KR20070022332A - 투명한 패널용 고성능 서리제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명한 패널과 상기 투명한 패널과 일체적으로 형성된 전도성 히터 그리드를 가진 윈도우 조립체를 제공하는 것이다. 전도성 히터 그리드는, 제1 및 제2버스바에 연결된 각각의 그룹의 대향 단부를 갖고, 그리드 라인의 제1그룹과 그리드 라인의 제2그룹을 구비한다. 제2그룹의 그리드 라인은, 제1그룹에 그리드 라인의 폭 보다 작게 있는 제2그룹에 그리드 라인의 폭을 갖고, 제1그룹의 인접 그리드 라인 사이가 이격져 있다.

플라스틱 윈도우, 유리 윈도우, 투명한 패널, 전도성 히터 그리드, 버스바.

Description

투명한 패널용 고성능 서리제거장치{HIGH PERFORMANCE DEFROSTERS FOR TRANSPARENT PANELS}

본 발명은 플라스틱과 유리 패널 또는 윈도우에 서리를 제거하는데 사용하기에 적절하게 만들어진 특정 범위 내에서 성능을 발휘하는 전도성 히터 그리드(conductive heater grid) 설계에 관한 것이다.

PC(polycarbonate)와 PMMA(polymethylmethyacrylate)와 같은 플라스틱 물질은 현재, B-필러, 헤드램프, 및 선루프와 같은 수많은 자동차 부품 및 성분을 제조하는데 사용되는 것이다. 자동차의 리어(rear) 윈도우(백라이트) 시스템은 스타일/디자인, 중량 경감, 및 안전/보안 영역에서 확인된 많은 이점으로 인해 상기 플라스틱 물질을 새로이 적용하여 이루어진다. 특히, 플라스틱 물질은 자동차 제작자가, 전체적인 디자인과 형태가 더욱 복잡하게 되어 경쟁 차량과의 차별화에 더하여, 성형 플라스틱 시스템에 기능성 성분을 통합하여 리어 윈도우 조립체를 덜 복잡하게 할 수 있게 하는 것이다. 경량의 후방 리프트 게이트 모듈의 사용은 차량의 무게 중심을 낮추고(차량 조작 및 안전성이 뛰어남) 연료 경제성의 향상을 도모한다. 또한, 향상된 안전성은 부가하여 차량 전복사고 발생 시에 플라스틱 윈도우를 장착한 차량에 탑승한 탑승인을 상당히 보존 유지하는 것으로 인정을 받고 있 다.

플라스틱 윈도우를 사용하는 일과 상관된 많은 이점이 있다 하더라도, 상기 플라스틱 모듈은 광폭 크기로 상업적 활용을 하기 전에 관심을 기울어야 하는 기술적 장애를 나타내는 제한이 없어야 한다. 물질 성질과 관련한 제한에는 상승 온도로 연장된 노출 시간에 대한 플라스틱의 안정성과 열전도에 대한 플라스틱의 제한된 안정성이 포함된다. 차량에 리어 윈도우 또는 백라이트로서 사용되기 위해서는, 플라스틱 물질이 서리제거장치 또는 안개제거(defog) 시스템 사용에 적합한 것이어야만 한다. 이러한 면에서, 플라스틱 백라이트는 후방 유리 윈도우의 서리제거 또는 안개제거용으로 수립된 성능 임계치에 부합하여야 한다.

유리와 플라스틱 사이에 물질성질의 차이는 사실상 열전도를 고려할 때에 나타나게 된다. 유리의 열전도율(Tc=22.39cal/㎝-sec-℃)은 일반적인 플라스틱의 열전도율(예, 폴리카보네이트의 Tc=4.78cal/㎝-sec-℃)보다 대략 4-5배 크다. 따라서, 유리 윈도우에서 유효하게 작동하도록 설계된 히터 그리드 또는 서리제거장치는 플라스틱 윈도우의 서리제거 또는 안개제거 시에는 분명히 효율적이지 않을 것이다. 플라스틱의 낮은 열 전도성은 플라스틱 윈도우의 표면을 횡단하는 히터 그리드 라인에서의 열 분산을 제한할 것이다. 따라서, 유사한 파워 출력에서, 유리 윈도우에 히터 그리드는 히터 그리드 라인 근처에 일부 시야 영역에 서리를 제거 만을 제거할 수 있을 것이다.

해결되어야만 하는 유리와 플라스틱 사이에 다음과 같은 차이는 인쇄된 히터 그리드에 의해 나타나는 전기적 전도성에 관한 것이다. 상당히 높은 연화온도(예 를 들면, T_soften >> 1000℃)로 나타나는 유리의 열 안정성은 금속제 패이스트(paste)의 소결이 유리 윈도우의 표면 상에 대략 무기물 프릿(frit) 또는 금속선을 항복(yield)하게 한다. 유리의 연화온도는 플라스틱 수지(예, 폴리카보네이트 Tg=145℃)가 나타내는 유리전이온도 보다 상당히 더 크게 나타난다. 따라서, 플라스틱 윈도우용으로 금속제 패이스트가 소결되기 보다는, 플라스틱 수지의 Tg보다 낮은 온도에서 경화되어야 한다.

일반적으로, 금속제 패이스트는 패이스트가 적용되는 플라스틱 면에 접합하는 중합체 수지에 확산되는 금속 입자로 구성된다. 금속제 패이스트의 경화는 유전성 중합체를 통해서 확산된 긴밀하게 이격진 금속 입자로 구성된 전도성 중합체 매트릭스를 제공한다. 확산 전도성 입자 사이에 있는 유전성 층(예, 중합체)은, 유리 기판에 소결된 유사한 치수의 히터 그리드 라인과 대비하여 경화된 히터 그리드 라인에 의해 나타나게 되는 저항의 증가 또는 전도성의 감소로 유도한다. 유리에 인쇄된 히터 그리드와 플라스틱 윈도우에 인쇄된 히터 그리드 사이에 전도성의 이러한 차이는, 유리 윈도우와 대비하여 플라스틱 윈도우에 의해 나타나는 빈약한 서리제거 특징을 분명하게 나타낸다.

따라서, 당 산업분야에서는, 유리 윈도우에서 수행되는 것과 유사한 방식으로 플라스틱 윈도우의 서리와 안개를 효율적으로 제거할 수 있는 히터 그리드의 설계의 필요성이 제기 되었다. 또한, 유리 윈도우에 인쇄된 히터 그리드에 의해 나타나는 것과 유사한 형태로 플라스틱 윈도우에 서리제거장치로서 인쇄된 금속제 패 이스트를 실시할 수 있는 히터 그리드의 설계 필요성도 제기 되었다.

본 발명은 유리 패널 상에 종래 히터 그리드의 성능에 필적하는 방식으로 시야 영역의 75%이상의 서리제거 능력을 가진 플라스틱 패널 또는 윈도우용 히터 그리드 설계를 제공하는 것이다. 본 발명은 유리 윈도우에 히터 그리드용으로 현재 사용된 종래 이격간격인 25-30㎜보다 넓게 되도록, 넓은 시야각의 그리드 라인 간에 이격을 이룬 것이다. 플라스틱 패널 또는 윈도우 상에서의 우수한 성능으로 인해서, 본 발명의 히터 그리드는 또한 유리 패널 또는 윈도우 상에 히터 그리드의 그리드 라인 이격 공간을 증가시키는 데도 사용할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명은 투명한 패널과, 투명한 패널과 일체적으로 형성된 전도성 히터 그리드를 포함하는 윈도우 조립체를 제공하는 것이다. 전도성 히터 그리드는 그리드 라인의 제1그룹과 그리드 라인의 각각의 제1그룹의 반대편 단부를 가진 그리드 라인의 제2그룹을 갖고, 그리고 그리드 라인의 제2그룹은 제1 및 제2버스바(busbar)에 연결된다. 그리드 라인의 제2그룹은 제1그룹에 있는 2개의 인접한 그리드 라인 사이에 위치하게 된다. 또한, 제2그룹에 있는 그리드 라인의 폭은 그리드 라인의 제1그룹에 있는 그리드 라인의 폭보다 작다.

다른 실시예에서, 본 발명은 투명한 패널과, 전도성 히터 그리드 및, 적어도 1개 보호 코팅을 포함하는 윈도우 조립체를 제공한다. 전도성 히터 그리드는 그리드 라인의 제1그룹과 그리드 라인의 제2그룹을 가진 투명한 패널과 일체적으로 형성되고, 제1그룹에 있는 그리드 라인의 폭보다 작게 있는 제2그룹에 있는 그리드 라인의 폭을 갖는다. 보호 코팅부는 부가로, 날씨와 마모에 대한 보호 향상을 위해 층으로 이루어진 구조로 복수의 보호 코팅층을 포함한다.

본 발명의 다른 목적 및 이점에 대해서는 첨부도면을 참고로 이하에 기술되는 설명 및 첨부 청구범위를 통해 이해할 수 있을 것이다.

도1은 (i)유리 패널 상에서 가열된 은(silver) 패이스트, (ⅱ)플라스틱 패널에 경화된 은 잉크로, 형성된 종래 히터 그리드의 시간 함수로서 서리제거 시야 영역의 퍼센테이지를 좌표 그래프로 나타낸 도면이다.

도2a와 도2b는 차량의 내부와 외부에서 본 윈도우 모듈에 위치한 유리 또는 플라스틱 패널 상에서 수직방향으로 향해진 히터 그리드를 나타낸 도면이다.

도3은 차량의 내부에서 본 윈도우 모듈에 있는 유리 또는 플라스틱 패널 상에서 수평방향으로 향해진 히터 그리드를 나타낸 도면이다.

도4는 시간의 함수로서, 종래방식으로 인쇄된 히터 그리드, 종래 얇은 와이어 히터 그리드, 및 얇은 와이어와 두텁게 인쇄된 그리드 라인을 연합한 그리드에 의해 나타난 온도를 대비하여 그래프로 나타낸 도면이다.

도5는 그리드 라인에서 작은 폭을 가진 그리드 라인의 제2세트에 그리드 라인의 제1세트를 연합시킨 다수 패턴(도면에서 우측)과 사이 간격을 다양하게 가진 그리드 라인의 제1세트를 포함하는 히터 그리드 시험 설계를 대략적으로 나타낸 도면이다.

도6은, "유리-형상" 성능의 범위로도 정의된, 다양한 이격 공간 레벨을 가진 그리드 라인의 제1세트를 함유한 도5에 도시한 히터 그리드 시험 설계의 일부분용의 시간 함수로서 서리제거 시야 영역의 퍼센테이지를 그래프로 나타낸 도면이다.

도7은 그리드 라인의 제1세트와 그리드 라인의 제2세트의 조합체를 포함하는 도5에 도시한 히터 그리드 시험 설계의 일 부분의 시간 함수로서 서리제거 시야 영역의 퍼센테이지를 그래프로 나타낸 도면이다.

도8은 다양한 이격 공간 레벨을 가진 그리드 라인의 제1, 제2세트와 그리드 라인의 제1, 제2세트의 각종 조합체를 포함하는 히터 그리드 시험 설계를 나타낸 도면이다.

도9는 도8에 도시한 히터 그리드 시험 설계의 시간 함수로서 서리제거 시야 영역의 퍼센테이지를 그래프로 나타낸 도면이다.

이하에 기술되는 본 발명의 양호한 실시예는 발명을 한정하는 것이 아닌 발명을 예를 들어 기술할 목적으로 기술한 것이다.

본원 발명인은 금속성 잉크(metallic ink)를 사용하고 그리고 순차적으로 제작인의 주문에 따라 경화된 플라스틱 패널상에 형성된 종래 히터 그리드가, 유리 윈도우에 있는 히터 그리드를 평가하기 위해 도입된 산업표준 서리제거장치 시험에서 빈약하게 실시된 것을 관찰하였다. 자동차 산업에서의 시험 프로토콜은 30분 시간 프레임 내에서 시야 영역의 서리 제거작업이 75%이상이어야 한다. 플라스틱 패널상에 형성된 서리제거장치가 유리(10)에 형성된 서리제거장치와 유사한 성능을 달성하도록 하기 위해, 히터 그리드는 약 8분 미만 시간에서 시야 영역의 75%이상 의 서리를 제거하여야 한다. 당 기술분야에서 잘 알려져 있는 윈도우의 서리를 제거하는 특징을 활용하는 시험 프로토콜은, 폭스바겐/아우디 시방서 #TL 820-45 또는 포드 자동차 회사 시방서 #01.11-L-401와 같은 많은 자동차 제작회사의 내부 시방서에 의한 것과 마찬가지로, SAE 표준 J953(93 4월)에도 또한 적절하게 기재되어 있다. 표1은 SAE표준과 매우 유사한 11공정의 프로세스를 기재한 것이다.

표1

a	주변환경에서 <70℃ 온도로 히터 그리드의 온도를 평형시키는데 필요한 전압을 판단
b	-18℃ 내지 -20℃ 온도로 >8시간 동안 패널을 담금
c	460mL/㎡의 물을 수평위치에 있는 동안 패널에 분무
d	물이 동결하도록 >1시간 추가 시간동안 패널을 담금
e	수직위치로 패널을 위치시킴
f	주변온도와 공기이동을 모니터(전체 시험을 위해)
g	서리제거장치 ON으로 전환(a단계에서 판단된 전압사용)
h	제로 시간에서의 전압, 전류 및 그리드 온도를 기록
i	매 3분 마다 그리고 서리제거 "돌파"(관측된 용해 개시점) 시를 측정(h단계 참고) 및 표시 함
j	100%시야영역이 깨끗해 졌을 때 또는 40분 후에 시험 마감
k	시야영역의 75%를 깨끗하게 하는데 필요한 시간 분석

전체 시험을 통한 그리드 패턴의 온도는 주변 환경하에서 전압을 가하여 판단되는 것으로서 70℃를 넘지 않아야 한다.(a단계) 상기 윈도우는 냉방(cold chamber)에 배치되어 -18℃ 내지 -20℃에서 열평형에 이르게 된다.(b단계) 다음, 상기 윈도우는 확립된 시야 영역(예, 서리제거되는 영역)에서 매 평방미터의 표면에 460밀리리터의 물을 평면 또는 수평면 위치로 분무를 받는다.(c단계와 d단계) 다음. 상기 윈도우는 수직위치로 놓여지고(e단계), 풍속과 함께 냉방 환경에서의 온도가 기록된다(f단계). 냉방 온도와 그 안에 풍속도는 전체 시험을 통해서 주기적 기록된다. 냉방에서의 최대 풍속도는 공기 송풍기 모듈을 채용하여 440ft/min으로 규정한다. 이러한 풍속도의 레벨은 잠재적 풍속냉각(potential wind chill) 으로 인한 수용할 수 있는 서리제거장치의 성능을 규정하는 것이 좋으며, 상기 풍속냉각은 차량 장착 시에 백라이트의 표면에서 경험하게 된다.

다음, 상기 서리제거장치는 히터 그리드에 a단계에서 확인된 전압을 적용하여 온(on)으로 변환된다(g단계). 히터 그리드에 의해 규정된 온도에 따라 히터 그리드에 적용된 전압과 전류는 시간 제로로 측정되고(h단계) 그리고 시험을 거친다(i단계). 시야 영역의 도면에는 매 3분 마다 그리고 용해 개시점 또는 서리제거 "돌파(break-through)" 시에 측정 및 표시를 한다(i단계). 상기 시험은 시야 영역의 100% 서리제거가 이루어졌을 때에 또는 40분이 경과한 후에 정지한다(j단계). 상기 시험을 하는 중에 시간 함수로서 서리제거되어진 시야 영역의 양은 전체 시야 영역의 퍼센테이지로서 양적으로 판단된다(k단계). 히터 그리드가 표준산업 서리제거요건에 부합하기 위해서는, 30분 시간 프레임 내에서 규정된 시야 영역의 75%의 서리제거능력을 가져야 한다. 히터 그리드가 종래 유리 윈도우 히터 그리드를 필적하기 위해서는 규정된 시야 영역의 75%보다 많은 영역을 8분 이하의 시간에서 서리 제거하여야 한다.

상기 내용은 다양한 히터 그리드와 서리제거장치의 설계에서 나타나는 성능 대비를 위한 예에서 이용된 시험과정을 확인한 것이다. 또한, 서리제거동작의 산업표준요건 임계치와 종래 서리제거장치의 효능에 부합하거나 능가하는 히터 그리드에 필요한 성능 수준은 이러한 과정에서 확립된다.

도1은 종래 히터 그리드(11)를 나타낸 도면이다. 도면에 단순 도시한 그리드는 1㎜폭과 229㎜길이의 6개 병렬 그리드 라인(13)으로 구성된 것이다. 서로 25 ㎜ 간격으로 이격 분리된 모든 그리드 라인(13)은 제1 또는 제2버스바(14)에서 시작하여 그 어느 하나에서 끝난다. 각각의 버스바(14)는 6㎜폭이다. 2개 동일한 히터 그리드(11)가 1개 그리드는 유리 패널(12)상에 그리고 나머지 1개 그리드는 폴리카보네이트 패널(12)상에 구성된다. 유리 패널에 인쇄된 은 패이스트는 자동차 산업에서 사용되는 종래 은 프릿 물질이다. 이러한 전도성 물질은 유리 패널(12)에 스크린 인쇄되고 이어서, 3.5분 동안 1100℃로 소결되어, 유리면에 은 프릿 물질을 남긴다. 유기 결합제를 함유한 은 잉크(미국 매사츄세츠 틴그스보로, 크리에이티브 매터리얼의 #11809 2k Silver)는 폴리카보네이트 기부(12)(독일 르베르쿠센, 바이엘 AG의 Makrolon®, AI2647, 폴리카보네이트)에 스크린 인쇄되고 그리고 이어서 30분동안 100℃에서 경화된다. 각각의 서리제거장치에 있는 버스바와 생성 그리드 라인의 두께는 윤곽측정술(profilometry)을 사용하여 본 바, 10-14㎛ 정도가 되는 것으로 알고 있다. 폴리카보네이트 패널 상에 히터 그리드는 실리콘 하드-코트 시스템(미국 뉴욕 워터포드, GE 실리콘의 SHP401/AS4000)을 적용하여 받게되어 날씨와 마모에 대한 대항 보호부를 제공한다. 2개 서리제거장치의 각각은 적용된 최대 풍속으로 표1에서 기술된 과정에 따른 시험을 받는다.

6.24볼트 와 14.45볼트의 적용은, 주변 공기의 온도(23℃)에서 시험을 받을 때에 유리와 폴리카보네이트 상에 증착된 히터 그리드에 상한치 70℃보다 약간 작은 열평형을 규정할 필요가 있음을 발견하였다. 유리 상에 히터 그리드(11)는 도1에서 (i)의 트레이스로 도시된 바와 같이 대략 8분에서 서리제거되는 시야 영역의 95%보다 많이 갖는 것으로 -20℃(공기온도)에서 8분 미만에서 시야 영역의 75%의 서리제거가 관측되었다. 상기 시험 조건 하에서 이러한 서리제거장치에 의해 나타난 최대 온도는 15.5℃정도 인 것으로 관측되었다.

대비하여, 폴리카보네이트 상에 증착된 서리제거장치(11)는 도1에서 (ⅱ)으로 도시된 바와 같이 30분에서 서리제거되는 시야 영역의 30% 미만으로 -20℃(공기온도)에서 8분 에서 시야 영역의 21%의 서리제거가 관측되었다. 상기 시험 조건 하에서 이러한 서리제거장치에 의해 나타난 최대 온도측정이 -8.0℃정도 인 것으로 관측되었다.

이러한 예는, 일반적으로 유리 윈도우에 사용되는 바와 같이 종래 히터 그리드의 설계와 전도성 물질 모두가 폴리카보네이트와 같은 플라스틱 윈도우에 사용할 수 없는 것임을 나타낸다. 도1에 도시한 바와 같이, 폴리카보네이트 패널의 서리를 제거하는 경화 은 잉크의 능력은 동일한 조건 하에서 유리 패널의 서리를 제거하는 소결 은 프릿의 능력보다 대체로 낮다. 유리에 형성된 유사한 히터 그리드 설계를 모의하기 위한 플라스틱 패널 상에 형성된 서리제거장치의 능률 목표는 약 8분 미만에서 시야 영역의 적어도 75%를 닦아내는 것으로 규정된다.

상기 내용으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 유리 패널 또는 윈도우용으로 설계된 종래 히터 그리드는 히터 그리드가 플라스틱 패널 또는 윈도우에 일체적으로 형성될 때에 동일한 성능 임계치 하에서는 적절하게 작용하지 않을 것이다. 2개 패널 또는 윈도우와 성능에 영향을 주는 상관 서리제거장치 시스템 사이에 주요한 물리적 차이는, 상당히 낮은 온도(예, 플라스틱의 유리전이온도(Tg)보다 낮은 온도)에서 경화된 플라스틱 상에 은 패이스트와 대비하여, (1)유리와 대비되는 플라 스틱의 낮은 열 전도성(Tc)과, (2)높은 온도에서 소결된 유리 상에 은 패이스트의 높은 전기 전도성이다. 유리의 열 전도성은 22.39칼로리/㎝-sec-℃인 것으로 알려져 있는 반면에, 플라스틱에 의해 나타나는 열 전도성은 상당히 낮다(예, 폴리카보네이트의 Tc=4.78칼로리/㎝-sec-℃). 또한, 유리의 연화 온도(예, T_soften>>1000℃)는 플라스틱(예, 폴리카보네이트의 Tg=145℃)에 의해 나타난 유리전이온도보다 상당히 더 높다.

유리 윈도우에 일체적으로 형성된 종래 서리제거장치는 플라스틱 윈도우에 일체적으로 형성된 유사한 서리제거장치와 대비하여 유리의 전체면에 걸쳐 보다 균일한 표면온도를 나타내는 것으로 본 발명인에 의해 관찰되었다. 각각의 그리드 라인 사이에 이격과 마찬가지로 각각의 히터 그리드를 횡단하는 열 분포를 열 이미징 장비(미국 매사추세츠 보스톤, FLIR 시스템즈 인코포레이티드의 ThermaCAM® S40)를 사용하여 시험되었다. 유리 상에 서리제거장치의 최대 그리드 라인 온도는 대략 30℃에 이르는 것으로 발견된 반면에, 폴리카보네이트 상에 서리제거장치의 그리드 라인 온도는 대략 44℃에 이르는 것이다. 각각의 그리드 라인 사이에 유리 기부의 표면 온도와 그리드 라인 온도의 차이는 대략 2-3℃가 되는 것으로 발견되었다. 각각의 그리드 라인 사이에 폴리카보네이트 기부의 표면 온도와 그리드 라인 온도의 차이는 대략 10-15℃가 되는 것으로 발견되었다. 유리 표면과 그리드 라인 사이에 온도의 작은 차이는 유리와 상관된 높은 열 전도성으로 인해서 발생한다. 유사하게, 폴리카보네이트 표면과 그리드 라인 사이에 온도의 큰 차이는 폴리 카보네이트와 상관된 빈약한 또는 낮은 열 전도성으로 인해서 발생한다.

얇은 와이어의 서리제거장치는 3㎜와 1㎜시트(sheet)의 폴리카보네이트로 히터 그리드를 캡슐포장하여 준비된다. 히터 그리드는 약 400㎜ 길이와 약 12㎜ 폭을 나타내는 버스바를 서로 약 450㎜ 이격하여 위치한 2개 버스바로 이루어진다. 약 3-4㎜로 이격진 일 렬의 얇은 와이어가 각각의 버스바를 연결한다. 각각의 얇은 와이어는 450㎜ 길이를 갖는 직경이 0.01 내지 0.07㎜ 사이에 있는 것이다. 이러한 히터 그리드가 상업적으로 활용할 수 있는 유리 백라이트용으로 사용된 종래의 얇은 와이어 설계를 대표한다. 상기 얇은 와이어 히터 그리드는 상술된 11단계공정에 따라서 서리제거능력을 2회 시험을 받는다. 제1시험은 외부면으로 1㎜ 윈도우를 사용하였고, 반면에, 제2시험은 외부면으로 3㎜의 두터운 윈도우를 사용하였다. 서리제거 시험은 히터 그리드가, 서리제거장치가 윈도우 표면에 근접하여 있는 상태를 모의하는 폴리카보네이트 시트의 외부면으로부터 1㎜일 때에 실시된다. 서리제거 시험은 히터 그리드가, 서리제거장치가 차량의 실내 표면에 있거나 근접하여 있는 상태를 모의하는 폴리카보네이트의 외부면으로부터 3㎜일 때에 실시된다. 히터 그리드는 히터 그리드가 윈도우의 외부면 근처에 있을 때만 30분 미만으로 폴리카보네이트 표면을 서리제거 할 수 있음을 발견하였고 그리고 상기 시험 프로토콜에 대한 여러 변경을 하여 만들었다. 주로, 전체 19볼트가 히터 그리드에 적용되어야 하며, 풍속도는 시험을 하는 동안에 적용되지 않았다. 현재 유리 상에 있는 임의 히터 그리드 설계에서 발견되는 종래와 같이 얇은 와이어로 구성된 히터 그리드는, 산업표준 서리제거 프로토콜에 따라 시험될 때에 플라스틱 윈도우에 히 터 그리드와 같이 유효한 작용을 하지 않는다.

본 발명은 종래 산업표준 시험 조건 하에서 플라스틱 패널 또는 윈도우가 유리 패널 또는 윈도우용으로 기술된 조건 내에서 서리제거를 이루어 내게 설계된 히터 그리드를 제공하는 것이다. 양호한 히터 그리드 설계에 더하여, 본 발명은 유리(10) 상에 히터 그리드의 성능을 모의 실험하는 즉, 약 8분 미만의 시간에서 시야 영역의 적어도 75%를 서리제거하는 성능을 나타내는 것이다. 플라스틱 패널 또는 윈도우 상에서 우수한 성능을 발휘함으로 인해서, 본 발명의 히터 그리드는 또한 유리 패널 또는 윈도우 상에 히터 그리드용으로 이격진 그리드 라인을 증가하는데 사용될 수도 있는 것이다.

이건 발명인은 예상 밖으로, 제1(25) 및 제2(30) 버스바에 연결된 각각의 라인의 단부가 있는 상태로, 그리드 라인(35)의 제1그룹(20)이 라인 폭(W₁)을 갖고 그리고 제2그룹이 보다 작은 라인 폭(W₂)을 갖는, 2개 그룹의 그리드 라인의 조합체를 가진 플라스틱 패널 또는 윈도우(16) 상에 히터 그리드(15)는 대체로 성능이 향상되어 나타난다는 사실을 발견하였다. 제2그룹에서 나오는 1개 이상의 라인(35)은 제1그룹의 인접 라인(20) 사이에 위치한다. 패널(16)의 크기에 따라서, 히터 그리드(15)는 제1그룹에 있는 그리드 라인(20)의 수(n)와 제2그룹(35)에 있는 대응 수(n, n+1, n+2, n+3, 등,등.)를 함유한다.

도2a와 도2b는 히터 그리드(15)의 일 예를 나타낸 도면이다. 특정 예에서, 그리드 라인의 제1그룹(20)과 제2그룹(35)은 윈도우 모듈(45)이 자동차에 설치되면 지면에 대해 수직적으로 또는 윈도우 모듈(45) 내에 유리 또는 플라스틱 패널(16)의 폭에 대해 수직하는 방향으로 향해 있다. 각각의 그리드 라인(20, 35)은 전기회로를 완성하도록 적어도 1개의 양 또는 음 전기 접속부를 만드는 각각의 버스바를 갖고, 제1(25) 및 제2(30)버스바 사이에 연결된다. 도시한 바와 같은 예는 전체적으로 제1그룹에 있는 8개 그리드 라인(20)과 제2그룹에 있는 14개 그리드 라인(35)을 갖는다. 제1그룹의 인접 그리드 라인(20) 사이에 위치한 제2그룹의 그리드 라인(35)의 수는 2개 이다.

도3은 본 발명의 기본원리에 따르는 히터 그리드(15)의 제2예를 나타낸 도면이다. 이러한 특정 예에서, 그리드 라인(20, 35)의 제1 및 제2그룹은 윈도우 모듈(45)이 자동차에 설치되면 지면에 대해 수평적으로 또는 윈도우 모듈(45) 내에 유리 또는 플라스틱 패널(16)의 폭에 대해 평행한 방향으로 향해 있다. 도시된 예에서는 제1그룹에 있는 9개 그리드 라인(20)과 제2그룹에 있는 24개 그리드 라인(35)을 갖는다. 제1그룹의 인접 그리드 라인(35) 사이에 위치한 제2그룹의 그리드 라인(35)의 수는 3개 이다.

본 발명의 히터 그리드의 향상된 성능은 플라스틱 패널의 동일한 표면 영역을 포함하도록 설계된 3개 히터 그리드의 성능과 대비하여 나타낸 것이다. 3개 히터 그리드는: 25.4㎜이격진 6개 병렬라인(1㎜ 폭)을 함유한 종래 인쇄된 히터 그리드; 병렬 와이어 또는 필라멘트(4.0㎜이격진 직경 0.01 - 0.07㎜)를 구비하는 종래 히터 그리드; 및 프린트된 그리드와 얇은 와이어 그리드를 결합한 히터 그리드를 포함한다. 조합 히터 그리드는 25.4㎜ 이격진 6개 그리드 라인(20)(1㎜ 폭)을 구 비한다. 제2그룹의 그리드 라인(35)은 각각 인접한 그리드 라인(20) 사이에 약 4.0㎜의 분리 간격으로 균일하게 이격진 5개 얇은 와이어(0.01 - 0.07㎜ 직경)를 구비한다. 프린트된 얇은 와이어 히터 그리드가 종래 히터 그리드 설계를 대표하는 것인 반면에, 결합된 히터 그리드는 본 발명의 일 면을 나타내는 히터 그리드 설계의 일 예인 것이다.

동일한 시험 조건 하에서 각각의 히터 그리드에 전기적 전압을 적용하면, 결합 히터 그리드는 도4에서 볼 수 있는 바와 같이, 보다 빠른 비율로 폴리카보네이트 표면의 온도를 증가하고 그리고 인쇄 히터 그리드 또는 와이어 히터 그리드 보다 더 높은 평형 온도에 이르게 된다. 결합 히터 그리드는 14분 후에 15℃로 규정된 평형을 갖는 2분에서 -18℃ 내지 약 5℃의 폴리카보네이트의 표면 온도가 증가한다. 대비적으로, 인쇄 히터 그리드와 얇은 와이어 히터 그리드는 오직, 각각 약 4℃와 -1℃의 온도로 14분 후에 평형 온도가 규정된 상태에서, 약 -4℃와 -2℃의 온도로 2분에서 폴리카보네이트의 표면 온도가 증가할 뿐이다. 이러한 예는 폭(W₁)을 가진 그리드 라인의 제1그룹과 보다 작은 폭(W₂)을 가진 그리드 라인의 제2그룹이 종래 히터 그리드 설계를 능가하는 성능으로 향상되었음을 나타낸다.

이건 발명인은 제1그룹에 있는 그리드 라인(20) 사이에 거리(D_₁)와 제2그룹에 있는 그리드 라인(35) 사이에 거리(D₂)가 변할 수 있음을 발견하였다. 도5에 도시된 바와 같은 히터 그리드 시험 패턴(17)을 설계하여, 히터 그리드가 산업표준 서리제거동작 시험 프로토콜에 따라 플라스틱 윈도우(16)의 서리를 제거하고 그리 고 유리 윈도우에 히터 그리드의 서리제거 능력을 능가하는데 필요한 그리드 라인 사이에 이격을 최소로 하는 값을 구하였다. 각각의 그리드 라인(20)은 1.0㎜의 폭, 200㎜의 길이, 및 15㎛의 높이 이다. 각각의 그리드 라인(35)은 약 0.225㎜의 폭, 200㎜의 길이, 및 15㎛의 높이 이다. 각각의 버스바(25, 30)는 25㎜의 폭 및 439㎜의 길이로 두께 또는 높이가 15㎛인 것이다.

히터 그리드 시험 형태(17)는 60분 동안 125℃로 경화되고 그리고 은 잉크(31-3A, 매소드 엔지니어링)를 사용하는 폴리카보네이트 패널(미국 매샤추세츠 피츠필드, GE 플라스틱스의, Lexan®)에 스크린 인쇄 된다. 2개 (+)전기 연결부는 제2버스바(30)에 만들어진 2개 (-)전기 연결부를 가진 1개 버스바(25)에 만들어진다. 다음, 히터 그리드가 표1에 기술된 과정에 따라 시험을 받게 된다.

이건 발명인은 유리 패널 상에 종래 히터 그리드의 성능을 능가하는 방식으로 플라스틱 패널(6)(예, 폴리카보네이트) 상에서 히터 그리드가 실시되는데 에는 22㎜이하의 이격 거리로 그리드 라인(20)이 위치하는 것이 양호하다는 사실을 발견하였다. 22㎜이격진 그리드 라인(20)의 단일 그룹을 가진 히터 그리드는 도6에 도시한 바와 같이 8분 이하에 시간에서 그리드 라인 사이에 영역(예, 시야 영역)의 약 75% 이상을 서리 제거할 수 있다는 사실을 발견하였다. 만일 라인 이격 공간이 더 감소되면(예, <22㎜), 히터 그리드는 더 짧은 시간에서 시야 영역의 서리를 제거할 수 있음을 발견하였다. 만일 라인 이격 공간이 약 22㎜보다 크게 되면, 히터 그리드는 상술된 8분 시간 프레임에서 시야 영역의 서리를 제거할 수 없어서 유리 윈도우 또는 패널 상에 있는 종래 서리제거장치의 성능을 나타내는 것을 알아내었 다.

이건 발명인은 부가로, 폭(W₁)을 가진 그리드 라인(20)의 제1그룹과 폭(W₂)을 가진 그리드 라인(35)의 제2그룹이 그리드 라인 중의 1개 그룹 만을 함유한 히터 그리드보다 상당히 빠르게 시야 영역의 75% 이상의 서리를 제거할 수 있음도 알아내었다. 25㎜ 이격진 그리드 라인(20)의 제1그룹과 그리드 라인의 제1그룹 사이에서 이격진 제2그룹의 그리드 라인(35)을 가진 히터 그리드는 도7에서 볼 수 있는 바와 같이 8분 이하의 시간에서 시야 영역의 75% 이상의 서리를 제거할 수 있음을 알아내었다. 이러한 예에서의 제2그룹에 있는 그리드 라인의 수는 1 내지 3의 범위에 있다. 대비하여, 25㎜이격진 그리드 라인(25)의 단일 그룹 만을 함유한 상술된 히터 그리드 설계는 동일한 시야 영역의 서리를 제거하는데 소요되는 시간량이 상당히 많이 사용됨을 알아내었다.

상기 예는 22㎜미만의 이격 라인이 플라스틱 패널 상에 히터 그리드가 유리 패널 상에 종래 히터 그리드의 성능을 기재한 서리제거작용 임계치와 부합하게 할 필요가 있다. 이러한 예는 부가로, 그리드 라인의 단일 그룹 만을 함유한 종래 히터 그리드 설계와 대비하여 폭(W₁)을 가진 그리드 라인(20)의 제1그룹과 폭(W₂)을 가진 그리드 라인(35)의 제2그룹이 포함된 히터 그리드 설계의 예상하지 못했던 우수한 성능을 나타낸다.

이하에서 부가로 설명되는 바와 같이, 이건 발명인은 제1그룹에 있는 그리드 라인(20)의 폭과 제2그룹에 있는 그리드 라인(35)의 폭이 변경되어, 주어진 폭의 비율(W₂/W₁)이 약 0.5이하인 것을 알아내었다. 이러한 구역 외측에 W₂/W₁ 비율은 미적으로 좋지 않거나 또는 막힘없는 시야 확보에 필요한 산업표준요건에 부합하지 않는 히터 그리드 설계이게 한다. 약 2.0㎜ 이하인 제1그룹에 있는 그리드 라인(20)의 폭(W₁)과 약 0.3㎜이하인 제2그룹에 있는 그리드 라인(35)의 폭(W₂)이 양호하다. 이러한 양호한 상태에서, W₂/W₁의 비율은 약 0.2보다 작거나 동일하다. 제2그룹에서와 마찬가지로 제1그룹에 있는 그리드 라인의 두께도, 그리드 라인의 일부분 위에 상당한 전기적 저항을 확립하도록 그리드 라인의 길이에 걸쳐 두께의 변화를 나타낸다. 백라이트용의 연방 및 산업 표준과 부합하도록 하는데 에는 적어도 70%의 장애 없는 시야 영역이 필요하다. 이러한 사실은 제1그룹에 있는 그리드 라인(20) 사이에 막힘없는 시야 영역(A₁)에 대한 제2그룹에 있는 각각의 그리드 라인(35)(또는 제1그룹의 인접 그리드 라인) 사이에 막힘없는 시야 영역(A₂)의 비율(A₁/A₂)이 0.7이상으로 주어진 본 발명의 히터 그리드를 포함하는 윈도우 또는 패널을 이룰 수 있게 한다. 이건 발명인은 미적으로 수용할 수 있는 히터 그리드 설계는 양호하게는 0.8이상으로 있는 A₂/A₁의 비율로 그리고 특히 양호하게는 0.9이상으로 있는 A₂/A₁의 비율로 성능 저하 없이 구해질 수 있음을 알아내었다.

히터 그리드의 전체 저항(R_total)은 윈도우 조립체(45)용 서리제거장치를 설계하는데 기본 매개변수이다. 히터 그리드의 전체 저항은 각각의 개별적인 그리드 라인에 의해 나타난 저항에 따른다. 히터 그리드 설계에서의 모든 그리드 라인용의 전체 저항은 식1에 나타낸 바와 같이 키르코프의 법칙(Kirchoff's law)을 사용하여 정해지며, 여기서 R₁과 R₂는 그리드 라인의 저항을 나타내며 그리고 n1과 n2는 제2그룹에서의 그리드 라인(20)과 그리드 라인(35)의 수를 나타낸다. 제1 및 제2그룹에 있는 그리드 라인(20, 35)의 다른 라인 폭은, 각각의 그리드 라인 그룹의 다른 전체 충격이 히터 그리드의 전체 저항을 일으키게 한다. 히터 그리드가 12볼트 밧데리로 전압을 가하는 산업표준 서리제거 시험을 통과하도록 하기 위해서는, 그리드 라인(20, 35)의 제1 및 제2그룹을 포함한 히터 그리드의 전체 저항(R_total)이 약 2Ω 미만이고 약 0.2Ω 보다 큰 것이 양호하다. 양호한 범위 내에서 전체 저항을 가진 히터 그리드의 생성 파워 출력은 20 내지 1000Watt/㎡ 사이에 있고, 플라스틱 패널 또는 윈도우용으로 특히 양호하게는 300 내지 800Watt/㎡을 갖는다. 양호한 저항 범위 밖에 있는 히터 그리드는 그리드 라인을 효율적으로 가열하여 윈도우의 서리를 제거하는데 과도한 전압 또는 전류를 필요로 하거나 또는 전체적으로 윈도우의 서리를 제거하는데 필요한 규모의 열을 발생할 수 없을 것이다.

1/R_total = n₁/R₁ + n₂/R₂ 식1

제1그룹에 그리드 라인(20)의 저항(R₁)과 제2그룹에 그리드 라인(35)의 저항(R₂)는 길이(L), 폭(W), 높이(H) 및, 전도성 물질이 전기저항(Q)의 용어를 사용하여 기술된다. 이러한 관계는 제2그룹에 그리드 라인(35) 사이에 저항(R₂)과 제1그 룹에 그리드 라인(20)의 저항(R₁)의 비율을 눈에 띄게 한 식2에서 보다 상세하게 설명된다. 전도성 물질의 전기저항(Q)은 시트(표면) 저항성 또는 용량(벌크) 저항성의 어느 하나로 표현될 수 있다. 시트 저항성은 일정 두께(예, 25.4㎛ 또는 1mil)로 박막으로 인쇄된 전기 컨덕터의 고유 성질이다. 시트 저항성은 일반적으로 전도성 인쇄면을 횡단하고 흐르는 전류용으로 단위 폭 당 표면전류(the surface current per unit width)에 대한 단위 길이 당 전압 강하의 비율로서 정의된다. 실질적으로, 상기 시트 저항성은 면적의 양쪽 반대편 측 사이에 저항을 나타낸다. 시트 저항성의 측정이 면적 크기와 무관함으로, 일반적으로 면적 당 옴으로 나타나고(Ω/평방제곱), 여기서, 상기 면적은 무차원 단위이다.

R₂/R₁ = (Q₂ x L₂ x H₁ x W₁)/(Q₁ x L₁ x H₂ x W₂) 식2

전도체의 특정 벌크 또는 용량은 상술된 표면 또는 시트 저항과는 다르다. 전도성 물질의 용량 저항은 물질을 통해 지나가는 단위 면적 당의 전류 규모에 대한 단위 두께 당 전압 강하의 비율로 정의 된다. 옴-센티미터(Ω-㎝)로 표현된 용량 저항성은 벌크 물질을 통하는 전기가 물질 전도를 얼마나 바로 하는지를 가리키는 것이다. 용량 저항에서 표면 저항으로의 전환은 전도체의 두께로 용량 저항성을 나누어서 개산된다.

본 발명의 서리제거장치(15)는 제2그룹에 그리드 라인(35)의 표면 또는 용량 저항(Q₂)이 제1그룹에 그리드 라인(20)의 표면 또는 용량 저항보다 작거나, 같거나 또는 크다. 이건 발명인은 제2그룹에 그리드 라인(35)의 시트 또는 용량 저항(Q₂) 의 어느 하나가 제1그룹에 그리드 라인(20)의 표면 또는 용량 저항(Q₁)과 같거나 작게 되는 것이 양호하다는 사실을 알아내었다. 제1 및 제2그룹 양쪽에 있는 그리드 라인(20, 35)은 각각 면적 당 약 0.1Ω 또는 약 0.0001Ω-㎝보다 작거나 같은 시트 또는 용량 저항으로 이루어진다.

Q₁ > Q₂ 이면, 그리드 라인(20)의 제1그룹의 저항(R₁)에 대한 그리드 라인(35)의 제2그룹의 저항(R₂)의 양호한 비율은 약 1 미만이다. Q₁ = Q₂ 이면, 그리드 라인(20)의 제1그룹의 저항(R₁)에 대한 그리드 라인(35)의 제2그룹의 저항(R₂)의 양호한 비율은 약 15 미만이다. 이러한 양호한 상태는 제1그룹에 그리드 라인(20)과 제2그룹에 그리드 라인(35)이 동일 물질을 함유하거나 또는 제2그룹에 그리드 라인(35)이 제1그룹에 그리드 라인보다 더 높은 전기 전도성을 가진 물질을 함유할 때에 발생한다. 이러한 상태(Q₁ > Q₂)의 예는 인쇄 금속 패이스트가 제1그룹에 그리드 라인(20)을 형성하는데 사용되고 그리고 얇은 금속 와이어가 제2그룹에 그리드 라인(35)을 형성하는데 사용될 때에 관찰된다.

제1그룹에 또는 제2그룹에 그리드 라인(20, 35)은 임의 전도성 와이어 또는 필라멘트와 마찬가지로 당기술분야에 기술인이 잘 알고 있는 전도성 패이스트, 잉크, 페인트, 또는 필름을 구비하는 임의 전도성 물질 또는 요소로 형성된다. 만일 전도성 요소가 와이어 또는 필라멘트인 경우에, 상기 와이어에는 제한적이지 않은 기재로서, 혼합물 및 합금과 마찬가지로 몰리브데늄-텅스텐, 구리, 스테인리스 강, 은, 니켈, 마그네슘, 또는 알루미늄과 같은 금속 또는 합금을 함유한다. 만일, 전도성 요소가 패이스트, 잉크, 또는 페인트이면, 양호하게 이들은 중합제 매트릭스에 담겨진 전도성 입자, 파편, 또는 분말을 함유한다. 이러한 중합제 매트릭스는 양호하게 에폭시 수지, 폴리에스터 수지, 폴리비닐 아세테이트 수지, 폴리비닐크로라이드 수지, 폴리우레탄 수지 또는 그 혼합물과 공중합체가 있다. 만일, 전도성 요소가 필름이면, 양호하게 이들은 인듐, 주석, 또는 아연 등과 같은 무기물 요소를 함유한다. 무기물 요소에 더하여, 전도성 필름은 산소, 또는 탄소 등과 같은 유기물 요소를 함유할 수도 있다. 전도성 필름의 예로는 은, 인듐 산화 주석, 및 도핑된 산화 아연이 있다.

패이스트, 잉크, 또는 페인트에 있는 전도성 입자, 파편, 또는 분말이, 금속성 디캘커제나이드(metallic dichalcogenide)와 같은 임의의 금속제 화합물에 더하여, 제한적이지 않은 기재로서, 은, 구리, 아연, 알루미늄, 마그네슘, 니켈, 주석, 또는 그 혼합물 및 합금을 함유한 금속에 포함된다. 상기 전도성 입자, 파편, 또는 분말은 또한 폴리아닐라인(polyaniline), 비결정질 탄소, 및 탄소-그라파이트와 같이, 당 기술분야에서 공지된 전도성 유기성 물질이다. 입자, 파편, 또는 분말의 크기가 가변적인 것이기는 하지만, 약 40㎛ 미만의 직경은 특정적으로 양호하게 되는 약 1㎛ 미만의 직경으로 바람직하게 된다. 전도성 패이스트, 잉크, 또는 페인트에서 캐리어 매체로서 동작하는 용매는 유기물 수지용 용해성을 제공하는 유기 매질의 혼합물이다. 금속성 패이스트, 잉크, 또는 페인트의 예로는 다음과 같이 상용 시판하고 있는 것을 활용하는 은-충진 합성물이 있다. 미국 노스캐롤나이나 리서치 트라이앵글 파크에 소재하는 듀폰 일렉트로닉 매터리얼즈제(5000맴브레인 스위치, 5029 컨덕터 합성물, 5021 은 전도체, 및 5096 은 전도체); 미국 미시간 포트에 소재하는 휴론 애치슨 콜로이드스제(PF-007 및 일렉트로다그 SP-405); 미국 일리노이 시카고에 소재하는 메소드 엔지니어링제(31-1A 은 합성물, 31-3A 은 합성물); 미국 매사추세츠 틴그스보로에 소재하는 크리에이티브 매터리얼즈 인코포레이티즈(118-029 2k 은), 및; 실리콘 하드-코트(미국 뉴욕 워터포드에 소재하는 GE 실리콘즈의 SHP401/AS4000)와 양립할 수 있음으로 인해 양호한 5000맴브레인 스위치(듀폰), 31-3A 은 합성물(메소드), 및 118-029 2k 은(크리에이티브 매터리얼즈)을 가진, 미국 캘리포니아 아타스카데로에 소재하는 어드밴스드 컨덕티브 매터리얼즈(PTF-12).

히터 그리드가 일체적으로 형성되는 윈도우 기부는 중합제 수지, 산화 유리질(vitreous oxide), 또는 그 혼합물이나 합성물을 함유한다. 본 발명에 사용하기에 적합한 열가소성 수지는 제한적이지 않은 기재로서, 공중합체와 그 혼합물에 더하여, 폴리카보네이트 수지, 아클릴 수지, 폴리아닐레이트 수지, 폴리에스터 수지, 및 폴리설펀산 수지를 함유한다. 본 발명에 사용하기에 적절한 산화 유리질의 예는 SiO2, 소다석회, 알루미노규산염, B₂O₃-P₂O₅, FE_1-XB_X, Na₂O-SiO₂, PbO₃-SiO₂, SiO₂-B₂O₃, 및 SiO₂-P₂O₅와 같은 임의 타입의 유리를 포함한다. 투명한 패널은 몰딩, 가열 성형, 또는 압출과 같이 당 기술분야에서 널리 알려진 기술을 사용하여 윈도우로 형성된다.

제1그룹의 그리드 라인(20)과 제2그룹의 그리드 라인(35)은 당 기술분야에서 알려진 기부에 히터 그리드를 배치하는 방법을 사용하여 투명한 패널과 일체적으로 형성된다. 예를 들면, 전도성 패이스트, 잉크, 또는 페인트를 함유한 그리드 라인은 제한적이지 않은 기재로서, 스트리밍(예, 미국 미네소타 미니에폴리스에 소재한 Graco Inc.의 PrecisionFlo) 기술, 제팅 기술, 드립 앤 드레그 시스템, 흐름-관통-펠트 도포기, 및 수동 혹은 자동 흐름 분배 헤드를 구비하는 스크리 인쇄기술, 잉크 제트 헤드, 마이크로-스프레이 도포기, 및 고압 접착제 도포기를 통해 상기 기부에 가해진다. 금속제 와이어 또는 필라멘트는 상기 기술을 사용하여 기부 표면에 붙여지거나 또는 라미네이팅 접착제로 상기 표면에 접착되게 적용된다. 전도성 필름은 물리적 증착, 화학기상증착, 스퍼터링, 리액티브 스퍼터링, 및 플라즈마 향상 화학기상증착, 등과 같은 많은 기술에 의해 증착된다. 전도성 패이스트, 잉크, 또는 페인트는 널리 공지된 열반응, 촉매 반응, 또는 방사(예, UV 또는 e-빔) 경화 메카니즘을 통해 기부와 일체적이게 경화(cure)된다.

제1 및 제2그룹의 그리드 라인(20, 35)은 설계 시에 사인곡선 모양에 더하여, 곡선, 직선, 또는 지그제그 등에 형태로 이루어진다. 그리드 라인(20, 35)은 윈도우의 크기와 기하형태에 따라 서로 평행하게 이루어지거나 약간 경사지거나, 또는 비스듬하게 있다. 히터 그리드 라인(20, 35)은 윈도우의 폭에 대해 수직하거나 또는 윈도우의 폭과 평행(예, 수평적)하게 패널 또는 윈도우(16)에 배치된다. 윈도우의 크기에 따라서, 히터 그리드(15)는 제1 및 제2그룹 양쪽에 그리드 라인(20, 35)의 길이를 감소하도록 2개 버스바(25, 30) 보다 많이 함유한다. 그리드 라인(20, 35)은 윈도우(16)의 실내면에, 윈도우(16)의 실외면에, 또는 윈도우(16)의 실내 또는 실외 표면 근방에 배치된다.

윈도우(16)의 실내면에 일체적으로 배치된 히터 그리드(15)는, 차체와 트림을 조립하는 중에 직면하게 되는 흠(imperfection) 또는 공차 상이부(tolerance differences)가 보이지 않도록 장식성 페이드-아웃(decorative fade-out)으로 윈도우(16)의 표면에 적용된 잉크 또는 세라믹 프릿과 접촉하게 또는 윈도우(16)의 표면과 직접 접촉되게 배치된다. 유사하게, 윈도우(16)의 실외면에 일체적으로 배치된 히터 그리드는 윈도우(16)의 표면과 접촉하게 된다. 이러한 경우에, 장식성 잉크 또는 세라믹 프릿은, 버스바(25)가 드러나는 것을 감추는 것에 더하여, 차체와 트림 구조에서 흠 또는 공차 상이부가 보이지 않도록 버스바(25, 30)의 정상부 위에 배치된다. 윈도우(16)의 내부 또는 외부 상에 있는 히터 그리드(15)는 연속적으로, 윈도우(16)의 환경 상태(예, 날씨, 자외선 등.) 또는 연마 매체(예, 스크레치, 돌, 칩스, 등)로 인한 삭박 작용으로부터 보호하는 목적을 가진 코팅 또는 코팅 층으로 덮여진다. 선택적으로, 히터 그리드(15)는 차량 실내와 마주할 때에 보호성 코팅부의 정상부에 배치되거나 또는 차량의 내부 또는 외부의 어느 하나와 대면할 때에 보호 코팅 층 사이에 배치될 수 있다.

보호성 코팅은 제한적이지 않은 기재로서, 실리콘 하드-코트, 폴리우레탄 코팅, 아크릴 코팅, 및 "유리-형상(glass-like)" 코팅 등을 포함한다. "유리-형상" 정상부 코팅으로 오버-코팅된 아크릴 프리머 및 실리콘 인터레이어 또는 폴리우레탄 인터레이어의 어느 하나를 함유한 레이어 코팅 시스템을 사용하여 히터 그리드 와 투명한 패널의 보호부를 더욱 양질로 이룰 수도 있다. 보호 코팅의 예에는, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)에 의해 증착된 SiO_xC_yH_z에 더하여, 아크릴 프리머(미국 뉴욕 워터포드에 소재하는 GE 실리콘즈의 SHP401)와 실리콘 하드-코트(GE 실리콘즈의 AS4000)의 조합물이 있다. 레이어 코팅 시스템의 예는 플라스틱 글레이징용의 Exatec®500 & 900으로 Exatec LLC(미국 미시간 윅솜)에서 시판하는 아크릴/실리콘/"유리-형상" 코팅 시스템이 있다. 보호성 코팅은 딥 코팅, 플로우 코팅, 스프레이 코팅, PECVD, 또는 당기술분야에서 잘 알려져 있는 다른 기술로 적용된다.

윈도우의 표면을 횡단하여 균등하게 배분하는 능력으로 인해서 보호성 코팅의 레이어 사이에 히터 그리드를 일체적으로 형성하는 방법이 양호하다. 본 발명의 일 면은 보호성 코팅의 적어도 1개 레이어의 상부에 배치되고, 다음 이어서 보호 코팅의 적어도 1개 추가 층으로 오버-코팅되는 히터 그리드를 포함한다. 예를 들면, 전도성 히터 그리드는 실리콘 보호 코팅(예, GE 실리콘즈의 AS4000)의 정상부에 배치되고, 그리고 이어서 SiO_xC_yH_z "유리-형상" 필름으로 오버-코팅된다.

히터 그리드가 적용된 물질의 표면과 히터 그리드 사이에 접합은 이러한 표면의 산화 또는 표면 처리를 통해 향상된다. 표면 처리로서 사용하는 당 기술분야에서 알려진 기술은, 그 내용으로 한정되지 않는 기재로서, 불꽃 이온화, 코로나 방전, 및 대기 플라즈마 산화를 포함한다.

히터 그리드(15)는, 그 내용으로 한정되지 않는 기재로서, 필름 삽입 몰딩, 인-몰드 데코레이팅, 및 라미네이션을 포함하는 당 기술분야에서 알려진 방법으로 윈도우(16)의 외부면 근방에 일체적으로 배치된다. 일반적으로, 상기 방법은 플라스틱 또는 제2투명한 패널과 같은 투명한 물질의 얇은 시트 또는 필름에 본 발명의 히터 그리드(15)를 적용하는 단계를 포함한다. 얇은 플라스틱 필름 또는 제2투명한 패널에는 공중합체와 그 혼합물에 더하여, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리아닐레이트(polyarylate) 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리설펀산 수지, 그리고 PVB수지(polyvinyl butyral resin)가 포함된다.

투명한 시트 또는 필름은 부차적인 순서로 윈도우(16)의 형태로 가열성형 된다. 다음, 가열성형된 시트는 몰드에 배치되어 사출성형에 의해 플라스틱 용해물에 노출되어 플라스틱 패널 또는 윈도우(16)를 형성한다. 필름 삽입 몰딩 또는 인-몰드 데코레이팅 작업에서, 얇은 필름과 용융 플라스틱은 양호하게 함께 일체적으로 용융접합 된다. 상기 얇은 필름과 투명한 패널이 또한 라미네이트 되거나 또는 함께 접합식으로 부착 된다. 히터 그리드(15)가 배치되는 플랩 시트 또는 필름이 또한 다른 추가된 기능성에 더하여 장식성 잉크 패턴(예, 페이드-아웃 등)을 가질 수도 있다.

표2는 투명한 패널(16), 제1 및 제2버스바(25, 30)를 가진 히터 그리드(15), 및 적어도 1개의 보호성 코팅을 구비한 다층 레이어를 갖는 윈도우 모듈(45)의 양호한 레이어 구조의 다수 예(a-f)를 나타낸 것이다. 장식 및 다른 기능이 패널(16) 상에 그리드(15)의 배치한 전 또는 후에 양호하게 투명한 패널(16)에 더해질 수 있다(예, 윈도우 모듈(45)의 레이어 구조에 있는 히터 그리드(15) 위 또는 아래). 표2에(a-d) 기재된 양호한 구조는 투명한 패널(16)이 플라스틱일 때에 가능한 레이어 구조를 나타낸다. 표2(e-f)에 생성된 레이어 구조는 투명한 패널(16)이 유리인 경우에 양호한 구조를 나타낸다. 표2에 기재된 레이어 구조는 윈도우가 차에 장착될 때와 관련하여 윈도우의 실내 표면(a, b, c, d) 상에 또는 실외/실내 표면(d, f) 근방에서, 윈도우의 실외 표면(a, c) 상에 히터 그리드(15)를 가지도록 보정할 수 있다.

표2

a	b	c	d
보호성 코팅 투명한 플라스틱패널 히터 그리드 보호성 코팅	보호성 코팅 투명한 플라스틱패널 보호성 코팅 히터 그리드	보호성 코팅 투명한 플라스틱패널 보호성 코팅 히터 그리드 보호성 코팅	보호성 코팅 투명한 플라스틱 필름 또는 패널 히터 그리드 투명한 플라스틱 패널 또는 필름 보호성 코팅

e	f
투명한 유리 패널 히터 그리드	투명한 유리 패널 플라스틱 필름 히터 그리드 플라스틱 필름 투명한 유리 패널

다음에 기재되는 예는 본 발명을 설명하기 위해 기재하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 구조는 아닌 것이다.

예1

도8에 도시한 바와 같은 히터 그리드 시험 패턴(18)은, 폭(W₁)을 가진 그리드 라인(20)의 제1그룹 사이에 다른 이격 공간과 폭(W₂)을 가진 제2그룹에 있는 다른 수의 그리드 라인(35)을 포함한 다양한 히터 그리드 설계의 능력을 평가하여 산 업표준 서리제거 시험 프로토콜에 따르는 플라스틱 윈도우(16)의 서리를 제거하여 유리 윈도우 상에 히터 그리드의 서리제거 능력에 필적하게 구성된 것이다. 총 10개의 다른 조합체가 상기 시험 패턴에서 평가된다. 각각의 조합체를 확인한 모든 측정치를 표3에 나타내었다. 특정적으로, 상기 시험 패턴은 제1그룹의 그리드 라인(20) 중의 인접한 라인 사이에 그리드 라인(35)의 제2그룹 내에 있는 1그리드 라인(a), 2그리드 라인(b-e, g), 3그리드 라인(f, h), 4그리드 라인(i), 및 5그리드 라인(j) 전체에 더하여, 그리드 라인(20)의 제1그룹 사이에 거리(D_₁) 30㎜(a-c), 40㎜(d-f), 및 50㎜(g-j)로 평가된다. 제2그룹에 그리드 라인(35) 사이에 거리는 약 8㎜(j) 내지 약 17㎜(g) 범위에 있다. 또한, 사인곡선 그리드 라인(a, b, d)과 상대적으로 평행한 그리드 라인(c, e, g)이 대비된다.

상기 히터 그리드 시험 패턴은 은 잉크(메소드 엔지니어링, 31-3A)를 사용하여 폴리카보네이트 패널(16)(미국 매사추세츠 피츠필드에 소재하는 GE 플라스틱스의 Lexan®)에 스크린 인쇄되어 60분 동안 125℃에서 경화된다. 제1 및 제2그룹 양쪽에 있는 각각의 그리드 라인(20, 35)은 길이가 200㎜이고 그리고 약 15㎛의 두께(예, 높이)를 갖는 것으로 알려졌다. 제1 및 제2그룹(W₂)에 있는 그리드 라인(20, 35)의 폭(W₁)은 각각 1.0㎜와 200㎛ 이다. 2개 (+)전기적 연결부는 제2버스바(30)로 만들어진 2개 (-)전기적 연결부를 가진 1개 버스바(25)로 만들어진다. 전기적 연결부는 에폭시 은-충진 접합제(미국 뉴 햄프셔 런던베리에 소재하는 컨덕티브 컴파운드스의 EP-600)를 사용하여 버스바에 와이어 단자를 접합하여 만들어진 다. 양쪽 버스바(25, 30)는 439㎜ 길이, 25㎜의 폭 및 약 15㎛의 두께(높이)이다. 히터 그리드(18)는 표1에 기술된 공정에 따라 시험하게 된다.

표3

이건 발명인은 부가로, 폭(W₁)을 가진 그리드 라인(20)의 제1그룹과 폭(W₂)을 가진 그리드 라인(35)의 제2그룹은 유리 패널 상에 종래 히터 그리드의 성능에 필적하는 방식으로 시야 영역의 75% 이상을 서리 제거할 수 능력을 갖는다. 그리드 라인(20)의 제1그룹과 그리드 라인(35)의 제2그룹과의 모든 조합물(a-j)은 도9에 도시된 바와 같이 8분 이하의 시간에서 시야 영역의 75% 보다 많이 서리를 제거한 다는 사실을 알게 되었다. 이러한 예에서 제2그룹에 있는 그리드 라인(35)의 수는 1 내지 5 범위에 있다. 또한, 그리드 라인의 제2그룹으로 사용할 때에 사인곡선진 또는 곡선진 그리드 라인은 직선 그리드 라인을 함유한 그리드 라인의 제2그룹용으로 관측된 것과 유사한 성능을 나타낸다는 사실을 알게 되었다.

상기 예는 그리드 라인(20)의 제1그룹 사이에 거리를 변경할 수 있으며 유리 윈도우 상에 종래 히터 그리드용으로 사용된 25-30㎜ 거리 보다 더 크게 할 수 있 음을 나타낸다. 상기 예는 부가로, 제1그룹의 인접 그리드 라인(20) 사이에 제2그룹의 그리드 라인(35)의 수가 1개 이상이 될 수 있음을 나타낸다.

상기 예는 또한, 각각 다른 폭(W₁, W₂)을 가진 그리드 라인(20)의 제1그룹과 그리드 라인(35)의 제2그룹의 조합체용으로 다른 물리적 및 전기적 매개변수의 양호한 범위를 나타낸다. 특히, 상기 예는 W₁/W₂의 비율이 0.5 미만(양호한 비율은 약 0.2 미만을 가짐)이고, D_₁/D₂의 비율이 2보다 크고, A₁/A₂의 비율은 0.7보다 큰 수로 양호하게는 약 0.8보다 큰 값이고, 특히 양호하게는 0.9보다 큰 값을 나타낸다. 각각의 라인 폭(W₁, W₂)은 각각 약 2.0㎜ 그리고 0.3㎜ 미만인 것이 양호하다. 각각의 거리(D_₁, D₂)는 각각 약 25㎜보다 크고 그리고 약 22㎜보다 미만으로 있는 것이 양호하다.

상기 예는 부가로, 그리드 라인의 제1그룹과 그리드 라인의 제2그룹을 함유한 복합 세트의 그리드 라인을 포함한 히터 그리드의 전체 저항이 약 0.2Ω 내지 약 2Ω의 범위에서 갖는 것이 바람직함을 나타낸다. 상기 예에서, 전기적 저항값(Q1, Q2)은 시트 저항값용으로 약 0.1Ω/평방제곱 그리고 용량 저항값용으로 0.0001 Ω-㎝ 이하의 양호한 범위에 있다. 또한, 상기 예는 그리드 라인의 제1그룹에 있는 그리드 라인의 전기적 저항값이 그리드 라인(Q₁ = Q₂)의 제2그룹에 있는 그리드 라인의 전기적 저항값과 같을 때, R₁/R₂의 비율은 약 15 미만으로 되는 것이 양호하다는 사실을 나타낸다.

예2-플라스틱 자동차 백라이트용 히터 그리드

그리드 라인의 8개 제1그룹과 8개 제2그룹을 함유하는 히터는 도3에 도시한 바와 같이 자동차 백라이트용으로 설계된 것이다. 그리드 라인의 제1그룹과 제2그룹에 있는 각각의 그리드 라인은 각각 1.25㎜의 폭(W₁)과 0.225㎜의 폭(W₂)을 나타낸다. 그리드 라인의 각각의 제2그룹은 3개 그리드 라인을 포함한다. 그리드 라인의 제1그룹(L₁)과 제2그룹(L₂)에 그리드 라인의 길이는 양쪽이 약 616㎜ 이다. 모든 그리드 라인은 약 50㎜로 있는 제1그룹에 그리드 라인 사이에 거리(D_₁)와 약 12.5㎜로 있는 제2그룹에 그리드 라인 사이에 거리(D₂)로 서로 상대적으로 평행하게 있다. 제1그룹(R₁)과 제2그룹(R₂)에서의 그리드 라인의 저항은 각각 12.5Ω 과 69.5Ω 이다. (W₂/W₁), (D_₁/D₂), (R₂/R₁), 및 (A₂/A₁)의 비율은 각각 0.18, 4.0, 5.56, 0.956 이 되게 정해진다.

히터 그리드는 은 잉크(메소드 엔지니어링, 31-3A)를 사용하여 폴리카보네이트 윈도우(미국 매사추세츠 피츠필드에 소재하는 GE 플라스틱스의 Lexan®)에 스크린 인쇄되어 60분 동안 125℃에서 경화된다. 상기 히터 그리드는 폴리카보네이트 윈도우에 배치되어 모든 세트의 그리드 라인이 윈도우가 차량에 설치되면 지면에 대해 수평적으로 또는 윈도우의 폭에 대해 평행하게 있다. 제1 및 제2그룹 양쪽에 있는 각각의 그리드 라인은 약 12.5㎛의 두께(예, 높이)를 갖는 것을 알았다. 2개 버스바는 제1그룹과 제2그룹에 각각의 그리드 라인의 단부를 연결한다. 양쪽 버스 바는 400㎜ 길이, 25㎜의 폭 및 약 25㎛의 두께(높이)이다. 그리드 라인의 제1그룹(Q₁)과 제2그룹(Q₂)의 시트 저항값은 양쪽이 대략 0.020 Ω/평방제곱 정도이다.

히터 그리드와 플라스틱 윈도우는 자동차 몸체에 윈도우를 설치하는데 필요한 복잡한 곡률로 가열 성형 된다. 이러한 공정 단계에서는, 폴리카보네이트 패널이 소망 윈도우 형태를 가진 형상과 접촉할 때에 중합체의 Tg 보다 약간 더 높은 온도를 진공상태에서 받게 된다. 다음, 가열 성형된 윈도우는 유동 코팅 적용공정을 위한 제작인의 시방서에 따라서 아크릴 프리머(미국 뉴욕 워터포드에 소재하는 GE 실리콘스의 SHP401)와 실리콘 코팅(GE 실리콘스의 AS4000)으로 코팅된다. 끝으로, "유리-형상" 레이어(예, SiO_xC_yH_z)는 마멸에 대한 윈도우의 내성을 향상하기 위해 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)를 사용하여 윈도우 표면에 증착한다. 다음, 플라스틱 패널은 자동차 몸체에 개방부를 설치하는데 필요한 백라이트 또는 윈도우의 치수로 트림 처리된다.

다음, 2개 (+)전기적 연결부가 제2버스바에도 만들어지는 2개 (-)전기적 연결부를 가진 버스바에 만들어진다. 상기 전기 연결부는 와이어 단자를 와이어 단자에 에폭시 은-충진 접착제(미국 뉴 햄프셔에 소재하는 컨덕티브 컴파운드스의 EP-600)를 사용하여 접합하여 만들어진다. 다음, 히터 그리드는 표1에 기재된 과정에 따라 시험을 받는다.

이건 발명인은 상기 히터 그리드가 유리 윈도우 상에 종래 히터 그리드의 성능에 필적하는 방식으로 전체-사이즈 백라이트의 시야 영역의 75%보다 많이 서리를 제거하는 능력이 있음을 발견하였다. 상기 히터 그리드는 12볼트의 전압이 윈도우에 가해질 때에 6분 이하의 시간에서 시야 영역의 75%보다 더 많이 서리를 제거한다는 사실도 발견하였다. 서리제거장치의 파워 출력은 0.87Ω의 전체 저항(R_overall)으로 321Watts/㎡(12볼트)이게 정해진다.

상기 예는 그리드 라인의 복수의 제1그룹과 제2그룹을 포함하는 히터 그리드가 유리 윈도우 상에 히터 그리드용으로 예상되는 것과 유사한 형태의 플라스틱 윈도우의 서리를 제거하는 능력이 있음을 나타낸다. 상기 예는 부가로, 윈도우의 서리제거동작이 본 발명용으로 기재된 범위 내에 있도록 정해지는 물리적 및 전기적 매개변수를 사용하여 행해짐을 나타낸다. 상기 예는 부가로, 그리드 라인의 제1 및 제2그룹을 가진 히터 그리드를 포함한 윈도우를 만드는 1개의 가능한 공정을 나타낸다.

당분야의 기술인은 상술된 설명으로부터 첨부 청구범위의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 이루어질 수 있는 변경 및 개조를 할 수 있는 것임을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 당분야의 기술인은 양호한 실시예에 기재된 모든 측정값은 다양한 다른 시험방법으로 구해진 표준 측정값인 것을 인식할 수 있을 것이다. 상기 예에서 기재된 시험 방법은 각각의 필요한 측정값을 구하는데 활용할 수 있는 방법 만을 나타낸 것이다.

Claims (45)

1. 윈도우 조립체는:

   투명한 패널 및;

   상기 투명한 패널과 일체적으로 형성된 전도성 히터 그리드를 포함하며;

   상기 히터 그리드는 제1 및 제2버스바에 연결된 그리드 라인의 제1그룹과 그리드 라인의 제2그룹의 대향 단부를 가진 그리드 라인의 제1그룹과 그리드 라인의 제2그룹을 구비하며;

   1개 이상의 제2그룹의 그리드 라인은 제1그룹의 인접 그리드 라인 사이에 위치하고, 그리고;

   제2그룹에 그리드 라인의 폭(W₂)은 제1그룹에 그리드 라인의 폭(W₁) 보다 작은 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
2. 제1항에 있어서, 제1그룹에 그리드 라인의 폭(W₁)에 대한 제2그룹에 그리드 라인의 폭(W₂)의 비율은 약 0.5 이하인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
3. 제1항에 있어서, 제1그룹에 그리드 라인의 폭(W₁)에 대한 제2그룹에 그리드 라인의 폭(W₂)의 비율은 약 0.2 이하인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
4. 제1항에 있어서, 제2그룹에 그리드 라인의 폭(W₂)은 약 300㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
5. 제1항에 있어서, 제1그룹에 그리드 라인의 폭(W₁)은 약 2.0㎜ 미만인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
6. 제1항에 있어서, 제2그룹의 인접 그리드 라인 사이에 거리(D₂)는 약 20㎜ 미만인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
7. 제1항에 있어서, 제1그룹의 인접 그리드 라인 사이에 거리(D_₁)는 약 25㎜보다 큰 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
8. 제7항에 있어서, 제2그룹의 인접 그리드 라인 사이에 거리(D₂)에 대한 제1그룹에 그리드 라인 사이에 거리(D₁)의 비율은 2 이상인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
9. 제1항에 있어서, 제1그룹에 그리드 라인 사이에 투명한 영역(A₁)에 대한 제2 그룹에 그리드 라인 사이에 투명한 영역(A₂)의 비율은 0.7 이상인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
10. 제9항에 있어서, 제1그룹에 그리드 라인 사이에 투명한 영역(A₁)에 대한 제2그룹에 그리드 라인 사이에 투명한 영역(A₂)의 비율은 0.8 이상인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
11. 제10항에 있어서, 제1그룹에 그리드 라인 사이에 투명한 영역(A₁)에 대한 제2그룹에 그리드 라인 사이에 투명한 영역(A₂)의 비율은 0.9 이상인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
12. 제1항에 있어서, 히터 그리드의 전체 저항(R_Total)은 약 0.2Ω 내지 약 2.0Ω의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
13. 제1항에 있어서, 히터 그리드의 파워 출력은 약 20 내지 약 1000Watts/㎡ 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
14. 제13항에 있어서, 상기 파워 출력은 약 300 내지 약 800Watts/㎡ 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
15. 제1항에 있어서, 제1그룹에 그리드 라인의 전기저항율(Q₁)과 제2그룹에 그리드 라인의 전기저항율(Q₂)은 표면 저항율에서 0.1Ω/평방제곱 이하이고 그리고 용량 저항율에서 0.0001Ω-㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
16. 제15항에 있어서, 전기저항율(Q₁)은 전기저항율(Q₂)보다 큰 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
17. 제16항에 있어서, 제1그룹에 그리드 라인의 저항(R₁)에 대한 제2그룹에 그리드 라인의 저항(R₂)의 비율은 약 1 미만인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
18. 제15항에 있어서, 전기저항율(Q₁)은 전기저항율(Q₂)과 대략 동일한 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
19. 제18항에 있어서, 제1그룹에 그리드 라인의 저항(R₁)에 대한 제2그룹에 그리드 라인의 저항(R₂)의 비율은 약 15 미만인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
20. 제1항에 있어서, 제1그룹과 제2그룹에 그리드 라인은 전도성 패이스트, 잉크, 페인트, 필름, 와이어, 또는 필라멘트 중의 하나의 형태로 적용된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
21. 제20항에 있어서, 상기 물질은 유기물 수지와 용매에 확산된 금속성 입자, 파편, 또는 분말 중의 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
22. 제21항에 있어서, 금속성 입자, 파편, 또는 분말은, 구리, 아연, 알루미늄, 마그네슘, 주석, 금속성 디캘커제나이드(dichalcogenides) 또는 그 혼합물과 합금을 포함한 그룹 중의 하나인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
23. 제21항에 있어서, 상기 유기물 수지는 에폭시 수지, 폴리에스터 수지, 폴리비닐 아세테이트 수지, 폴리비닐크로라이드 수지, 폴리우레탄 수지 또는 그 혼합물과 공중합체를 포함한 그룹 중의 하나인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
24. 제20항에 있어서, 전도성 와이어 또는 필라멘트는 몰리브데늄-텅스텐, 구리, 스테인리스 강, 은, 니켈, 마그네슘, 알루미늄, 및 그 혼합물과 합금을 포함한 그룹 중의 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
25. 제15항에 있어서, 상기 전도성 필름은 인듐, 주석, 및 아연의 그룹에서 선택된 무기물 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
26. 제25항에 있어서, 상기 전도성 필름은 산소, 탄소, 또는 그 조합물과 혼합된 무기물 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
27. 제1항에 있어서, 상기 투명한 패널은 플라스틱 패널인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
28. 제27항에 있어서, 상기 플라스틱 패널은 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리아닐레이트 수지, 폴리에스터 수지, 또는 폴리설펀산 수지, 그 공중합체와 혼합물의 그룹에서 선택된 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
29. 제1항에 있어서, 상기 투명한 패널은 유리 패널인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
30. 제29항에 있어서, 상기 유리 패널은 SiO₂, 소다 석회, 알루미노규산염, B₂O₃-P₂O₅, FE_{1 - x}B_x, Na₂O-SiO₂, PbO₃-SiO₂, SiO₂-B₂O₃, 또는 SiO₂-P₂O₅, 및 그 혼합물의 그룹 에서 선택된 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
31. 제1항에 있어서, 상기 제1그룹의 그리드 라인과 상기 제2그룹의 그리드 라인은 곡선진, 직선, 지그제그, 사인곡선, 테이퍼, 또는 비스듬하게 된 기하형상을 가지는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
32. 제1항에 있어서, 상기 제1그룹의 그리드 라인과 상기 제2그룹의 그리드 라인은 윈도우 조립체의 폭에 대해 상대적으로 평행하게 있는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
33. 제1항에 있어서, 제1그룹의 그리드 라인과 제2그룹의 그리드 라인은 윈도우 조립체의 폭에 대해 수직적으로 있는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
34. 제1항에 있어서, 윈도우 조립체는 날씨와 마모 저항이 향상되게 투명한 패널 위에 적용된 1개 이상의 보호성 코팅을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
35. 제34항에 있어서, 상기 보호성 코팅은 복수의 보호성 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
36. 제35항에 있어서, 상기 보호성 코팅은 "유리-형상" 탑코트(topcoat)로 오버-코팅된 아크릴 프리머, 실리콘 인터레이어, 및 폴리우레탄 인터레이어의 그룹에서 선택된 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
37. 제35항에 있어서, 상기 히터 그리드는 보호성 코팅의 레이어 사이에 있는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
38. 제37항에 있어서, 상기 보호성 코팅 표면은 히터 그리드의 접착이 향상되도록 불꽃 이온화, 코로나 방전, 또는 플라즈마 산화에서 선택된 하나를 사용하여 처리되는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
39. 제34항에 있어서, 상기 히터 그리드는 보호성 코팅의 정상부 상에 있는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
40. 제39항에 있어서, 상기 히터 그리드는 제1투명한 패널과 일체적으로 있는 플라스틱 필름 아래에 위치한 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
41. 제40항에 있어서, 상기 얇은 플라스틱 필름은 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리아닐레이트 수지, 폴리에스터 수지, 폴리설펀산 수지, PVB 수지, 및 그 공중합체와 혼합물의 하나인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
42. 제40항에 있어서, 상기 히터 그리드는 제1투명한 패널과 일체적으로 있는 제2투명한 패널 밑에 위치한 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
43. 제42항에 있어서, 제2투명한 패널은 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리아닐레이트 수지, 폴리에스터 수지, 폴리설펀산 수지, PVB 수지, 및 그 공중합체와 혼합물의 하나인 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
44. 제1항에 있어서, 상기 히터 그리드는 투명한 패널의 표면 상에 있는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.
45. 제1항에 있어서, 상기 히터 그리드는 투명한 패널의 표면 내에 있는 것을 특징으로 하는 윈도우 조립체.

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