加熱元件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種每個(gè)區(qū)域的熱值均被控制的加熱元件或一種每個(gè)區(qū)域的熱值均被控制并且不引人注意的加熱元件。本發(fā)明還涉及一種用于制造加熱元件的方法。
【專利說(shuō)明】加熱元件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)要求2012年3月21日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)N0.10-2012-0028572的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)通過(guò)引用被整體包含在此。
[0002]本發(fā)明涉及加熱元件及其制造方法。更具體地，本發(fā)明涉及每個(gè)區(qū)域的熱值均被控制的加熱元件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)在車輛外部和內(nèi)部之間存在溫差時(shí)，在車輛的窗戶上形成潮氣或霜。而且，在室內(nèi)滑雪場(chǎng)(indoor ski rink)的情況下，因?yàn)樵诨聝?nèi)部和滑坡外部之間的溫差導(dǎo)致出現(xiàn)凝結(jié)。為了解決該問(wèn)題，可以使用加熱玻璃。該加熱玻璃使用通過(guò)下述方式從供熱管道(heating line)產(chǎn)生熱量的概念:將供熱管道片材附接到玻璃表面或直接地在玻璃表面上形成供熱管道，并且向供熱管道的兩端施加電力，由此提高玻璃表面的溫度。
[0004]為了制造加熱玻璃，已經(jīng)提出了下述方法:使用諸如氧化銦錫(ITO)或Ag薄膜的透明導(dǎo)電材料通過(guò)濺射處理來(lái)形成整個(gè)的表面加熱層，然后，將電極連接到該表面加熱層的前端。然而，存在下述問(wèn)題:因?yàn)楦弑砻骐娮瑁瑢?dǎo)致在低壓下難以驅(qū)動(dòng)通過(guò)該方法制造的加熱玻璃。因此，當(dāng)要在低壓下產(chǎn)生熱量時(shí)，已經(jīng)提出了使用諸如金屬管道的供熱管道的嘗試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問(wèn)題
[0006]在加熱元件中，可能要求根據(jù)每個(gè)區(qū)域的用途來(lái)控制每個(gè)區(qū)域的熱值。另外，可能對(duì)于加熱元件要求下述特性:可以根據(jù)每個(gè)區(qū)域的用途在對(duì)于用戶不顯眼的同時(shí)控制每個(gè)區(qū)域的熱值。為了滿足上述要求的特性，本發(fā)明人已經(jīng)對(duì)于每個(gè)區(qū)域的熱值被控制的加熱元件或每個(gè)區(qū)域的熱值被控制并且對(duì)于用戶不顯眼的加熱元件反復(fù)地研究，由此完成本發(fā)明。
[0007]技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例提供了一種加熱元件，包括:
[0009]基礎(chǔ)材料；
[0010]在所述基礎(chǔ)材料上設(shè)置的導(dǎo)電加熱圖案；以及
[0011]兩條總線(bas bar)，被設(shè)置為分別向所述導(dǎo)電加熱圖案的兩端施加電壓，
[0012]其中，所述導(dǎo)電加熱圖案包括如下圖案，在所述圖案中，根據(jù)相對(duì)于所述總線的距離或沿著所述總線的縱向的距離，在包括連接構(gòu)成具有至少三個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線的圖案中的至少一些區(qū)域中，線的數(shù)量被控制。
[0013]本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例提供了一種用于制造加熱元件的方法，所述方法包括:
[0014]在基礎(chǔ)材料上形成導(dǎo)電加熱圖案；并且[0015]在所述基礎(chǔ)材料上形成兩條總線，以便向所述導(dǎo)電加熱圖案的兩端施加電壓，
[0016]其中，所述導(dǎo)電加熱圖案包括如下圖案，在所述圖案中，根據(jù)相對(duì)于所述總線的距離或沿著所述總線的縱向的距離，在包括連接構(gòu)成具有至少三個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線的圖案中的至少一些區(qū)域中，線的數(shù)量被控制。
[0017]有益效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，能夠提供一種每個(gè)區(qū)域的熱值均被控制的加熱元件。而且，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例，能夠提提供一種每個(gè)區(qū)域的熱值均被控制并且對(duì)于用戶不顯眼的加熱元件。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1圖示了一種形狀，在該形狀中，根據(jù)相對(duì)于總線的距離來(lái)控制構(gòu)成導(dǎo)電加熱圖案的多邊形的線的數(shù)量。
[0020]圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的線，在圖案中需要控制線的數(shù)量以便制造加熱元件。
[0021]圖3圖示了由正六邊形的線構(gòu)成的圖案。
[0022]圖4圖示了一個(gè)示例，其中，從在圖3中所示的圖案中，根據(jù)相對(duì)于總線的距離來(lái)控制構(gòu)成圖案的線的數(shù)量。
[0023]圖5和6圖示了一個(gè)示例，其中，根據(jù)相對(duì)于總線的距離來(lái)控制構(gòu)成圖案的線的數(shù)量。
[0024]圖7圖不了用于設(shè)計(jì)圖2的區(qū)域A的圖案的基本圖形。
[0025]圖8圖示了用于設(shè)計(jì)圖2的區(qū)域B的圖案的基本圖形。
[0026]圖9圖示了修改正六邊形的方法。
[0027]圖10圖示了從正六邊形修改的圖案的形狀。
[0028]圖11圖示了一個(gè)示例，其中，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的加熱元件被應(yīng)用到車輛的風(fēng)擋時(shí)，根據(jù)車輛的風(fēng)擋的斜率來(lái)修改圖案。
[0029]圖12圖示了一個(gè)示例，其中，對(duì)于車輛的風(fēng)擋來(lái)設(shè)計(jì)根據(jù)本發(fā)明的加熱元件。【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的一種加熱元件包括:基礎(chǔ)材料；在所述基礎(chǔ)材料上設(shè)置的導(dǎo)電加熱圖案；以及兩條總線，被設(shè)置為分別向所述導(dǎo)電加熱圖案的兩端施加電壓，其中，所述導(dǎo)電加熱圖案包括如下圖案，在所述圖案中，根據(jù)相對(duì)于所述總線的距離或沿著所述總線的縱向的距離，在包括連接構(gòu)成具有至少三個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線的圖案中的至少一些區(qū)域中，線的數(shù)量被控制。
[0032]在本發(fā)明中，可以通過(guò)下述方式來(lái)根據(jù)相對(duì)于總線的距離或沿著總線的縱向的距離控制熱值:在包括連接構(gòu)成閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線的圖案中的至少一些區(qū)域中，根據(jù)相對(duì)于總線的距離或沿著總線的縱向的距離來(lái)改變線的數(shù)量。具體地說(shuō)，通過(guò)連接構(gòu)成用于構(gòu)成導(dǎo)電加熱圖案的閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線的數(shù)量，來(lái)確定在兩條總線之間的電阻值，并且可以通過(guò)控制線的數(shù)量來(lái)設(shè)置對(duì)于每個(gè)區(qū)域具有不同的熱值的加熱元件。[0033]在本說(shuō)明書(shū)中，線連接構(gòu)成具有至少三個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)，并且，每條線可以由直線、曲線、Z形線或其組合構(gòu)成。在此，頂點(diǎn)表示線彼此相交的點(diǎn)，并且被解釋為不占用任何面積。
[0034]例如，圖1圖示了一個(gè)示例，其中，根據(jù)相對(duì)于總線的距離來(lái)控制線的數(shù)量。在圖1中所示的加熱元件的導(dǎo)電加熱圖案中，將線的數(shù)量控制為在根據(jù)相對(duì)于總線的距離劃分的三個(gè)區(qū)域、即A、B和A’中不同。S卩，在區(qū)域B中的線的數(shù)量被設(shè)計(jì)為小于在A和A’區(qū)域中的線的數(shù)量。
[0035]具有至少三個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形是具有至少三個(gè)頂點(diǎn)的多邊形或從其修改的圖形。下面將描述修改方法。
[0036]在本發(fā)明中，導(dǎo)電加熱圖案可以包括連接構(gòu)成具有相同數(shù)量的頂點(diǎn)的閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線的形狀，但是可以包括連接構(gòu)成具有不同數(shù)量的頂點(diǎn)的兩個(gè)或更多閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線的形狀。例如，導(dǎo)電加熱圖案可以包括連接構(gòu)成具有四個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線。又如，導(dǎo)電加熱圖案可以是包括連接構(gòu)成具有6個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線的圖案。又如，在混合具有3至8個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形的形狀中，導(dǎo)電加熱圖案可以包括連接構(gòu)成閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線。
[0037]作為示例，在包括連接構(gòu)成具有4至6個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線的圖案中，導(dǎo)電加熱圖案具有下述圖案:在所述圖案中，根據(jù)相對(duì)于總線的距離或沿著總線的縱向的距離來(lái)控制線的數(shù)量。
[0038]在本發(fā)明中，當(dāng)根據(jù)相對(duì)于總線的距離或沿著總線的縱向的距離來(lái)改變線的數(shù)量時(shí)，不特別限制具有不同數(shù)量的線，只要該線構(gòu)成閉合圖形的邊界。
[0039]例如，當(dāng)導(dǎo)電加熱圖案被構(gòu)成為包括連接構(gòu)成具有4至6個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線時(shí)，能夠根據(jù)相對(duì)于總線的距離或沿著總線的縱向的距離，來(lái)控制基于在兩條總線之間的距離方向而彼此面向的線的數(shù)量。例如，當(dāng)在兩條總線之間的距離如為圖2的A和A’所示時(shí)，能夠控制與距離方向平行并且面向彼此地布置的線的數(shù)量，S卩，在與在圖2中示出為紅色的線相同的方向上布置的線的數(shù)量。
[0040]又如，當(dāng)導(dǎo)電加熱圖案由構(gòu)成四邊形或六邊形的邊界的線構(gòu)成時(shí)，能夠根據(jù)相對(duì)于總線的距離或沿著總線的縱向的距離控制線的數(shù)量，在所述線中，在多條線中的延長(zhǎng)線與總線之一形成從45度至90度的接合角度。
[0041]又如，當(dāng)導(dǎo)電加熱圖案由構(gòu)成矩形、正四邊形、六邊形或正六邊形的線或者構(gòu)成從圖形修改的形狀的邊界的線構(gòu)成時(shí)，具有不同數(shù)量的線可以是在構(gòu)成矩形、正四邊形、六邊形或正六邊形的邊界的多條線中的、垂直于總線的縱向的線。
[0042]作為具體示例，在由選自由正四邊形、矩形、正六邊形和具有垂直于至少一條總線的兩條線的六邊形構(gòu)成的組的圖形構(gòu)成或者通過(guò)從圖形修改頂點(diǎn)的位置或線的曲率而形成的修改圖形構(gòu)成的圖案中，導(dǎo)電加熱圖案具有下述圖案:在所述圖案中，根據(jù)相對(duì)于總線的距離或沿著總線的縱向的距離，在圖形的預(yù)定修改形式或修改圖形中控制垂直于總線的線的數(shù)量。
[0043]作為更具體的示例，可以通過(guò)從正六邊形修改的圖案來(lái)設(shè)計(jì)導(dǎo)電加熱圖案。在包括構(gòu)成在圖3中所示的正六邊形的邊界的線的蜂巢結(jié)構(gòu)中，可以通過(guò)在圖3中所示的多條線中的、示出為第3號(hào)或第4號(hào)的線的數(shù)量來(lái)確定在總線之間的電阻值。[0044]S卩，當(dāng)電流因?yàn)樵诳偩€之間施加的電壓而流動(dòng)時(shí)，即使去除了一條線，示出為第I號(hào)、2號(hào)、5號(hào)和6號(hào)的線也可以通過(guò)其他線彼此連接，但是作為在總線之間的連接路徑的、示出為第3和4號(hào)的線當(dāng)從總線中被去除時(shí)導(dǎo)致電阻值增大。
[0045]因此，在圖3中所示的圖案中，當(dāng)在每個(gè)區(qū)域中的每個(gè)正六邊形的、示出為第3號(hào)和第4號(hào)的線的平均數(shù)量的比率在該區(qū)域被從上部劃分為三個(gè)區(qū)域、即A、B和C后改變?yōu)楸嚷?:1:2時(shí)，可以獲得在圖4中所示的圖案。
[0046]在圖4中的三個(gè)區(qū)域的表面電阻值的比率與示出為第3號(hào)和第4號(hào)的線的平均數(shù)量的比率具有反比例關(guān)系，并且用于每個(gè)區(qū)域的每個(gè)面積的熱值的比率是1:2:1，因?yàn)檫@三個(gè)區(qū)域變得串連，并且因此具有相同的電流值。
[0047]作為具體示例，通過(guò)將正六邊形的各條線的數(shù)量的比率從2:1:2改變?yōu)?:3:4或20:12:15，可以對(duì)于每個(gè)區(qū)域?qū)⒚總€(gè)面積的熱值控制為3:4:3或3:5:4。圖5和6圖示了其示例。下面的圖5圖示了一個(gè)示例，其中，通過(guò)將來(lái)自正六邊形的每個(gè)區(qū)域的第3號(hào)和第4號(hào)的邊的數(shù)量的比率控制為4:3:4來(lái)設(shè)計(jì)導(dǎo)電加熱圖案，并且下面的圖6圖示了一個(gè)示例，其中，通過(guò)將來(lái)自正六邊形的每個(gè)區(qū)域的第3號(hào)和第4號(hào)的邊的數(shù)量的比率控制為20:12:15來(lái)設(shè)計(jì)導(dǎo)電加熱圖案。
[0048]在本說(shuō)明書(shū)中，通過(guò)下述方式獲得的值可以被定義為孔徑比:將包括構(gòu)成閉合圖形的邊界的線的圖案未占用的面積轉(zhuǎn)換為相對(duì)于總的面積的比率。如上所述，當(dāng)根據(jù)相對(duì)于總線的距離或沿著總線的縱向的距離來(lái)控制構(gòu)成閉合圖形的邊界的線的數(shù)量時(shí)，可以將每個(gè)區(qū)域的孔徑比的差控制為2%或更小，優(yōu)選地為1%或更小。在該情況下，能夠通過(guò)實(shí)現(xiàn)每個(gè)區(qū)域的均勻加熱特性來(lái)從具有大的熱值的區(qū)域執(zhí)行去霜和除霜，并且防止因?yàn)樵趨^(qū)域之間的孔徑比的差引起的邊界被用戶識(shí)別。
[0049]例如，可以將在圖3的正六邊形結(jié)構(gòu)中的孔徑比計(jì)算如下。如圖7和圖8中所示，當(dāng)將線的長(zhǎng)度定義為a并且將線寬定義為w時(shí)，兩個(gè)正六邊形的面積是33/2a2，在區(qū)域A中的6條線(示出為紅色)的面積是6wa，并且，在區(qū)域B中的5條線(示出為紅色)的面積是5wa0因此，可以將孔徑比(％)計(jì)算為在區(qū)域A中為100*[l46/33/2)w/a]，并且在區(qū)域B中為100*[l_(5/33/2)w/a]。當(dāng)根據(jù)所述等式來(lái)計(jì)算根據(jù)構(gòu)成閉合圖形的邊界的線的長(zhǎng)度(a)和線寬(w)的每個(gè)區(qū)域的孔徑比的差時(shí)，獲得在下面的表I中的結(jié)果。
[0050][表 I]
【權(quán)利要求】
1.一種加熱元件，包括: 襯底； 在所述襯底上設(shè)置的導(dǎo)電加熱圖案；以及 兩條總線，被設(shè)置為分別向所述導(dǎo)電加熱圖案的兩端施加電壓， 其中，所述導(dǎo)電加熱圖案包括如下圖案，在所述圖案中，根據(jù)相對(duì)于所述總線的距離或沿著所述總線的縱向的距離，在包括連接構(gòu)成具有至少三個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線的圖案中的至少一些區(qū)域中，線的數(shù)量被控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中，所述閉合圖形包括具有3個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形、具有4個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形、具有5個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形、具有6個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形、具有7個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形和具有8個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形之一或兩個(gè)或更多。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中，所述閉合圖形由具有4個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中，所述閉合圖形由具有6個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中，所述閉合圖形是如下圖形，在所述圖形中，具有至少三個(gè)頂點(diǎn)的多邊形、具有至少三個(gè)頂點(diǎn)的多邊形的頂點(diǎn)的位置和所述多邊形的線的曲率的至少一個(gè)被修改。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中，所述閉合圖形是:在特定單元區(qū)域中改變多邊形的每個(gè)頂點(diǎn)的位置的圖形；通過(guò)下述方式來(lái)修改多邊形的線的圖形，所述方式是通過(guò)選擇使得在穿過(guò)所述多邊形的兩個(gè)相鄰頂點(diǎn)的多個(gè)圓中圓心與直線之間的角度恒定的圓，沿著所述圓的圓周將所述頂點(diǎn)彼此連接，其中每條直線連接所述多邊形的兩個(gè)頂點(diǎn)；或者其組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中，所述線包括直線、曲線、Z形線或其組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中，數(shù)量被控制的線是基于在兩條總線之間的距離方向而彼此面對(duì)的線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中，所述閉合圖形是:選自由正四邊形、矩形、正六邊形和具有垂直于至少一條所述總線的兩條線的六邊形構(gòu)成的組的圖形；或者修改圖形的頂點(diǎn)的位置和線的曲率的至少一個(gè)，并且數(shù)量被控制的線是垂直于至少一條所述總線的縱向的線的圖形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中，所述導(dǎo)電加熱圖案包括至少兩個(gè)區(qū)域，所述至少兩個(gè)區(qū)域的每個(gè)單位面積具有不同的平均數(shù)量的線。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的加熱元件，其中，在所述區(qū)域中的每個(gè)單位面積的線的平均數(shù)量的比率是整數(shù)比。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的加熱元件，其中，所述導(dǎo)電加熱圖案包括三個(gè)區(qū)域，所述三個(gè)區(qū)域的每個(gè)單元面積具有不同平均數(shù)量的線。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的加熱元件，其中，在所述三個(gè)區(qū)域中，在所述區(qū)域中的每個(gè)單元面積的線的所述平均數(shù)量的比率是0.8或更大并且小于I的值。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的加熱元件，其中，所述區(qū)域包括根據(jù)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定的條款109的部分‘A’和部分‘B’。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的加熱元件，其中，每個(gè)區(qū)域的孔徑比是90%或更大，并且在區(qū)域之間的孔徑差是2%或更小。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中，所述線的每個(gè)長(zhǎng)度從100微米至800微米，并且所述線的線寬從0.1微米至30微米。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中，所述導(dǎo)電加熱圖案具有下述形狀:在縱向上的線之間的平均距離比在橫向上的線之間的平均距離更寬。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中，所述導(dǎo)電加熱圖案由金屬線構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中，所述加熱元件相對(duì)于具有20cm的直徑的任何圓具有10%或更小的透射率偏差。
20.一種用于車輛的風(fēng)擋，包括根據(jù)權(quán)利要求1至19的任何一項(xiàng)所述的加熱元件。
21.一種用于制造加熱元件的方法，所述方法包括: 在基礎(chǔ)材料上形成導(dǎo)電加熱圖案；并且 在所述基礎(chǔ)材料上形成兩條總線，以便向所述導(dǎo)電加熱圖案的兩端施加電壓， 其中，所述 導(dǎo)電加熱圖案包括如下圖案，在所述圖案中，根據(jù)相對(duì)于所述總線的距離或沿著所述總線的縱向的距離，在包括連接構(gòu)成具有至少三個(gè)頂點(diǎn)的閉合圖形的邊界的頂點(diǎn)的線的圖案中的至少一些區(qū)域中，線的數(shù)量被控制。
【文檔編號(hào)】H05B3/84GK103718643SQ201380002421
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月21日
【發(fā)明者】崔賢, 金起煥, 金秀珍 申請(qǐng)人:Lg化學(xué)株式會(huì)社