具有集成的非移动百叶窗的全景延伸的风挡的制作方法

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具有集成的非移动百叶窗的全景延伸的风挡的制作方法与工艺

目前所公开的发明涉及在全景汽车玻璃窗中使用诸如PDLC和SPD之类的以电力方式控制的透光率可变的薄膜。

引用的参考文献

美国专利文件

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外国专利文件

WO 1999018320 A1 4/15/1999 Elliott,Janning

DE102004010790 A1 10/6/2005 Matthias Hallik

EP 1710104 B1 11/4/2009 Matthias Hallik

WO2013079832 A1 6/6/2013 Adele Verrat-Debailleul

WO 2014055386 A1 4/10/2014 Vijayen S.Veerasamy

非专利文件

SAE J903-1999 1999 SAE



背景技术:

对于产品和工艺的管理标准和规范都是基于现有的技术编写的。这是可理解的,因为这是切实可行的并实用的方法。通常,理想的技术可能不经济或不能实现。

随着时间的推移,这些基于技术的标准的主要问题是,它们不经常随着技术变动而被修改,除非有某种强制性的原因这样做。

汽车的驾驶员正面视觉要求是由政府规章制度规定的。意图是确保驾驶员具有足够的视野以安全地操作汽车。只基于人的因素的理想情况是在各个方向具有无障碍的视界。这不可能或不切实际。考虑到汽车的结构要求,该理想情况必须要妥协。

图1示出了用于确定驾驶员视觉区域的顶部的过程。规章制度确定了风挡的透明部分12的最小尺寸。在美国,客车风挡的驾驶员正面视觉区域由在1964年首次发布的SAE J903,客车风挡雨刮器系统进行定义。J903每隔五年被审核,但是,自从其诞生以来基本上未改变。最后一次更新是在1999年。

在J903首次发布时,风挡通常以几乎垂直安装角度108安装,并很少有或没有垂直弯曲。有趣的是,从50年代中期到60年代中期生产的多种型号被装配了当时被称为全景风挡的东西。此风挡延伸了垂直边缘以环绕通常被A柱占据的区域并进入该区域之内。由于这种环绕的半径小,因此,此区域的光学性能差。

风挡驾驶员视觉区域,根据J903,是利用具有安装角108的风挡计算出的。安装角108是相对于连接垂直中心线106的顶点和底点的线104的水平线102的角度。SAEJ903要求使用对驾驶员人群的统计分析,以生成由J903定义为“眼椭圆”的椭圆形状。眼椭圆包围了将包括大多数驾驶员人群的视点的区域。使用从统计学上来讲高的驾驶员的视点100来确定视觉区域的顶部边缘。在定义了汽车的“眼椭圆”的情况下,J903要求创建穿过高驾驶员视点的水平平面,然后,围绕驾驶员视点将该平面向上旋转10度。旋转的平面和风挡的交叉线形成驾驶员视觉区域的顶部。此假想线14被称为AS1线。政府安全规章制度要求此位置在每个风挡上被永久地标记。对于在美国销售的汽车,AS1标记下面的区域必须具有至少70%的透光率,并且不能被后视反光镜、黑带10,或任何其他物体遮挡。在欧盟制造的汽车的视觉区域必须符合类似于美国规章制度的ECE R43,一个主要区别是要求AS1线下面的透光率必须是至少75%。

用于计算该区域的底部的方法类似于用于顶部的方法,但是,基于从统计学上来讲身材矮的驾驶员的视点,并以较小的旋转角。最终结果是,小于20度的总的最小驾驶员视觉区域角度。尽管这对于大多数驾驶情况是足够的,但是,在某些情况下,诸如当面向下坡时,利用这样有限的视野,这会难以看见安装得高的信号和标志。在世界的某些地区,由于这个缘故,除悬吊的信号灯之外,还使用与驾驶员眼睛持平的交通信号。

如图1所示的风挡具有23度的安装角。可以看出,车顶的金属薄板16在风挡的顶部边缘处在两者汇合处与风挡相切。如果风挡的顶部边缘将被只延伸10-15cm,则驾驶员视觉可以从相对于水平线的10度提高到45度或更高。在图2中示出了风挡和金属薄板16的立体图。

如图1所示,低风挡安装角曾经是为高速火车、高速汽车和赛车预留的。响应于燃料价格上升和政府效率要求,汽车制造商专注于他们的汽车的气动阻力因素。由于气动阻力导致的汽车损耗相对于汽车的速度按指数规律地增大,在较高速度时变得相当大。用于计算气动阻力的公式是:

FD=1/2ρV2CDA

其中

FD是阻力;

ρ是空气的质量密度;

v是汽车的速度;

A是汽车的正面面积;以及

CD是阻力系数,是考虑了汽车的形状的0和1之间的一个数字。

随着速度翻倍,损耗将翻四倍。在40kph时,损耗是它们处于20kph时的4倍,在80kph时,它们变为它们处于20kph时的16倍。

具有像扁平箱子的前端的汽车可以具有接近于1的阻力系数,而高速火车或高速汽车可能小于0.3。该值越低,汽车的燃料效率将越高。如此,具有较低的安装角的风挡将比具有较高角度,所有其他的各项都相同的风挡将更有效率。

设计人员还致力于减少或消除其他阻力源。玻璃的边缘和金属薄板之间的不连续性是一个阻力源,也是车内的噪音源。这驱动了齐平的玻璃窗的趋势和装饰性饰边和压模的消除。常规风挡的顶部边缘是在风挡和金属薄板之间的界面处发生消耗气流的湍流能的区域之一。将该界面移到车顶线中将改善阻力,但是,这通常未能完成。

较低的安装角还允许车顶的金属薄板被设计为,以便它与风挡相切,并具有从风挡到基本上水平的车顶的大半径过渡。这使得生产在垂直方向具有全景观察角度的风挡成为可能,该风挡将在过渡区域具有好的光学特性,使用常规玻璃弯曲过程来制造是可能的且经济的。

在US 6118410 A中,Nagy等人延伸了风挡的顶部边缘,以便为“天线支架”提供电磁透明外壳,用于GPS、GSM、卫星及其他信号,而不是用于视觉或空气动力学。延伸的部分不用于驾驶员视觉,而是被黑带10覆盖。

在2005车型年度首次生产的Opel Astra GTC汽车是具有全景风挡的批量生产汽车的少数示例之一。顶部边缘延伸到车顶线和驾驶员和前排座乘客上方。由于风挡和车顶需要用满足EU 75%透光率规范的相同玻璃制造,因此,不能使用暗色调。车顶部分配备有机械百叶窗,这增加了成本和重量,并限制了玻璃功能,因为它或者屏蔽了100%的可见光或者不屏蔽,这都是现有技术的缺点。

市场表明,乘客区需要有视觉改善和自然光水平的提高,这些可由全景风挡提供。许多年来的款式趋势偏爱汽车上的较大的玻璃窗区域,这具有额外的益处,因为它还减轻了重量。在世界的许多汽车市场,一个非常普遍的汽车选项是通常被称为天窗或全景天窗的透明汽车顶板。这样的透明汽车顶板给汽车内提供了更多的自然光、透明度,以及更大的空间感觉。

尽管透明汽车顶板的目的是允许光进入汽车,但是,在某些情况下,可能需要限制进入汽车的光的量是可能的。在明亮的阳光充足的日子,光的强度会变得对皮肤和眼睛不舒服。通过汽车顶板进入的日光辐射还会快速地使汽车的内部温度升高,增大了对空调系统的负载,并会将停放的汽车的内部温度提高几度。结果,通常使用暗色调玻璃,具有近似20%的透光率。

然而,在严寒环境下,车内日光辐射提高会帮助保持汽车的内部暖和。这对于配备有高效率内燃发动机的发动机废热极少的汽车特别重要,对于那些使汽车发热的电能必须由电池来提供的(这会缩小汽车的续航里程和电池的续航能力)电动和混合型电动汽车甚至更重要。因此,这些汽车顶板需要透明的高透光率玻璃。

在图3中示出了现有技术的示例。驾驶员上方的车顶区域替换为透明面板18。通常使用只透射可用的太阳能的20%的钢化暗色调玻璃。不使用具有较高透光性的玻璃,因为在阳光灿烂的日子汽车将快速地变热。此方法限制了最大光强度,但是当可能需要让更多光和太阳能进入车内时也限制进入车内的能量。

除着色玻璃之外,通常还提供某种类型的遮光装置来限制光。通常提供滑动的不透明面板来控制从图3的天窗18进入的光量。利用20%着色的天窗,进入的光可以从20%调节到零。显而易见,较宽的范围将是有益的。

由于需要为遮光装置提供空间,这样的汽车顶板的最大面积受到限制。从图3可以理解,为容纳滑动板遮光板,天窗必须限于小于车顶区域的一半。如图3所示的现有技术的汽车顶板照射的区域仅限于汽车舱的前面部分。

滑动遮光板方法的另一缺点是,为容纳所述机械遮光装置,必须减小汽车的顶部空间,常常超过2cm,或车顶高度提高,这两项中没有一项是所希望的。现有技术的遮光装置还导致:额外的组装工作量,部件的数量增大,复杂性提高,保修申请增多的可能性,以及汽车重量增大。

对天窗的改善是现有技术的全景车顶。图4示出了基本上车顶的整个水平部分都替换为全景车顶20。车顶的唯一剩余的金属薄板16位于全景车顶和风挡之间的过渡区域。大多数全景车顶系统都包括两个或更多透明玻璃面板。面板通常还使用暗色调玻璃制造,如此,与现有技术的较小天窗具有相同缺点。

滑动的平板不能被用作全景天窗上的遮光板。已开发了许多卷帘式遮光装置。US 8678488 B1,Kim,以及US 7814958 B2,Hanson两者公开了与全景透明车顶一起使用的卷帘百叶窗系统。尽管它们提供了大得多的车顶玻璃区域,但是,它们价格高。它们也使用了暗色调玻璃,如此,也有现有技术的缺陷,以及进一步缩小了顶部空间,增加了多个额外的部件,以及增大发生故障的概率以及保修问题。

US 20070182217 A1公开了汽车的透明车顶系统。透明面板从前风挡的顶部前边缘延伸到后窗的顶部边缘。风挡、车顶以及后窗之间的两个间隙被最小化以提供改善的美观性、气动阻力以及降低的风噪声。其具有前面所描述的现有技术的相同优缺点,因为使用了暗色调玻璃并且必须提供遮光装置。

如上文所提及的,现有技术的基本问题之一是依赖于使用暗色调来限制最大透光率。在寒冷气候条件下,允许尽可能多的能量通过车顶进入车内是有益的。有许多可以被用来生产可以从高透光率切换到低透光率的可变透光率(色调)玻璃窗的技术。商业上使用的主要技术有:Electrochromic(电致变色)、悬浮粒子设备(SPD),以及聚合物分散液晶(PDLC)。在美国7333258B2电致变色材料中可以找到对这三种技术极好的描述,因此这里将不再详细深入的讨论。

电致变色可切换的材料是当低压直流电穿过化合物时从透明状态变为不太透明的状态的化合物。这些材料响应于电流而产生可逆化学反应。电致变色设备具有非常低的功率要求,在没有电能的情况下将维持它们的最后的状态比较长的时间。颠倒电流的极性将会使化合物返回到其以前的状态。切换时间从亮到暗以及从暗到亮,大约几秒钟。可以在较新的大型喷气式客机中发现大的电致变色窗户。到目前为止,主要汽车应用是几乎无所不在的自调光后视镜。只有少量的高端外国汽车具有电致变色天窗,即使该技术已经商业上可获得超过10年。

SPD利用高长径比针状的颗粒(光阀),这种颗粒当置于电场中时将与电场对齐。当电场被关闭时,分子呈现随机的光屏蔽朝向。对齐的程度随着施加的交流电(AC)峰到峰电压的大小变化而变化,允许色调被设置为两种状态之间的任何一点。SPD将不会随着DC电流切换。

PDLC利用对电场敏感的分子。主要功能差异是,PDLC主要散射从透明变为不透明的光。PDLC,与SPD一样,也以交流电来操作,并对施加的峰到峰电压的大小敏感。PDLC将从透明过渡到不透明,并可以被设置为中间的任何一点。PDLC将不会随着DC电流切换。

SPD和PDLC化学上非常不同,但是,组装的薄膜具有共同的制造工艺和驱动方法。两者都响应于AC电场而切换。早期的实施是在透明涂有导电涂层的玻璃板之间夹住活性的SPD或PDLC材料。使用导电涂层来施加电场。一种更为经济的方法是利用两张透明涂有导电涂层的塑料衬底板来替换两张涂有导电涂层的玻璃板,这两张透明涂有导电涂层的塑料衬底被用来封装SPD或PDLC活性材料。然后,组装的薄膜130在两张玻璃板之间被层压,以提供耐久性。

在2014车型年度,已知至少三种高端客车被批量生产,它们配备有可切换的全景车顶系统。US 8102586 B2、US 20130038093 A1、US 20070182217 A1和US 20120307337 A1各自都公开了可切换的汽车玻璃窗的某个方面。

所有可切换的技术面临的问题之一是它们如此新。悬挂帘、遮挡板、遮光板和百叶窗是几个世纪以来被用来限制通过窗口进入的光量并提供隐私的手段。消费者可能需要花一些时间接受没有前述机械装置的能够限制光并提供隐私的窗户。可能的情况是消费者将出于纯粹的美观性考虑,在他们的可切换的窗户上,继续安装悬挂帘、遮挡板、百叶窗。需要注意的是,数以百万计的家庭安装了无功能的遮挡板。WO1999018320 A1描述了一种用于将可切换的区域分段为单独的可寻址的元件的方法。PDLC具有额外的缺点:中间状态具有模糊的外观,该外观倾向于给观察者他们正在透过“廉价”塑料看的感觉。

甚至对于基本上用玻璃覆盖的整个车顶,仍需要支撑结构来安装玻璃,并支撑后视镜、汽车内部灯、遮光板及其他元件。这些元件有几公斤重。如此,实际驾驶员视野仍在从风挡到车顶的过渡中被干扰。DE102004010790 A1描述了用于将遮光板安装到A柱的方法(支撑车顶的左/右组柱被称为A、B和C柱。A柱支撑车顶的前部,B在前后门之间提供支撑,而C柱支撑车顶的后部)。EP 1710104 B1解决了车内照明的问题,其提出了通过刺穿玻璃的内层的通孔进入的叠片导体。WO2013079832 A1采取了一种更切实可行的方法,其需要在玻璃窗中层压固态照明设备。类似地,US8613997 B2公开了具有安装到层压在玻璃层之间的电路板上的LED的玻璃。



技术实现要素:

低的风挡安装角,车顶金属薄板持续与风挡的顶部相切,并进行大半径过渡的趋势,使得经济地大批量生产在过渡区域具有好的光学特性的大风挡成为可能,大风挡包括相当大的部分(如果不是整个车顶),甚至包括后窗。这样的风挡移走或消除了玻璃和金属薄板之间的强湍流/阻力界面,同时给驾驶员提供改善的垂直观察区域,并允许更多的光进入乘客区。

这样的风挡本身不足够,因为必须提供遮光装置。平的滑动板和卷帘式遮阳板不是所希望的,因为没有空间可用。尽管能够将遮光板安装到玻璃或A柱上,但是,它们不能遮蔽悬吊的部分。因此,以电力方式可切换的材料被层压在玻璃层之间以形成百叶窗,并提供遮阳板功能。也可以使用相同材料来提供遮光板。

为克服消费者对于熟悉的美观性的偏好,不是调节整个可切换的材料板的透光率,而是材料被分段成为电力上分开的电路或“板条”,以形成模拟百叶窗的结构。同理也可以用于遮光板,模拟熟悉的矩形形状。控制装置允许百叶窗以任何所需的序列打开或关闭。所述控制装置能够配备有可编程用户界面,该用户界面可以是智能电话或平板,允许用户修改和添加序列。所述控制装置还可以操作发声装置,该发声装置可以被编程为产生与百叶窗的操作同步的可能需要的任何类型的声音。可以使用塑料百叶窗打开的声音来补充常规百叶窗的美观性。或者,用户可以选择:音符、猛关的牢门、向量枪或几乎任何可想象的东西,其新颖性将吸引大量的购买大众。

所述控制装置可以包括与玻璃集成的触感开关。柔性信息显示器也可以与玻璃集成。

可切换的材料不以任何方式占用汽车的顶部空间,比可替换的实现方式轻,具有较少的部件,较轻的重量,较少的工作量,要求较少的汽车装配时间,并可以使用已经用于安装现有技术的风挡的相同工具、方法以及系统来安装。

在寒冷的气候条件下,可以和百叶窗一起使用高透光率玻璃,允许汽车充分利用免费的太阳能,而在热天又不会使汽车过热。

可以理解,可以将本领域技术人员已知的其他技术包含到叠层中,包括,但不仅限于:线路、银料、透明导电薄膜或其他形式的电阻加热、红外线反射涂层和薄膜、光致变色涂层和薄膜,着色的成份和中间层,以及吸热、安全和加强中间层和成份。

附图说明

图1示出了驾驶员前视区域上限。

图2示出了现有技术的金属薄板车顶和风挡。

图3示出了现有技术的具有天窗的金属薄板车顶和风挡。

图4示出了现有技术的全景玻璃车顶和风挡。

图5示出了具有可切换的遮光板、两板条百叶窗和用于中央操纵台的安装螺柱的延伸的风挡。

图6示出了包括整个车顶的延伸的风挡,具有可切换的双矩形遮光板和十八板条百叶窗。

图7示出了包括整个车顶的延伸的风挡,具有延伸到AS1的可切换的遮光板和十八板条百叶窗。

图8示出了包括整个车顶的延伸的风挡,具有延伸到AS1的可切换的遮光板和十八板条百叶窗板条,被示为具有透明状态下的遮光板和驾驶员上方的板条。

图9示出了包括整个车顶的延伸的风挡,具有延伸到AS1的可切换的遮光板和十八板条百叶窗板条,沿着前后中心线和驾驶员和乘客位置上方有LED灯。

图10示出了包括整个车顶和后窗的延伸的风挡,具有延伸到AS1的分段的可切换的遮光板和十八板条百叶窗。

图11示出了用于具有15板条遮光板的一张可切换的材料。

图12示出了可切换的薄板连接器细节。

图13示出了分解图:百叶窗部分的叠层的截面。

图14示出了分解图:具有柔性连接器的百叶窗部分的叠层的截面。

图15示出了靠近边缘的叠层的截面,具有两个垫片,用于缩小玻璃中的可能由于厚度的突然变化而出现的弯矩和表面张力。

图16示出了用于保护和隐藏连接器的玻璃的内层中所使用的凹槽。

图17示出了典型的弯铁模。

图18示出了现有技术的可切换的薄膜。

参考编号

10 玻璃上的黑色印样

11 玻璃的底部边缘

12 采光口

14 视觉区域的AS1顶部

15 玻璃的顶部边缘

16 车顶的金属薄板

17 控制

18 天窗

19 界面

20 全景车顶

21 发声装置

22 可切换的双遮光板

24 可切换的百叶窗板条

26 可切换的AS11遮光板

28 具有18个板条的可切换的百叶窗

30 螺柱

31 信息显示器/触摸控制。

32 可切换的3段AS11遮光板

34 LED照明

100 驾驶员视点

102 水平线

104 中心线

106 中心线绳

108 安装角

120 可切换的层1的边缘

122 可切换的层2的边缘

124 导电迹线

126 连接器-热

128 柔性电路-热

130 可切换的薄膜

132 导电涂层中的激光切割线

134 具有导电粘合剂的连接衬垫

136 柔性电路-中性

138 柔性电路

140 连接器-中性

142 软母线-热

143 平板玻璃

144 玻璃

145 弯铁轨道

146 塑料中间层

147 悬垂

148 透明的涂有导电涂层的塑料(PET)。

150 可切换的乳液

151 薄的铜母线

152 具有透明导电涂层的PET的一侧

154 导电粘合剂

156 柔性衬底

158 垫片

160 玻璃的外层

162 玻璃的内层

具体实施方式

优点

·至少45度的延伸的垂直全景观察角度。

·高科技美观性,同时维持机械百叶窗的外观和感觉。

·更多的自然光。

·增大的视觉区域。

·车内更大的空间感觉。

·高水平的产品差异化。

·较低的气动阻力。

·较低的重量。

·当需要时,较高的透光率。

·精确的照明控制。

·无顶部空间损失。

·与现有的装配设备兼容。

·所需部件的数量减少。

·汽车组装工作量减少。

·汽车装配时间缩短。

通过参考如下面所描述的具体的实施例来最好地描述本发明:

第一实施例

本发明公开了一种汽车玻璃窗,包括风挡,所述风挡具有顶部边缘,延伸以给驾驶员提供由SAE J903所定义的从驾驶员视点的至少45度的延伸的垂直观察角度,并具有集成的电力可切换的百叶窗系统。第一实施例在图5中示出,并基于图1的风挡。底部前边缘11具有1550mm的长度,顶部边缘15具有1250mm的长度。垂直中心线106长度~900mm,安装角108是23度。图5示出了三个螺柱30形式的安装装置,其用于附接到中央操纵台的玻璃、反光镜、摄像机及其他可能需要的设备。

风挡15的顶部和基本上水平的天窗16的部分之间的过渡半径是2000mm。这么大的半径给乘客提供了即使有也没多少明显的光失真的视野。在玻璃的表面上,在玻璃的边缘周围施加黑涂料带,以隐藏汽车的安装用法兰的边缘,用于安装玻璃的粘合剂、PDLC膜和电连接器。

风挡14的顶部边缘被延伸以包括车顶的过渡的部分。使用吸热玻璃成份来制造外层,而使用透明的玻璃成份来制造内层。AS1区域的玻璃的总的透光率大于75%。

使用PDLC薄膜来提供两板条百叶窗24和双矩形遮光板22。在风挡的底部,黑带10是100mm,在别处是35mm。黑带旨在隐藏PDLC薄膜的边缘,以及到PDLC的电连接。PDLC在接通状态具有60%的透光率,在断开状态不透明。

图13示出了百叶窗区域的叠层的截面的分解图。可切换的活性材料150被夹在两张塑料148(PET)之间,在PET 148的面向活性材料150的一侧具有导电透明涂层152(ITO)。使用CO2激光器,或另一合适的激光类型,在涂层152中蚀刻导电电路132。

包括两张透明涂有导电涂层的152薄板148和活性的透光率可变的材料150的组装的组件组应该被称为“薄膜”130。薄膜130使用塑料中间层146(PVB、EVA、PU,典型的38μm至76μm)层压在两张玻璃144之间。如果需要较高的结构强度,则还可以添加额外的一张中间层146,以便在叠层中包括透明加强层。如果叠层需要防弹评级,则也可以添加额外的玻璃/塑料层。

可以向整个玻璃窗或一部分添加诸如红外线反射膜之类的额外的薄膜/塑料层。也可以使用吸热的、声音减弱的、着色的,安全和/或加强的中间层。可以使用响应于日光的强度而自动地改变着色的光致变色中间层,来提供在各种气候条件下具有高性能的玻璃窗。

所使用的玻璃成分可以配备有红外线反射涂层,是着色的和/或吸热成份和/或是热或化学上韧化的。

图11,12和14示出了如何实现到薄膜130的电连接的各方面。必须建立到两张涂有导电涂层的塑料薄板148的每一张的至少一个电连接。为建立到两张涂有导电涂层的薄板146中的每一张上的导电涂层154的电连接,相对的那张薄板的一部分必须与活性材料一起去除,以暴露正在与其建立连接的导电涂层。必须建立连接148的相对的那张薄板的部分被切掉,活性材料150被去除。

如果只要求到涂有导电涂层的塑料薄板148的单一连接,与中性AC电连接(图11 120)的情况相同,薄的(25-75μm)铜片或铜带(25-75μm)可以与导电粘合剂154一起使用或可另选地,银膏与铜带一起使用以使铜保持在原位。然后,将细线或连接器140附接到铜。

当需要多个连接时,与切换单独的段24所需的多个连接128的情况相同,使用标准电子产品中所使用的那种类型的柔性印刷电路。在薄的耐久的衬底156上沉积铜124(厚度5-50μm),以形成电路124以及连接板。使用导电软膏或粘合剂来提供到导电涂层152的耐久的连接。

准备层压的PDLC薄膜在市场上可从许多来源买到。在本发明的一个额外的实施例中,使用包括两张125μm厚的涂有导电涂层152(氧化锡铟,ITO)的塑料PET薄板148,以及夹在两个导电表面之间的50μm的一层PDLC乳液的薄膜130来制造遮光板和百叶窗板条。

本发明公开了生产本发明的延伸的风挡的电路的三种不同的方法。最终结果对于每一种方法都是相同的。

薄膜130包括两张PET的涂有导电涂层的薄板148,在两张薄板之间放置了活性的可切换的材料150,每一张PET的导电表面152都面向活性材料150。由于导电表面152之一充当电路的中性,因此,只有一张薄板需要将导电涂层152切割,以形成电路22与24,电路22与24是形成薄膜22与24的单独地控制的部分所需的。三种方法在如何切割导电涂层方面不同。

制造用于本发明的风挡的薄膜的第一种方法包含下列步骤:

1)单张PET薄板148被切至所需长度。

2)该薄板被放置在大型平板式脉冲CO2激光器上,功率在25-100瓦特范围之内,涂有导电涂层的一侧面向激光器。

3)激光器被配置为使PET衬底基本上保持原样。

4)激光器遵循编程的路径,以在导电涂层中产生裂口,在电路132的可切换的元件之间提供电绝缘。

5)然后,该薄板被用来产生完成的薄膜130。

这是用于产生实施例1的方法。此方法在各段之间产生几乎不可能看见的宽度大约为50-100μm的分隔线。活性材料也受到保护而免受中间层的干扰(某些中间层化学上不兼容)。此方法的缺点是需要额外的处理。PDLC薄膜通常使用两大卷涂有导电涂层的PET,以连续过程生产,组装的薄膜被绕在卷轴上。

在制造用于本发明的风挡的薄膜的第二种方法中,

1)单张PDLC薄膜130被切至所需长度。

2)薄膜被放置在大型平板式脉冲CO2激光器上,功率在25-100瓦特范围之内。薄膜的任何一侧都可以面朝上。

3)激光器被配置为使顶部那张PET薄板和导电涂层被穿透,而使底层PET基本上保持原样。

4)激光器遵循编程的路径,以在顶部PET和导电涂层中产生裂口,在电路134的可切换的元件之间提供电绝缘。

5)然后,该薄板被用来产生完成的薄膜130。

利用此方法,段之间的分隔线更加明显。

在制造用于本发明的风挡的薄膜的第三种方法中,

1)单张PDLC薄膜被切至所需长度。

2)薄膜被放置在大型平板式脉冲CO2激光器上,功率在25-100瓦特范围之内。薄膜的任何一侧都可以面朝上。

3)激光器被配置为使薄膜在其厚度上被完全穿透。

4)激光遵循编程的路径,以穿透PET和导电涂层两层,在电路134的可切换的元件之间提供电绝缘。

5)然后,该薄板被用来产生完成的薄膜130。

这会导致在三种方法中最明显的分隔线。

也可以使用激光器以外的切割装置来执行这三种方法。已经发现,利用刀片穿透单层或者两层PET会导致非常明显的分隔线。如果可见线是美观上的需要,则可以使用刀片。

只使整个可切换的区域发亮和变暗的现有技术的实施例只需要到薄膜130的两个连接,一个到每一导电层152的连接。利用施加于每一张薄板148的具有小直径金属丝的单一长度的薄的铜带,实现这一点很简单。常常使用被用作母线的薄的铜带130,从叠层的边缘进行电连接。然而,本发明要求多个连接。在多个附图中所示出的18板条百叶窗实施例中,需要具有至少18个连接点,每一板条一个连接点,在一层上包括遮光物。

到在透明导电涂层中形成的电路24的电连接通过使用如图11和12所示的柔性印刷电路来实现。在薄的柔性耐久的衬底156(50μm聚酰胺)上沉积铜迹线124,以形成所需的两个连接器电路126和140。由于板条24和遮光板22/32元件要求极少的电流,因此,迹线124非常细,并靠近小于1mm,这允许许多迹线并排,无需具有大于否则要求的黑带10。铜迹线124在单点引出到连接器126,连接器126用于将电路连接到控制装置17。热端上的每一迹线都终止于衬垫134(59mm x 6mm)中,并施加导电粘合剂154,以粘接并建立到ITO 152的电连接。为接入并连接到ITO 152,从相对的PET层切掉一个条带(10mm),并去除乳液,暴露出ITO。需要粘合剂124,以在ITO 152和铜124之间提供良好的永久连接。一种常用的替换方法是利用用于电路板的银膏将铜粘接到ITO 152。

图11示出了用在PLDC薄膜的相对的两侧上以提供中性140和热连接126的柔性电路连接器128与136。如图16所示,内玻璃板162,被挖了凹槽162(3-6mm x50-150mm)以保护连接器138,并允许柔性连接器138折叠,并从汽车的外面看不见。中性一侧只需要单线即可完成连接。

所使用的控制装置17是小型可编程逻辑控制器,具有24个用于操作2板条、两遮光板、延伸的全景风挡的固态输出。控制器17可以位于任何适当的位置。如所属领域的技术人员可以理解的,几乎任何操作序列都可以被轻松地编程,有大量的方法可用于选择和激活所述操作序列。

为模拟传统的百叶窗,一次一个,从头到尾地切换板条24,在板条切换之间有用户可发觉的时间延迟(<5s,但也可以使用比较长的延迟),目的是模仿常规垂直百叶窗正在被打开时的美感。为进一步增强美观性,使用发声装置21来发出与百叶窗操作同步的声音。

所述声音可以是音符,如人听到的操作塑料百叶窗时发出的塑料翻转的声音,或某种特殊效果。

控制装置19的用户界面可以允许用户编程任何所需的序列,以及切换时间延迟,加上选择如何切换每一板条。板条具有至少两种状态,不透明和透明,但是,也可以具有更多状态。作为示例,通过控制峰到峰AC电压的大小,透光率可以被设置为不透明、25%、50%、75%和最高水平的100%。这可以使用将DC转换为AC的电子转换器或利用变阻器来实现。相同的控制方法可以用于PDLC和SPD两者。在一个步骤中或在任意数量的可用的步骤中,百叶窗的每一状态都可以从打开变到关闭。界面19也可以允许用户利用他们自己的声音中的一种或多种,来个性化他们的汽车,正如利用铃声来个性化他们的电话那样。

控制装置17的用户界面19可被实现为单独的专用的界面或集成到现有的汽车界面中的一个中。也可以将无线界面做到智能电话或平板上运行的应用程序。

没有活动部件的电容性和电阻性的触感开关是已知的,且多年来被广泛应用。可以通过使用导电性涂料、嵌入式线路、银料及其他装置,将这种开关31集成到玻璃窗中。可以预想任意数量的操作状态。在一种非常基本的实施中,提供了单一触感开关。甚至在这种情况下,各种选项都是可能的。可以编程一个短的轻敲以一次一个板条地打开或闭合遮光板,而触摸开关比较长的时间可以完全打开或关闭。可以提供更多切换元件以允许更多选项,甚至对每一单个板条的单独的控制。

全景风挡也可以配备有信息显示装置31。正在生产非常薄并且柔性的有机发光二极管显示器,使得将这样的显示器与玻璃窗集成在一起成为可能。这样的显示器可以位于AS1区域14周围,并用于显示天气、交通信息、GPS数据、安全警告及其他数据。

在本发明的某些实施例中,使用风挡的双重重力弯曲以弯曲玻璃。此工艺是风挡制造领域的技术人员已知的,基本上与用于生产大型商用车风挡的工艺相同。双重重力弯曲是全世界用于制造大多数汽车风挡的典型的方法。使用被称为弯铁或弯曲模具(图17)的工具,弯曲两片或更多片的切割成所需形状的玻璃144。

弯铁被设计成在多个水平的接触点支撑平的未弯曲的玻璃。为此,将弯铁制造为具有轨道145,轨道145形成为垂直于最终的弯曲玻璃表面144,并成型为提供支撑给弯曲玻璃,从玻璃的边缘向内侧高达12mm 147。

轨道145通常由6.35mm x 25-100mm 304不锈钢扁材或片材制成。为了将平面玻璃143支撑在一个水平位置,轨道必须被切割成段,并被铰接以打开和关闭,如图17所示,该图示出了处于完全打开和完全关闭状态的弯铁以及悬在轨道上方的玻璃。将平面玻璃143装载到打开的弯铁中,然后加热。当玻璃144软化并下垂时,弯铁的被铰接的部分朝着闭合状态移动。此工艺适用于生产本文所描述的全景延伸的风挡。

PDLC薄膜由前面所描述的那样处理并如图11所示。在本发明的优选实施例的一个中,每一PET层的如图所示的相对的边缘、顶部122和底部120被削减12mm,去除活性的乳液,暴露出导电涂层。然后,将柔性热的且中性的母线/连接器柔性衬底136、128粘贴到ITO。在层压之后,安装连接器126、140。

当薄膜不能覆盖玻璃的整个区域时,会发生当层压任何类型的薄膜时的问题之一,这是本发明的一个实施例中的情况。不均匀的厚度会导致玻璃中的弯矩以及高表面张力,其会导致损坏。为防止此问题,柔性连接器被设计为使它们与它们所替换的材料具有相同厚度(一层PET以及活性的可切换的层)。它们也会超大,以使连接器的外侧边缘在玻璃的边缘的3mm内。可以理解,使用较厚的或加强的玻璃或不同的中间层的某些风挡可以不必延伸至那么接近于玻璃的边缘,事实上,连接器可以延伸到玻璃的边缘之外。

如图15所示,在薄膜130的前边缘和尾边缘,添加了一个或多个PET的“垫片”层158,以允许在较大的距离内覆盖的厚度的比较温和的过渡。作为示例,如果总的薄膜厚度是500μm,50mm宽的250u PET的条带将被插入在叠层中,接着是25mm宽的125μm的垫片条。可以理解,可以使用在制造过程和使用中能够支撑的任何其他透明材料。如果薄膜的边缘位于被黑涂料隐藏的区域,则材料不必是透明的。

玻璃层144、中间层146和具有柔性电路126/140的经过处理的可切换的薄膜130被组装在一起,置于真空袋中,然后,在高压灭菌器中处理。所描述的层压过程与用于具有嵌入式线路加热和各种类型的薄膜的常规风挡的相同,如此,将不详细描述此过程,因为是风挡制造领域的技术人员所熟知的。

在汽车装配线上,能够使用用于普通风挡的相同的自动化系统,利用新型的机械臂工具,以及对工作包络的某些调整,来安装全景风挡。

第二实施例

图6示出了本发明的第二实施例。顶部边缘已经被延伸以基本上包括整个车顶,并包括双矩形遮光板22和18板条PDLC百叶窗28。添加遮光板消除了向玻璃或A柱安装机械遮光板的必要性,增加了第一实施例中已经介绍的优点。所有其他细节都与实施例1相同。

第三实施例

图7示出了本发明的第三实施例。顶部边缘已经被延伸以基本上包括整个车顶,并包括延伸到AS1线的分段的遮光板32和18板条PDLC百叶窗28。图8示出了在接通状态下在驾驶员上方的区域具有板条的第三实施例。所有其他细节都与实施例2相同。

第四实施例

图9示出了在第二实施例中添加了LED照明的第四实施例。LED被安装到透明的涂有导电涂层的衬底上,并层压到玻璃窗中。一串LED沿着从前部边缘到尾部边缘的中心线延伸。第二串LED垂直于中心线,并为乘客和驾驶员提供阅读用灯。

第五实施例

图10示出了本发明的第五实施例。顶部边缘已经被延伸以基本上包括整个车顶和后窗,并包括18板条PDLC百叶窗28。添加遮光板消除了向玻璃或A柱安装机械遮光板的必要性,增加了第一实施例中已经介绍的优点。所有其他细节都与实施例1相同。

必须理解,本发明不仅限于上文所描述并示出的实施例。所属技术领域的专业人员将理解,可以实现不偏离本发明精神的诸多变化和修改,其仅由下列权利要求进行限定。

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