコネクタを提供し、ここで、上記導電性材料は上記コネクタと上記接続可能材料との間にあり、
    上記コネクタを少なくとも部分的に囲むアンカー材料を塗布し、
    このアンカー材料を硬化させる、方法。
30. 上記アンカー材料は型の中に塗布され、ここで、上記型は、上記導電性材料および上記コネクタの周囲に配置される、請求項２９に記載の方法。
31. 硬化したアンカー材料は、上記型に接着しない、請求項３０に記載の方法。
32. 上記型は、上記アンカー材料の硬化後に上記グレージングから除去される、請求項３１に記載の方法。
33. 上記アンカー材料は、硬化時に寸法が縮小する、請求項２９に記載の方法。
34. 上記アンカー材料は、硬化時に少なくとも０．７パーセント寸法が縮小する、請求項３３に記載の方法。
35. 上記アンカー材料は、少なくとも１．０パーセント寸法が縮小する、請求項３４に記載の方法。
36. 上記アンカー材料は、少なくとも１．１５パーセント寸法が縮小する、請求項３５に記載の方法。
37. 上記コネクタは、上記アンカー材料の塗布中は圧力下にある、請求項２９に記載の方法。
38. 上記の接続可能材料に重ねて配置される導電性材料およびコネクタを提供することは、上記接続可能材料上に上記導電性材料を配置し、次いで、上記コネクタを上記導電性材料に重ねて配置すること、を含む、請求項２９に記載の方法。
39. 上記の接続可能材料に重ねて配置される導電性材料およびコネクタを提供することは、上記導電性材料がその上に設けられてなる上記コネクタを、上記接続可能材料に重ねて配置すること、を含む、請求項２９に記載の方法。

Images