CN109451613B - 一种能够电加热的窗玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及玻璃技术领域，特别是设置有透明导电膜的玻璃，具体地提供一种能够电加热的窗玻璃，其包括第一弯曲玻璃板、第二弯曲玻璃板、热塑性中间层和透明导电膜，在透明导电膜中设置至少一个无膜区域，在至少一个无膜区域的四周设置一圈闭合的导电带，在导电带远离无膜区域的一侧设置至少两圈间断除膜带，每圈间断除膜带包括至少两个除膜区，每圈间断除膜带的每个除膜区对应相邻一圈间断除膜带的至少一个间隙，除膜区的每端分别位于相邻一圈间断除膜带中最靠近的除膜区的两端之间。本发明能够使电流沿着导电带和至少两圈间断除膜带之间的透明导电膜流动，避免了局部电流汇聚，改善了局部电阻，消除了局部热点及冷点，达到了均匀加热的效果。

Description

一种能够电加热的窗玻璃
技术领域：
本发明涉及玻璃技术领域，特别是设置有透明导电膜的玻璃，具体地提供一种能够电加热的窗玻璃。
背景技术：
在寒冷的天气下，汽车玻璃和建筑玻璃上往往容易结霜；或者当汽车车内和室内的湿度较高、温度和外界环境相差较大时，汽车玻璃和建筑玻璃上也容易发生结雾；从而影响车内和室内的观察视线以及它们的外观，特别是给驾驶者提供良好视野的汽车前挡风玻璃，如果其上面发生结霜结雾现象，将严重影响驾驶者的视线，极易导致安全事故，这样就必须要求汽车前挡风玻璃具有除霜除雾的功能。随着技术的发展，已知将电流通过设置于汽车玻璃表面或内部的电加热元件，例如银浆印刷加热线、金属丝或透明导电膜等，能够通过电加热元件发热来加热汽车挡风玻璃，从而实现除霜除雾的功能。
在传统的电加热窗玻璃的设计中，其玻璃基板的大部分表面上被布置有单一的透明导电膜，例如专利US6472636(B1)和EP2591637(B1)等公开的技术方案，但是透明导电膜会对电磁辐射信号有强烈的屏蔽，这样会影响车内的无线数据传输。为了使得通讯信号顺利穿过窗玻璃，通常会在透明导电膜中设置至少一个无膜区域，例如专利CN104919892B公开了一种具有电加热层的玻璃板，其包含至少一个由导电涂层构成的电加热层，所述电加热层在至少一块玻璃板的整个表面上延伸，在玻璃板的中心处设置有未涂敷的区，未涂敷的区不具有电加热层的导电材料；又例如专利CN105379413A公开了一种具有通信窗口的加热元件，包括基板和设置在所述基板上的第一汇流条、第二汇流条以及加热图案，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，在所述第一图案区域中设置用作通信窗口的开口区域；还有CN106465479A公开了一种具有加热涂层的透明玻璃板，包含外玻璃板、内玻璃板和热塑性胶粘层，在内玻璃板的与热塑性胶粘层接合的一侧上沉积透明的导电涂层，通过预先掩蔽、蚀刻或摩擦剥除等方式在导电涂层中形成至少一个无涂层区；如果仅直接设置未涂敷的区、开口区域或无涂层区等不具有导电材料的区域，会对导电膜层的至少部分区域流动的加热电流的电流密度分布产生不利影响，从而造成不均匀的加热功率分布，例如无导电膜层的区域的下方和周围的加热功率明显减小，而其他局部位置的加热功率剧烈升高，这就造成了加热温度分布极度不均匀最终容易产生局部的热点和冷点，这对前挡风玻璃本身和安装在其表面上的附件均是不利的。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在加热功率分布不均匀以及容易出现热点和冷点等缺点，提供一种能够电加热的窗玻璃。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种能够电加热的窗玻璃，其包括第一弯曲玻璃板、第二弯曲玻璃板、热塑性中间层和透明导电膜，所述热塑性中间层夹设在第一弯曲玻璃板和第二弯曲玻璃板之间，所述透明导电膜沉积在第一弯曲玻璃板与热塑性中间层接触的第一表面或第二弯曲玻璃板与热塑性中间层接触的第二表面，在所述透明导电膜中设置至少一个无膜区域，在至少一个无膜区域的四周设置一圈闭合的导电带，所述导电带与所述透明导电膜直接电接触，其特征在于：在所述导电带远离所述无膜区域的一侧的透明导电膜中设置至少两圈间断除膜带，每圈间断除膜带包括至少两个彼此之间存在间隙的除膜区，每圈间断除膜带的每个除膜区对应相邻一圈间断除膜带的至少一个间隙，所述除膜区的每端分别位于相邻一圈间断导电带中最靠近的导电段的两端之间。
优选地，所述窗玻璃还包括分别与所述透明导电膜电连接的第一母线和第二母线，所述第一母线和第二母线位于第一弯曲玻璃板和第二弯曲玻璃板之间。
优选地，所述透明导电膜包括金属层、金属合金层或金属氧化物层，所述金属层选用金、银、铜、铝或钼，所述金属合金层选用银合金，所述金属氧化物层选用铟锡氧化物、掺杂氟的二氧化锡、掺杂铝的二氧化锡、掺杂镓的二氧化锡、掺杂硼的二氧化锡、锡锌氧化物或掺杂锑的氧化锡。
优选地，导电带以及导电带和最远离所述导电带的一圈间断除膜带之间的透明导电膜的总电阻与所述无膜区域去除的透明导电膜的等效电阻之比为0.5～1.5，进一步为0.8～1.2，更优选导电带以及导电带和最远离所述导电带的一圈间断除膜带之间的透明导电膜的总电阻与所述无膜区域去除的透明导电膜的等效电阻相等。
优选地，每圈间断除膜带的每个除膜区与相邻一圈间断除膜带的每个间隙一一对应。
优选地，所述导电带的方阻小于所述透明导电膜的方阻。
优选地，所述导电带的宽度为0.1～5.0mm、厚度为3～500μm。
优选地，所述导电带的内侧边与所述无膜区域的边界之间的距离小于或等于5mm。
优选地，每圈间断除膜带的每个除膜区的宽度为30～15000μm。
优选地，导电带和每圈间断除膜带围成的形状与所述无膜区域的形状相同或相似。
本发明由于采取了上述技术方案，其具有如下有益效果：
本发明采用的一种能够电加热的窗玻璃，通过导电带和至少两圈间断除膜带引导无膜区域周围的电流，使电流沿着导电带和至少两圈间断除膜带之间的透明导电膜流动，从而避免了局部电流汇聚，并相应地改善了局部电阻，进而消除了局部热点及冷点，达到了均匀加热的效果。
附图说明：
图1为本发明所述的能够电加热的窗玻璃的俯视示意图；
图2为图1的局部剖视示意图；
图3为图1的局部放大示意图；
图4为本发明所述的无膜区域呈矩形形状的局部放大示意图；
图5为本发明所述的无膜区域呈梯形形状的局部放大示意图。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明的内容作进一步说明。
如图1、图2和图3所示，本发明所述的一种能够电加热的窗玻璃，其包括第一弯曲玻璃板1、第二弯曲玻璃板2、热塑性中间层3和透明导电膜4，所述热塑性中间层3夹设在第一弯曲玻璃板1和第二弯曲玻璃板2之间，所述透明导电膜4沉积在第一弯曲玻璃板1与热塑性中间层3接触的第一表面11或第二弯曲玻璃板2与热塑性中间层3接触的第二表面21，在所述透明导电膜4中设置至少一个无膜区域5，在至少一个无膜区域5的四周设置一圈闭合的导电带6，所述导电带6与所述透明导电膜4直接电接触，其特征在于：在所述导电带6远离所述无膜区域5的一侧的透明导电膜4中设置至少两圈间断除膜带7，每圈间断除膜带7包括至少两个彼此之间存在间隙72的除膜区71，每圈间断除膜带7的每个除膜区71对应相邻一圈间断除膜带7的至少一个间隙72，所述除膜区71的每端分别位于相邻一圈间断除膜带7中最靠近的除膜区71的两端之间；这样通过导电带6和至少两圈间断除膜带7引导无膜区域5周围的电流，使电流沿着导电带6和至少两圈间断除膜带7之间的透明导电膜流动，从而避免了局部电流汇聚，并相应地改善了局部电阻，进而消除了局部热点及冷点，达到了均匀加热的效果。
通常，在所述透明导电膜4中可以设置一个、两个甚至更多个无膜区域5，当设置两个或更多个无膜区域5时，可以在其中一个无膜区域5的四周设置导电带6和至少两圈间断除膜带7，也可以在多个无膜区域5的四周分别设置导电带6和至少两圈间断除膜带7，甚至可以在多个无膜区域5的共同四周设置导电带6和至少两圈间断除膜带7，即导电带6和至少两圈间断除膜带7将多个无膜区域5包围在内部。由于所述的能够电加热的窗玻璃可以用作前挡风玻璃，其上还可能安装有雨感器和/或摄像机等装置，优选设置导电带6和至少两圈间断除膜带7的无膜区域5位于雨感器和/或摄像机安装区域；当然，也可以在用作ETC、RFID等通讯窗口的无膜区域5设置导电带6和至少两圈间断除膜带7。
在图1中，本发明所述的一种能够电加热的窗玻璃还包括分别与所述透明导电膜4电连接的第一母线8和第二母线9，所述第一母线8和第二母线9位于第一弯曲玻璃板1和第二弯曲玻璃板2之间，供电电源(未示出)可以通过第一母线8和第二母线9使加热电流流经所述透明导电膜4，所述透明导电膜4在加热电流的作用下发热并产生热量，从而使所述窗玻璃具有除霜除雾等功能。
本发明所述的热塑性中间层3用于将所述第一弯曲玻璃板1和第二弯曲玻璃板2粘接固定在一起，例如可以选用聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚丙烯酸酯(PA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚氨酯(PUR)等。当然，所述热塑性中间层3还可以具有其他功能，例如设置至少一个着色区用作阴影带从而降低太阳光对人眼的干扰或者增添红外线吸收剂从而具有防晒或防热功能，以及所述热塑性中间层3还可以包含至少两层，其中一层的增塑剂含量更高从而具有隔音功能，或者其中一层是楔形形状从而具有抬头显示(HUD)功能等。
在本发明中，所述透明导电膜4可以通过化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)的方法直接沉积到第一表面11或第二表面21上，例如通过磁控溅射沉积；并且，优选所述透明导电膜4能够承受高温热处理，例如烘弯或钢化等弯曲工艺的热处理过程。具体地，所述透明导电膜4可以包括金属层、金属合金层或金属氧化物层，所述金属层可以选用金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)或钼(Mo)，所述金属合金层可以选用银合金，所述金属氧化物层可以选用铟锡氧化物、掺杂氟的二氧化锡、掺杂铝的二氧化锡、掺杂镓的二氧化锡、掺杂硼的二氧化锡、锡锌氧化物或掺杂锑的氧化锡等；例如，当所述透明导电膜4包括银层或银合金层时，银层或银合金层位于至少两个介质层之间，所述介质层中含有氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化硅、氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮化铝或钛金属层中的至少一个。
本发明所述的无膜区域5可以用作无线数据的传输窗口，能够实现通信数据、图像数据和传感器数据等无障碍地穿过前挡风玻璃；所述无膜区域5位于所述透明导电膜4中，其四周边界由所述透明导电膜4限定；优选地，所述无膜区域5中的透明导电膜被全部去除，当然也可以仅去除所述无膜区域5中的部分透明导电膜，这些可以通过预先掩蔽或者化学蚀刻除膜、激光除膜以及机械摩擦除膜等方式实现。
在图3中，导电带6、导电带6和最远离所述导电带6的一圈间断除膜带7之间的透明导电膜一起构成电流方向100上的电流路径，从而在所述无膜区域5的四周形成均匀加热区域；本发明优选每圈间断除膜带7的每个除膜区71与相邻一圈间断除膜带7的每个间隙72一一对应，即相邻两圈间断除膜带7设置的除膜区71的数量是相等的，从而能够更加均匀地布置，进一步实现更加均匀的加热效果。
为了更好地改善无膜区域5周边的局部电阻，优选导电带6以及导电带6和最远离所述导电带6的一圈间断除膜带7之间的透明导电膜的总电阻与所述无膜区域5去除的透明导电膜的等效电阻之比为0.5～1.5，进一步为0.8～1.2，更优选导电带6以及导电带6和最远离所述导电带6的一圈间断除膜带7之间的透明导电膜的总电阻与所述无膜区域5去除的透明导电膜的等效电阻相等。
具体地，优选所述导电带6的方阻小于所述透明导电膜4的方阻，其方阻为0.005～0.5Ω/□；更具体地，所述导电带6可以通过丝网印刷等方式直接印刷到所述透明导电膜4上，其材料可以选用导电银浆等，形成的所述导电带6的宽度为0.1～5.0mm、厚度为3～500μm；更优选地，所述导电带6的内侧边与所述无膜区域5的边界之间的距离小于或等于5mm。
在本发明中，每圈间断除膜带7的每个除膜区71是不导电的，从而引导电流在它们之间的透明导电膜中流动，每个除膜区71中的透明导电膜被全部去除或部分去除；当除膜区71中的透明导电膜被部分去除时，所述除膜区71中剩余的部分透明导电膜与所述除膜区71以外的透明导电膜电隔离，优选每圈间断除膜带7的每个除膜区71的宽度为30～15000μm；更优选地，导电带6和每圈间断除膜带7围成的形状与所述无膜区域5的形状相同或相似，例如图3示出了所述无膜区域5呈圆形形状，导电带6和每圈间断除膜带7围成的形状也呈圆形形状，图4示出了所述无膜区域5呈矩形形状，导电带6和每圈间断除膜带7围成的形状也呈矩形形状，图5示出了所述无膜区域5呈梯形形状，导电带6和每圈间断除膜带7围成的形状也呈梯形形状。同时，在图3和图4中，本发明设置了两圈间断除膜带7，每圈间断除膜带7包括八个除膜区71；在图5中，本发明设置了两圈间断除膜带7，每圈间断除膜带7包括六个除膜区71；但可以理解的是，不限于此，本发明在实际应用时，还可以设置三圈、四圈甚至更多圈间断除膜带7，每圈间断除膜带7也可以包括两个、三个、四个、五个、七个甚至更多个除膜区71。
以上内容对本发明所述的一种能够电加热的窗玻璃进行了具体描述，但是本发明不受以上描述的具体实施方式内容的局限，所以凡依据本发明的技术要点进行的任何改进、等同修改和替换等，均属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种能够电加热的窗玻璃，其包括第一弯曲玻璃板、第二弯曲玻璃板、热塑性中间层和透明导电膜，所述热塑性中间层夹设在第一弯曲玻璃板和第二弯曲玻璃板之间，所述透明导电膜沉积在第一弯曲玻璃板与热塑性中间层接触的第一表面或第二弯曲玻璃板与热塑性中间层接触的第二表面，在所述透明导电膜中设置至少一个无膜区域，在至少一个无膜区域的四周设置一圈闭合的导电带，所述导电带与所述透明导电膜直接电接触，其特征在于：在所述导电带远离所述无膜区域的一侧的透明导电膜中设置至少两圈间断除膜带，每圈间断除膜带包括至少两个彼此之间存在间隙的除膜区，每圈间断除膜带的每个除膜区对应相邻一圈间断除膜带的至少一个间隙，所述除膜区的每端分别位于相邻一圈间断除膜带中最靠近的除膜区的两端之间。
2.根据权利要求1所述的能够电加热的窗玻璃，其特征在于：所述窗玻璃还包括分别与所述透明导电膜电连接的第一母线和第二母线，所述第一母线和第二母线位于第一弯曲玻璃板和第二弯曲玻璃板之间。
3.根据权利要求1所述的能够电加热的窗玻璃，其特征在于：所述透明导电膜包括金属层、金属合金层或金属氧化物层，所述金属层选用金、银、铜、铝或钼，所述金属合金层选用银合金，所述金属氧化物层选用铟锡氧化物、掺杂氟的二氧化锡、掺杂铝的二氧化锡、掺杂镓的二氧化锡、掺杂硼的二氧化锡、锡锌氧化物或掺杂锑的氧化锡。
4.根据权利要求1所述的能够电加热的窗玻璃，其特征在于：导电带以及导电带和最远离所述导电带的一圈间断除膜带之间的透明导电膜的总电阻与所述无膜区域去除的透明导电膜的等效电阻之比为0.5～1.5。
5.根据权利要求1所述的能够电加热的窗玻璃，其特征在于：每圈间断除膜带的每个除膜区与相邻一圈间断除膜带的每个间隙一一对应。
6.根据权利要求1所述的能够电加热的窗玻璃，其特征在于：所述导电带的方阻小于所述透明导电膜的方阻。
7.根据权利要求1所述的能够电加热的窗玻璃，其特征在于：所述导电带的宽度为0.1～5.0mm、厚度为3～500μm。
8.根据权利要求1所述的能够电加热的窗玻璃，其特征在于：所述导电带的内侧边与所述无膜区域的边界之间的距离小于或等于5mm。
9.根据权利要求1所述的能够电加热的窗玻璃，其特征在于：每圈间断除膜带的每个除膜区的宽度为30～15000μm。
10.根据权利要求1所述的能够电加热的窗玻璃，其特征在于：导电带和每圈间断除膜带围成的形状与所述无膜区域的形状相同或相似。
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