KR101782333B1 - 전기 가열 윈도우 - Google Patents

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Abstract

전기 가열 윈도우는 창유리 재료로 이루어진 적어도 2개의 플라이와; 중간층 재료로 이루어진 적어도 하나의 플라이와; 필름에 부착된 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 그리드; 및 상기 윈도우를 가열하기 위해 상기 그리드에 전류를 인가하기 위한 전기 접속 수단을 포함하며, 상기 중간층 재료의 적어도 하나의 플라이, 상기 그리드 및 상기 필름은 상기 창유리로 이루어진 적어도 2개의 플라이들 사이에 적층된다.

Description

전기 가열 윈도우{Electrically heated window}
본 발명은 전기 가열 윈도우에 관한 것이며, 특히 필름에 부착된 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 그리드를 포함하는 적층된 전기 가열 윈도우, 그의 제조 방법 및 그의 용도에 관한 것이다.
전기 가열 윈도우는 일반적으로 춥거나 및/또는 습기찬 날씨 상태에서 윈도우의 서리를 제거하거나 또는 성에를 제거할 수 있도록 차량에서 방풍 유리(windscreen)나 또는 백라이트 중 어느 하나로서 사용된다. 차량에서 방풍 유리로서 사용되는 윈도우의 경우, 전기 가열 수단이 일반적으로 미세한(약 30 ㎛ 미만의 직경을 갖는), 근접 이격된 (1 mm 내지 3 mm 사이의 와이어-대-와이어 거리) 와이어들의 어레이로서 제공된다. 비록 그와 같은 어레이에서의 와이어들은 일반적으로 평행하나, 각각은 일반적으로, 물체가 차량 운전자에 의해 윈도우를 통해 관찰될 때 눈부심 또는 편광 효과를 피하기 위해, 사인 곡선에서의 골, 나선형, 지그재그 또는 임의 패턴과 같은, 파도 모양으로 제공된다.
가열 기능성은 전통적으로 EP 0 788 294에서 개시하고 있는 바와 같이 박층 내에 텅스텐 가열 소자를 합체시킴으로써, 또는 [예를 들면, WO 00/76930에 개시된 바와 같은 내부 유리 표면 위나 또는 이형 플라스틱 (PET) 기판 상에 스퍼터링된] 전도성 코팅을 개재시킴으로써 제공되어 왔다. 상기 텅스텐 와이어 제품은, 특히 만약 자동차의 A-필러들에 인접한 방풍 유리의 섹션들과 같은 윈도우의 섹션들이 텅스텐 와이어를 포함하지 않을 때, 및 그로 인해 일부 최초 용구 제조업자들이 기존 와이어 제품들을 선호하지 않을 경우, 차량 운전자에게 산만함을 줄 수 있는 와이어 시계(wire visibility)의 단점을 갖는다. 코팅된 가열 제품은 일반적으로, 방풍 유리의 성에를 충분히 제거할 수 있는 출력 밀도를 성취하기 위해, 전도성 코팅의 면적 저항률(sheet resistivity )에 기인하는 표준 12.0/13.0 볼트보다 큰 공급 전압(예를 들면, 42 볼트)을 필요로 한다.
EP 0 788 294 WO 00/76930
따라서, 기존 텅스텐 와이어 가열 윈도우를 통해 나타나는 시계보다 훨씬 개량된 전기 가열 윈도우를 제공할 필요성이 대두되고 있다. 또한, 특별한 전력 공급(일반적으로 12/13.0 볼트)에 적용시키기 위해 미세 조정할 수 있고, 내구성 있는 제품을 제공하고(보증 성능), (태양 제어 특성을 제공함으로써) 차량 내부의 불필요한 가열을 감소시키고, 또한 와이퍼 빙결 방지기, 가열 카메라 윈도우 및 톨 센서(toll sensor)와 같은 디바이스들의 단순 합체를 허용하는 전기 가열 윈도우를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 첫번째 양태에 따르면,
창유리 재료(glazing material)로 이루어진 적어도 2개의 플라이와;
중간층 재료로 이루어진 적어도 하나의 플라이와;
필름에 부착된 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 그리드(grid); 및
상기 윈도우를 가열하기 위해 상기 그리드에 전류를 인가하기 위한 전기 접속 수단을 포함하며,
상기 중간층 재료의 적어도 하나의 플라이, 상기 그리드 및 상기 필름은 상기 창유리로 이루어진 적어도 2개의 플라이들 사이에 적층되는 전기 가열 윈도우가 제공된다.
본 발명의 문맥에 있어서, "그리드"는, 예를 들면, 정방형, 장방형, 삼각형, 6변형 및/또는 다이아몬드형 셀들에 기초한 적어도 하나의 십자형 또는 평행한 전기 전도성 통로들의 프레임워크(framework)를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 적어도 하나의 통로는 직선, 곡선 또는 사인 곡선과 같은 어떠한 적합한 형상일 수 있다. 이와 같은 구성은 그리드가 창유리 재료로 이루어진 플라이들과 동일 공간적으로 더욱 용이하게 기능할 수 있게 하므로 장점을 갖는다. 기존 텅스텐 와이어 가열 윈도우에 있어서, 상기 와이어의 형태는, 자동차의 A-필러들에 인접한 방풍 유리의 섹션에서와 같이, 상기 윈도우를 통해 합체될 텅스텐 와이어의 동일한 길이를 허용하지 않을 수도 있다. 이는 다른 길이들을 갖는 와이어들의 저항 사이의 차이로 인해 성취될 국부적 출력 밀도에 영향을 미칠 수 있다. 이는 핫스팟(hot spot)으로 알려진 불연속 온도의 영역을 생성한다. 윈도우에 있어서 하나 이상의 핫스팟의 존재는 두가지 이유에서 크게 바람직하지 않다 : 첫째로, 그와 같은 윈도우가 결합되는 차량의 탑승자들은 하나 이상의 핫스팟 영역에서 윈도우와 접촉할 수 있으며, 손상을 입을 수 있다는 위험이 존재한다; 둘째로, 핫스팟 영역에서 윈도우가 국부적으로 탈-적층될 위험이 존재한다. 이는 윈도우의 감소된 또는 제로 시계 영역을 야기시킨다.
그리드의 사용은 예를 들면 방풍 유리의 대향하는 에지들에서의 전기 접속 수단들 사이에서 성취될 거의 동일한 길이의 전류 경로(current path)들을 허용하는 저항 시트(resistive sheet)를 효과적으로 형성함으로써 그와 같은 문제점을 해결한다.
상기 그리드는 적합하게도 장방형 또는 장방형 셀들의 프레임워크이다.
상기 그리드는 대체로 창유리 재료로 이루어진 2개의 플라이들 내에서 동일 넓이를 가질 수 있다.
적어도 하나의 전기 전도성 통로는 일반적으로 은, 구리, 금 또는 알루미늄으로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 제조될 수 있다. 0.1 내지 1.0 ohm-스퀘어(square)의 필수적인 시트 저항(Sheet Resistance)을 제공하면서 충분한 시계를 지속할 수 있도록, 일반적으로 8 x 10-8 미만의 낮은 저항률을 갖는 다른 금속들이 적합할 수 있다. 적합하게도, 상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로는 은이다.
필름은 중합체 필름으로 될 수 있다. 상기 중합체 필름은 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 가교 폴리에틸렌(PEX), 폴리페닐 에테르(PPE), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 폴리락트산(PLA), 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌(PB), 폴리부틸렌 테레프타레이트(PBT), 폴리아미드(PA), 폴리이미드(PI), 폴리카보네이트(PC), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리스틸렌(PS), 폴리우레탄(PU), 폴리에스테르(PEs), 아크릴로니트릴 부타디엔 스틸렌(ABS), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리설폰(PES), 스틸렌-아크릴로니트릴(SAN), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 및 스틸렌 무수말레인산 필름으로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 폴리에틸렌 테레프타레이트 필름이 상기 중합체 필름으로서 적합하다.
상기 필름은 200 ㎛ 미만의 두께, 적합하게는 100 ㎛ 미만의 두께, 더욱 적합하게는 75 ㎛ 미만의 두께, 훨씬 더 적합하게는 50 ㎛ 미만의 두께, 가장 적합하게는 30 ㎛ 미만의 두께를 갖는다. 필름의 두께가 두꺼우면 두꺼울수록 복잡한 형태로의 적층으로 인한 필름의 주름이 더욱 초래하게 되므로, 더욱 얇은 필름이 장점을 가질 수 있다.
중간층 재료는 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 및 다른 폴리메트릭 중간층들로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다.
윈도우는, 방풍 유리용과 같이, 적어도 70%, 적합하게는 적어도 75%의 광투과를 나타낼 수 있다. 상기 윈도우는, 본체 유리(bodyglass)와 같이, 75% 미만의 광투과를 나타낼 수 있다.
상기 윈도우는 7% 미만의 탁도(haze), 적합하게는 6% 미만의 탁도, 더욱 적합하게는 5% 미만의 탁도를 나타낼 수 있다.
상기 윈도우는 일반적으로 0.1 내지 1.0 ohm-스퀘어의 저항을 나타낼 수 있다. 이는 상기 저항이 복수의 차량들에서 사용되는 12.0 내지 13.0의 전압 공급과 같은 요구 출력 밀도(서리 제거 또는 성에 제거 기능을 위함)를 충족하도록 미세 조정될 수 있기 때문에 장점을 갖는다.
전기 접속 수단은 적어도 2개의 버스바(busbar)들을 포함할 수 있다. 상기 적어도 2개의 버스바들은 창유리 재료로 이루어진 적어도 2개의 플라이들 사이에 적층될 수 있다.
전기 접속 수단은 또한 상기 적어도 2개의 버스바들 중 적어도 하나에 접속되는 전기 커넥터를 추가로 포함할 수 있다.
그리드를 전력 공급부에 연결하기 위해 양호한 기계적 및 전기적 인터페이스를 구비할 필요가 있다. 이는 (이미 와이어 가열 래미네이트 내에서 사용되고 있는) 전통적인 구리 버스바들을 사용하여 성취될 수 있다. 상기 버스바 합체는 상기 버스바를 창유리 재료로 이루어진 적어도 2개의 플라이들 중 하나에 접착시킴으로써 성취될 수 있다.
상기 버스바들 중 적어도 하나는 땜납으로 코팅될 수 있다. 그리드에 양호한 전기 접촉을 제공하는 땜납으로 버스바들을 코팅하는 것이 유리하다. 상기 땜납은 (플럭스를 갖는) 은-함유 땜납일 수 있다. 그와 같은 땜납은 그리드에 양호한 전기적 인터페이스를 제공한다. 상기 땜납은, 땜납이 적층 공정 동안 납땜 조인트를 형성하기 위해 유동하도록, 낮은 용해점(＜140 ℃)을 가질 수 있다(안전한 버스바에 대하여는 EP 1 110 431 참조).
상기 버스바들 중 적어도 하나는 골을 형성하거나 또는 융기된 영역들을 가질 수 있다. 이와 같은 구성은 그것이 그리드에 개량된 "압력" 접촉점을 제공하기때문에 유익하다.
상기 버스바들 중 적어도 하나는 전도성 접착제로 코팅될 수 있다. 그와 같은 버스바는 그리드와 필름 위에 "아교 접착"될 수 있다. 이와 같은 구성은 윈도우가 조립되는 동안 상기 버스바를 상기 그리드와 필름 상의 정위치에 유지시키기 위한 충분한 접착 강도와 양호한 전기적 접촉을 제공한다.
선택적으로, 상기 버스바들 중 적어도 하나는 조립 하에 상기 필름에 부착된 그리드와의 기계적 접촉을 제공하기 위해 내부 적층면에서 창유리 재료로 이루어진 적어도 2개의 플라이들 중 하나 위에 합체될 수 있는 인쇄된 은 버스바일 수 있다.
상기 필름에 부착된 그리드는 구리 및/또는 니켈과 같은 적어도 하나의 전기 도체의 코팅부를 추가로 포함한다. 그와 같은 코팅부는 그의 반사 특성으로 인해 상기 윈도우의 태양 제어 특성을 개량할 수 있기 때문에 장점을 갖는다. 적어도 하나의 골이 형성된 버스바는 적어도 하나의 버스바 상의 융기된 지점들이 적층되는 동안 상기 코팅부를 돌파하도록 이용될 수 있다. 이와 같은 구성은 상기 그리드와 적어도 하나의 버스바 사이의 인터페이스의 질을 개선한다.
그와 같은 그리드 상의 코팅부는 (마모를 이용한) 기계적으로 또는 화학적으로 제거될 수 있다. 상기 코팅부의 제거는 상기 그리드와 상기 적어도 2개의 버스바들 사이의 복수의 인터페이스의 질을 개선한다.
상기 그리드는 적어도 하나의 버스바에 인접한 영역에서 상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 증가된 표면적을 가질 수 있다. 이와 같은 구성은 상기 그리드와 적어도 하나의 버스바 사이의 인터페이스의 질을 개선한다.
상기 그리드는 적어도 하나의 버스바에 인접한 영역에서 상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 증가된 두께를 가질 수 있다. 본 문헌에서 "두께"란 중합체 필름의 연결 표면으로부터 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 높이를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 이와 같은 구성은 상기 그리드와 납땜성 개선에 의한 적어도 하나의 버스바 사이의 인터페이스의 질을 개선한다. 상기 적어도 하나의 버스바에 인접하지 않은 영역들에서 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 두께는 2 내지 30 ㎛, 적합하게는 3 내지 20 ㎛, 더욱 적합하게는 4 내지 15 ㎛, 더욱 적합하게는 5 내지 13 ㎛, 가장 적합하게는 6 내지 12 ㎛가 될 것이다. 상기 적어도 하나의 버스바에 인접한 영역들에서 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 두께는 적어도 2 ㎛, 적합하게는 적어도 10 ㎛, 더욱 적합하게는 적어도 20 ㎛, 더욱 적합하게는 적어도 30 ㎛ , 훨씬 더 적합하게는 적어도 40 ㎛가 될 것이다.
상기 그리드가 정방형 또는 장방형 셀들의 프레임워크를 포함할 때, 상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로들은 제 1 방향("수직" 통로들)이나 또는 제 2 방향("수평" 통로들) 중 어느 하나에 배열될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 그리드는 수평 통로들보다 더 많은 수직 통로들을 포함할 수 있다. 훨씬 적은 통로들을 갖는 그리드의 구성은 윈도우를 통한 광전달을 증가시키므로 장점을 갖는다. 이는 또한 상기 수직 통로들의 일부가 손상을 입게 될 교류 경로로서 작용하도록 일부 수평 통로들을 유지시키는 장점을 갖는다.
인접한 수직 통로들 사이 및/또는 인접한 수평 통로들 사이의 거리는 적어도 100 ㎛, 적합하게는 적어도 300 ㎛, 더욱 적합하게는 적어도 500 ㎛, 더욱 적합하게는 적어도 1000 ㎛, 더욱 적합하게는 적어도 1500 ㎛, 가장 적합하게는 적어도 2000㎛으로 될 수 있다. 인접한 수직 및/또는 수평 통로들 사이의 거리를 증가시킴으로써, "개방 영역"(예를 들면, 전기 전도성 통로를 포함하지 않는 윈도우의 횡단면 부분들)이 증가되어, 더 많은 광전달을 허용한다. 일렁이는 왜곡(shimmer distortion)과 같은, 제품을 가열하는 동안의 어떠한 광학적 왜곡을 감소시키기 위해, 약 2.0 mm(2000 ㎛)의 인접 수직 통로들의 최소 간격을 갖는 것이 바람직하다.
상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로들의 폭은 50 ㎛ 미만, 적합하게는 25 ㎛ 이하, 더욱 적합하게는 17 ㎛ 미만, 더욱 적합하게는 15 ㎛ 이하, 가장 적합하게는 13 ㎛ 이하로 될 수 있다. 상기 통로들의 폭은 광전달을 개선하기 위해 작아지는 것이 바람직하다.
상기 윈도우는 창유리 재료의 다른 2개의 플라이들 사이에 적층된 부가의 필름을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 부가의 필름은 광을 적어도 부분적으로 반사시킬 수 있는 코팅부를 포함한다. 그와 같은 필름은 일부 자동 윈도우들과 같은 많은 윈도우들이 차량 내부의 예기치 않은 가열을 감소시키기 위한 개선된 태양 제어 성능을 요구하므로 유익할 수 있다. 광을 적어도 부분적으로 반사시킬 수 있는 상기 코팅부는 금속일 수 있다.
선택적으로, 상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 그리드에 부착된 필름은, 대향하는 표면 상에서, 광을 적어도 부분적으로 반사할 수 있는 코팅부를 추가로 포함할 수 있다. 이와 같은 구성은 윈도우 조립시의 복잡성을 감소시키므로 유익하다. 선택적으로, 또는 추가적으로, 광을 적어도 부분적으로 반사시킬 수 있는 코팅부는 상기 그리드에 부착된 필름의 동일 표면 상에 위치될 수 있다.
상기 그리드는 하나 이상의 전기 전도성 통로들에 하나 이상의 갭(gap)들을 포함할 수 있다. 상기 그리드의 섹션들은 기계적 연마, 레이저 소거 및/또는 화학적 소거와 같은 적합한 방법들에 의해 소거될 수 있다. 상기 그리드 디자인의 그와 같은 변경은 예를 들면 와이퍼 빙결 방지기, 가열 카메라 윈도우를 위한 맞춤형 분리 회로 기능이 톨 센서 및 레인 센서들과 같은 특정 디바이스에 대한 전자기식 추론을 방지하도록 하기 위해 유리할 수 있다. 선택적으로, 상기 그리드는 소거 공정에 대한 요구를 회피하도록 소거된 섹션을 갖는 신규의 것으로 제조될 수 있다. 윈도우는 와이퍼 빙결 방지기, 가열 카메라 윈도우, 톨 센서 및 레인 센서들 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 전기 가열 윈도우를 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은:
중간층 재료의 적어도 하나의 플라이, 및 창유리 재료로 이루어진 적어도 2개의 플라이들 사이의 필름에 부착된 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 그리드를 적층시키는 단계; 및
상기 윈도우를 가열하기 위해 상기 그리드에 전류를 인가하기 위한 전기 접속 수단을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 자동차, 밴, 트럭, 버스, 코치, 기관차, 항공기, 보트 또는 선박과 같은 차량에 있어서의 본 발명에 따른 전기 가열 윈도우의 용도가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명에 따른 적어도 하나의 전기 가열 윈도우를 합체시킨 차량이 제공된다.
본 발명의 하나의 양태에 적용할 수 있은 선택적 특징들은 어떠한 조합 및 어떠한 개수로도 사용될 수 있다는 사실이 인식된다. 또한, 그들은 어떠한 조합 및 어떠한 개수를 갖는 본 발명의 어떠한 다른 양태들로서 사용될 수 있다. 이는 본원의 청구항들에서 어떠한 다른 청구항을 위한 종속 청구항들로서 사용된 어떠한 청구항으로부터 종속항들을 포함하나, 이에 제한받지는 않는다.
다음에, 본 발명의 실시예는 다음의 도면들을 참고로 하여 오직 예시적 방식으로 설명될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 와이어-프리(wire-free) 영역을 갖는 와이어-가열 윈도우의 개략 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 와이어-가열 윈도우의 측면 엣지 영역의 개략 횡단면도.
도 3은 버스바 분리를 도시하는 도 1의 윈도우의 개략 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 가열 윈도우의 개략 횡단면도.
도 5는 도 4의 윈도우의 개략 평면도.
도 6은 그리드 치수를 강조하는 PET 필름에 부착된 은 그리드의 개략 평면도.
도 7은 16 ㎛의 통로 폭을 강조하는 PET 필름에 부착된 은 그리드의 개략 평면도.
도 8은 12 ㎛의 통로 폭을 강조하는 PET 필름에 부착된 은 그리드의 개략 평면도.
도 9는 PET 필름에 부착된 은 그리드의 통로의 횡단면에 대한 개략도.
도 10은 변경되지 않은 그리드의 개략 평면도(좌측) 및 특정 영역에서 증가된 통로 표면적을 갖는 그리드의 계략 평면도(우측).
도 11은 변경되지 않은 통로들을 갖는 PET 필름에 부착된 그리드의 통로들(좌측) 및 증가된 두께를 갖는 통로들(우측)의 개략 횡단면도.
도 12는 가장 좌측으로부터 변경되지 않은 그리드, 감소된 개수의 수평 통로들을 갖는 그리드, 감소된 통로 폭을 갖는 그리드 및 감소된 수평 통로 폭을 갖는 그리드의 개략 평면도.
도 13은 일부 통로들에서 갭들을 갖는 그리드의 개략 평면도.
도 14는 가열된 와이퍼 잔류 영역 회로를 허용하기 위한 통로들의 일부에 갭들을 갖는 그리드의 개략 평면도.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 사시도.
도 1은 종래 기술에 따른 와이어-가열된 윈도우의 개략 평면도이다. 상기 와이어-가열된 윈도우(1)는 일반적으로 사다리꼴 형상을 가지며, 명료화를 위해 오직 축적으로 도시된 미세한 근접 와이어들(2)의 어레이를 포함한다. 상기 와이어들(2)의 어레이는 제 1 전기 접속 수단 또는 버스바(3)와 제 2 전기 접속 수단 또는 버스바(4)에 의해 경계를 이룬다. 상기 어레이(2) 내의 와이어들은 상기 제 1 및 제 2 전기 접속 수단(3, 4) 사이에서 연장한다. 이들 전기 접속 수단(3, 4)은 커넥터들(5, 6, 7, 8)에 의해 상기 어레이를 전기 공급부(도시되지 않음)에 연결하며, 상기 커넥터들은 본 기술 분야에서 공지된 플러그 커넥터들 또는 기타 커넥터들일 수 있다. 점선(9)은 윈도우 주변이 엄폐 밴드에 의해 커버되는 정도를 나타낸다. 엄폐 밴드는 일반적으로 상기 윈도우의 내부면 상에 위치된 인쇄된 가열 블랙 세라믹 잉크에 의해 제공된다. 상기 엄폐 밴드의 기능은 2부분으로 이루어진다: 첫째로, 미학적 관점에서, 그것은 상기 윈도우의 엣지를 숨기고 또한 상기 윈도우 구멍을 둘러싸는 프레임 뿐만 아니라 상기 윈도우를 차량 내에 결속하기 위해 사용되는 점착제를 커버하도록 작용한다; 둘째로, 그것은 햇빛의 자외선으로 인해 상기 윈도우를 차량 내부에 결속하기 위해 사용되는 점착제의 붕괴를 방지한다.
와이어-프리 영역(10)은 본 예에서는 (차량 내부에 결합될 때) 상기 윈도우(1)의 상부 엣지에 인접 위치된 해칭된 구역으로 나타낸다. 버스바(3)는 데이터 신호가 상기 윈도우를 통해 와이어-프리 영역 근방에 위치된 디바이스로 전달되도록 상기 와이어-프리 영역을 한정하도록 형성된다. 이상적으로는, 상기 와이어-프리 영역(10)은 상기 엄폐 밴드에 의해 숨겨진다. 또한, 상기 윈도우(1)는 미러 보스(mirror boss)를 고정시키기 위한 영역(11), 및 광 또는 습기 센서와 같은 센서를 고정시키기 위한 영역(12)과 함께 제공된다.
도 2는 도 1에 도시된 와이어 가열된 윈도우의 측면 엣지 영역의 개략 횡단면도이다. 윈도우(1)는 중간으로 연장 및 적층되는 폴리비닐 부티랄 중간층 재료(15)로 구성된 플라이를 갖는 어니일링된 실리케이트 플로트 유리의 제 1 및 제 2 플라이(13, 14)를 포함한다. 엄폐 밴드(16)는 상기 윈도우(1)의 주변 둘레에 제공되어, 상기 버스바들(3) 중 하나를 엄폐한다. 상기 윈도우(1)의 측면에서, 상기 어레이(2) 내의 와이어들은 상기 윈도우(1)의 엣지와 평행하다.
도 3은 버스바 분리를 나타내는 도 1의 윈도우의 개략 평면도이다. 도 3에서는 명료화를 위해 오직 바스바들(3, 4)과 상기 일반적인 형태의 윈도우만이 도시된다. 상기 와이어-프리 영역(10)에 인접한, 상기 윈도우(1)의 상부 엣지를 따라 형성된 버스바(3)는 몇개의 만곡부(turn)와 코너부로 상기 와이어-프리 영역을 한정하도록 성형된다. 본 예에서, 상기 윈도우(1)의 상부 엣지를 따라 형성되는 버스바(3)는 윈도우(1) 중심에서 거의 수직으로 거울 대칭 라인 상에 위치된 작은 틈에 의해 분리된 2부분으로 이루어진다.
상기 윈도우(1)의 상부 엣지를 따라 형성된 버스바(3)와 (차량에 결합될 때 "A" 필러에 인접될 수 있는) 상기 윈도우(1)의 엣지 영역에서 상기 윈도우의 저부 엣지를 따라 형성된 버스바(4) 사이의 간격은 거리 x로 나타낸다. 상기 윈도우(1)의 상부 엣지를 따라 형성된 버스바(3)와 상기 와이어-프리 영역(10)에 인접한 중심에서 상기 윈도우의 저부 엣지를 따라 형성된 버스바(4) 사이의 간격은 거리 y로 나타낸다. 일반적으로, 상기 윈도우(1)의 중심에서의 간격(y)은 상기 "A" 필러에 인접한 상기 윈도우(1)의 엣지에서의 간격(x)보다 10% 크다. 이는, 짧은 와이어에서 발생되는 저항의 감소 및 그에 따른 전류의 증가로 인해, 상기 윈도우의 잔류부과 비교하여 상승된 온도를 갖는 와이어-프리 영역과 같은 폭을 갖는 영역을 유발한다. 상기 와이어-프리 영역은 300 mm까지의 폭을 가질 수 있으므로, 이와 같은 핫스팟 영역도 또한 적어도 300 mm의 폭을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 가열 윈도우(20)의 개략 횡단면도를 나타낸다. 본 실시예는, 개별 통로들의 저항의 변화를 방지하는 은 그리드(21)를 사용하여 핫스팟의 발생을 감소시킴으로써, 핫스팟의 문제점을 해결한다. 상기 은 그리드(21)는 전류가 반드시 버스바들과 수직 방향으로 흐를 필요가 없는 전도성 시트로서 효과적으로 작용한다. 상기 그리드는 국부적인 핫스팟 형성을 방지하기 위해 (연마, 레이저 소거 등에 의해 수동적으로 작은 섹션들을 소거함으로써) 변경될 수 있다. 상술된 종래 기술의 윈도우를 갖는 경우와 같이, 상기 윈도우(20)는 일반적으로 2개의 대향하는 긴 엣지들과 2개의 대향하는 짧은 엣지들을 갖는 사다리꼴 형상(도시되지 않음)을 갖는다. 상기 그리드(21)는 PET 필름(22)에 부착되며, 2개의 주석 도금된 구리 버스바(23, 24)에 연결된다. 상기 그리드(21), PET 필름(22) 및 버스바(23, 24)는 PVB 중간층(27)을 사용하여 맑은 유리(25, 26)의 2개의 플라이들 사이에 적층된다. 상기 버스바들(23, 24)은 상기 그리드(21)와 접촉하도록 상기 PVB 중간층(27)에 직접 부착되거나, 또는 (납땜이나 또는 전도성 접착을 통해) 그리드 자체에 직접 연결될 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 전기 가열 윈도우(20)의 개략 평면도를 나타낸다. 도 5는 명료화를 위해 은 그리드(21)의 작은 넓이와 함께 상기 윈도우(20)의 일반적으로 사다리꼴 형상을 나타낸다. 상기 그리드(21)의 통로들은 6 내지 12 ㎛의 두께와 약 16 ㎛의 폭을 갖는다. 인접한 수직 및/또는 인접한 수평 통로들 사이의 거리는 280 ㎛이다. 상기 PET 필름(22)은 100 ㎛의 두께를 갖는다. 상기 버스바들(23, 24)은 3 내지 6 mm의 폭과, 0.03 내지 0.08 mm의 두께를 가지며, 원소 Sn 또는 60:40 비율의 Sn:Pb을 갖는 합금을 포함하는 주석 도금된 표면을 갖는다. 상기 버스바들(23, 24)은 포일의 단일 피스일 수 있으며, 또는 중간에서 부분적으로 샌드위치된 그리드(21)의 통로와 겹쳐진 포일의 다중 피스들로 형성될 수 있다. 일반적으로, PVB 중간층 재료(27)로 구성된 플라이는 0.76 mm의 두께를 가지며(0.38 mm 두께를 갖는 각각 2 부분들로 구성), 유리의 플라이들은 1.2 내지 3.0 mm 범위의 두께를 갖는다.
비록 본 발명이 어니일링된 실리케이트 플로트 유리의 관점에서 설명되었지만, 폴리카보나이트 또는 플라스틱들과 같은, 다른 타입의 유리 또는 창유리 재료가 그와 같은 유리 플라이들을 대신해서 사용될 수 있다.
상기 버스바들(23, 24)은, 당 기술 내에서 공지된 플러그 커넥터들 또는 다른 커넥터들일 수 있는, 커넥터들에 의해 상기 그리드(21)를 전기 공급부(도시되지 않음)에 연결한다. 엄폐 밴드는 상기 윈도우의 내부면 상에 위치한 인쇄된 가열 블랙 세라믹 잉크에 의해 제공될 수 있다.
우수한 제상(defrosting) 성능을 위하여는, 일반적으로 전체 윈도우를 가로질러 500 내지 600 W/m2의 균일한 출력 밀도를 확보하는 것이 바람직하다. 김 제거(demisting)를 위하여는 낮은 출력 밀도(400 W/m2)로 허용될 수 있다. 높은 출력 밀도(2000 W/m2)는 와이퍼 블레이드 영역의 신속한 제상 작업을 위해 사용될 수 있다.
도 6은 그리드 치수를 강조하는 PET 필름에 부착된 은 그리드의 개략 평면도를 도시한다. 이와 같은 특정 그리드에 있어서, 인접 수직 통로들 사이 및 인접 수평 통로 사이의 거리는 280 ㎛이다.
도 7 및 도 8은 그리드 통로 폭이 각각 16 ㎛ 및 12 ㎛인 PET 필름에 부착된 은 그리드의 개략 평면도를 도시한다.
도 9는 PET 필름(22)에 부착된 은 그리드(21)의 통로의 횡단면에 대한 개략도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 상기 통로(21)의 횡단면이 대칭이 아닌 경우, 일반적으로 상기 통로들의 횡단면 형태는 전류가 상기 통로들을 통해 흐를 수 있는 어떠한 가능한 형태로도 성형될 수 있다.
도 10은 변경되지 않은 그리드(21)의 개략 평면도(좌측) 및 특정 영역(28)에서 증가된 통로 표면적을 갖는 그리드(21)의 계략 평면도(우측)를 도시한다. 위에서 자세히 설명된 바와 같이, 버스바에 인접한 영역에서 증가된 통로 표면적을 갖는 그리드(21)는 상기 그리드와 상기 버스바 사이의 전기적 및 기계적 인터페이스를 개선시킨다.
도 11은 변경되지 않은 통로들(29)을 갖는 PET 필름(22)에 부착된 그리드의 통로들(좌측) 및 증가된 두께를 갖는 통로들(30)(우측)의 개략 횡단면도를 도시한다. 위에서 자세히 설명된 바와 같이, 버스바 인터페이스 영역에서 통로 두께(PET의 표면 위 높이)가 증가하면, 상기 그리드와 상기 버스바 사이의 인터페이스가 개선되고 또한 땜납성이 개선된다.
도 12는, 가장 좌측으로부터, 변경되지 않은 그리드(31), 감소된 개수의 수평 통로들을 갖는 그리드(32), 감소된 통로 폭을 갖는 그리드(33) 및 감소된 수평 통로 폭을 갖는 그리드(34)의 개략 평면도를 도시한다. 위에서 자세히 설명된 바와 같이, 개별 통로들의 개수 및/또는 통로 폭을 감소시키면 윈도우를 통한 광전달을 개선시키므로 유익하다.
도 13은, 일부 실시예들에 있어서 가열된 카메라 윈도우들, 톨 센서들 등에 대해 별도의 회로 기능을 허용하는 장점을 갖는, 일부 통로들에서 갭들(35)을 갖는 그리드(21)의 개략 평면도를 도시한다. 마찬가지로, 도 14는 가열된 와이퍼 잔류 영역 회로(37)를 허용하기 위한 통로들의 일부에 갭들(36)을 갖는 그리드(21)의 개략 평면도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 차량(38)의 사시도를 도시한다. 상기 차량(38)은 본 발명에 따른 전기 가열된 윈도우(39)를 합체한다.

Claims (27)

  1. 전기 가열 윈도우로서,
    창유리 재료(glazing material)의 적어도 2개의 플라이들;
    중간층 재료의 적어도 하나의 플라이;
    필름에 부착된 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 그리드;
    상기 윈도우를 가열하기 위해 상기 그리드에 전류를 인가하기 위한 전기 접속 수단; 및
    적어도 하나의 버스바(busbar)를 포함하며,
    상기 중간층 재료의 적어도 하나의 플라이, 상기 그리드 및 상기 필름은 상기 창유리 재료로 이루어진 적어도 2개의 플라이들 사이에 적층되며,
    상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 그리드는 상기 적어도 하나의 버스바에 인접한 영역에서 증가된 표면적을 갖는, 전기 가열 윈도우.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 그리드는 정방형 또는 장방형 셀들로 구성된 프레임워크(framework)인, 전기 가열 윈도우.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로는 은, 구리, 금 및 알루미늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료로 제조될 수 있는, 전기 가열 윈도우.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 필름은 50 ㎛ 미만의 두께를 갖는, 전기 가열 윈도우.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 윈도우는 적어도 70%의 광투과를 나타내는, 전기 가열 윈도우.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전기 접속 수단은 적어도 2개의 버스바(busbar)들을 포함하는, 전기 가열 윈도우.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 버스바들 중 적어도 하나는 골을 형성하거나 또는 융기된 영역들을 갖는, 전기 가열 윈도우.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 버스바들 중 적어도 하나는 전도성 접착제로 코팅되는, 전기 가열 윈도우.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 그리드는 적어도 하나의 전기 도체의 코팅부를 추가로 포함하는, 전기 가열 윈도우.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전기 도체의 코팅부는 구리, 또는 니켈, 또는 구리 및 니켈을 포함하는, 전기 가열 윈도우.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 그리드는, 상기 적어도 하나의 버스바에 인접한 영역에서 상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 증가된 두께를 갖는, 전기 가열 윈도우.
  12. 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 버스바에 인접하지 않은 영역들에서 상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 두께는 5 내지 13 ㎛인, 전기 가열 윈도우.
  13. 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 버스바에 인접한 영역들에서 상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 두께는 적어도 20 ㎛인, 전기 가열 윈도우.
  14. 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로는 제 1 방향("수직" 통로들) 또는 제 2 방향("수평" 통로들) 중 어느 하나에 배열되는, 전기 가열 윈도우.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 그리드는 수평 통로들보다 더 많은 수직 통로들을 포함하는, 전기 가열 윈도우.
  16. 제 15 항에 있어서, 인접한 수직 통로들 사이 및 인접한 수평 통로들 사이의 거리는 적어도 2000 ㎛인, 전기 가열 윈도우.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 폭은 17 ㎛ 미만인, 전기 가열 윈도우.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 윈도우는 상기 창유리 재료의 적어도 2개의 플라이들 사이에 적층된 부가의 필름을 추가로 포함하며, 상기 부가의 필름은 광을 적어도 부분적으로 반사시킬 수 있는 코팅부를 포함하는, 전기 가열 윈도우.
  19. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 그리드에 부착된 필름은 광을 적어도 부분적으로 반사할 수 있는 코팅부를 추가로 포함하는, 전기 가열 윈도우.
  20. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 그리드는 상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로에 하나 이상의 갭(gap)들을 포함하는, 전기 가열 윈도우.
  21. 적어도 하나의 버스바(busbar)를 갖는 전기 가열 윈도우를 제조하는 방법으로서,
    중간층 재료의 적어도 하나의 플라이, 및 창유리 재료의 적어도 2개의 플라이들 사이의 필름에 부착된 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 그리드를 적층시키는 단계; 및
    상기 윈도우를 가열하기 위해 상기 그리드에 전류를 인가하기 위한 전기 접속 수단을 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 전기 전도성 통로의 그리드는 상기 적어도 하나의 버스바에 인접한 영역에서 증가된 표면적을 갖는, 전기 가열 윈도우 제조 방법.
  22. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 적어도 하나의 전기 가열 윈도우를 포함하는, 차량.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 차량은 자동차, 밴, 트럭, 버스, 코치, 기관차, 항공기, 보트 또는 선박일 수 있는, 차량.
  24. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 윈도우는 적어도 75%의 광투과를 나타내는, 전기 가열 윈도우.
  25. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 인접한 수직 통로들 사이의 거리는 적어도 2000 ㎛인, 전기 가열 윈도우.
  26. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 인접한 수평 통로들 사이의 거리는 적어도 2000 ㎛인, 전기 가열 윈도우.
  27. 삭제
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