加热元件及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种每个区域的热值均被控制的加热元件或一种每个区域的热值均被控制并且不引人注意的加热元件。本发明还涉及一种用于制造加热元件的方法。
【专利说明】加热元件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本申请要求2012年3月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请N0.10-2012-0028572的优先权，其公开通过引用被整体包含在此。
[0002]本发明涉及加热元件及其制造方法。更具体地，本发明涉及每个区域的热值均被控制的加热元件及其制造方法。
【背景技术】
[0003]当在车辆外部和内部之间存在温差时，在车辆的窗户上形成潮气或霜。而且，在室内滑雪场(indoor ski rink)的情况下，因为在滑坡内部和滑坡外部之间的温差导致出现凝结。为了解决该问题，可以使用加热玻璃。该加热玻璃使用通过下述方式从供热管道(heating line)产生热量的概念:将供热管道片材附接到玻璃表面或直接地在玻璃表面上形成供热管道，并且向供热管道的两端施加电力，由此提高玻璃表面的温度。
[0004]为了制造加热玻璃，已经提出了下述方法:使用诸如氧化铟锡(ITO)或Ag薄膜的透明导电材料通过溅射处理来形成整个的表面加热层，然后，将电极连接到该表面加热层的前端。然而，存在下述问题:因为高表面电阻，导致在低压下难以驱动通过该方法制造的加热玻璃。因此，当要在低压下产生热量时，已经提出了使用诸如金属管道的供热管道的尝试。
【发明内容】
[0005]技术问题
[0006]在加热元件中，可能要求根据每个区域的用途来控制每个区域的热值。另外，可能对于加热元件要求下述特性:可以根据每个区域的用途在对于用户不显眼的同时控制每个区域的热值。为了满足上述要求的特性，本发明人已经对于每个区域的热值被控制的加热元件或每个区域的热值被控制并且对于用户不显眼的加热元件反复地研究，由此完成本发明。
[0007]技术方案
[0008]本发明的一个示例性实施例提供了一种加热元件，包括:
[0009]基础材料；
[0010]在所述基础材料上设置的导电加热图案；以及
[0011]两条总线(bas bar)，被设置为分别向所述导电加热图案的两端施加电压，
[0012]其中，所述导电加热图案包括如下图案，在所述图案中，根据相对于所述总线的距离或沿着所述总线的纵向的距离，在包括连接构成具有至少三个顶点的闭合图形的边界的顶点的线的图案中的至少一些区域中，线的数量被控制。
[0013]本发明的另一个示例性实施例提供了一种用于制造加热元件的方法，所述方法包括:
[0014]在基础材料上形成导电加热图案；并且[0015]在所述基础材料上形成两条总线，以便向所述导电加热图案的两端施加电压，
[0016]其中，所述导电加热图案包括如下图案，在所述图案中，根据相对于所述总线的距离或沿着所述总线的纵向的距离，在包括连接构成具有至少三个顶点的闭合图形的边界的顶点的线的图案中的至少一些区域中，线的数量被控制。
[0017]有益效果
[0018]根据本发明的一个示例性实施例，能够提供一种每个区域的热值均被控制的加热元件。而且，根据本发明的另一个示例性实施例，能够提提供一种每个区域的热值均被控制并且对于用户不显眼的加热元件。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1图示了一种形状，在该形状中，根据相对于总线的距离来控制构成导电加热图案的多边形的线的数量。
[0020]图2图示了根据本发明的一个示例性实施例的线，在图案中需要控制线的数量以便制造加热元件。
[0021]图3图示了由正六边形的线构成的图案。
[0022]图4图示了一个示例，其中，从在图3中所示的图案中，根据相对于总线的距离来控制构成图案的线的数量。
[0023]图5和6图示了一个示例，其中，根据相对于总线的距离来控制构成图案的线的数量。
[0024]图7图不了用于设计图2的区域A的图案的基本图形。
[0025]图8图示了用于设计图2的区域B的图案的基本图形。
[0026]图9图示了修改正六边形的方法。
[0027]图10图示了从正六边形修改的图案的形状。
[0028]图11图示了一个示例，其中，当根据本发明的加热元件被应用到车辆的风挡时，根据车辆的风挡的斜率来修改图案。
[0029]图12图示了一个示例，其中，对于车辆的风挡来设计根据本发明的加热元件。【具体实施方式】
[0030]以下，将更详细地描述本发明。
[0031]根据本发明的一个示例性实施例的一种加热元件包括:基础材料；在所述基础材料上设置的导电加热图案；以及两条总线，被设置为分别向所述导电加热图案的两端施加电压，其中，所述导电加热图案包括如下图案，在所述图案中，根据相对于所述总线的距离或沿着所述总线的纵向的距离，在包括连接构成具有至少三个顶点的闭合图形的边界的顶点的线的图案中的至少一些区域中，线的数量被控制。
[0032]在本发明中，可以通过下述方式来根据相对于总线的距离或沿着总线的纵向的距离控制热值:在包括连接构成闭合图形的边界的顶点的线的图案中的至少一些区域中，根据相对于总线的距离或沿着总线的纵向的距离来改变线的数量。具体地说，通过连接构成用于构成导电加热图案的闭合图形的边界的顶点的线的数量，来确定在两条总线之间的电阻值，并且可以通过控制线的数量来设置对于每个区域具有不同的热值的加热元件。[0033]在本说明书中，线连接构成具有至少三个顶点的闭合图形的边界的顶点，并且，每条线可以由直线、曲线、Z形线或其组合构成。在此，顶点表示线彼此相交的点，并且被解释为不占用任何面积。
[0034]例如，图1图示了一个示例，其中，根据相对于总线的距离来控制线的数量。在图1中所示的加热元件的导电加热图案中，将线的数量控制为在根据相对于总线的距离划分的三个区域、即A、B和A’中不同。S卩，在区域B中的线的数量被设计为小于在A和A’区域中的线的数量。
[0035]具有至少三个顶点的闭合图形是具有至少三个顶点的多边形或从其修改的图形。下面将描述修改方法。
[0036]在本发明中，导电加热图案可以包括连接构成具有相同数量的顶点的闭合图形的边界的顶点的线的形状，但是可以包括连接构成具有不同数量的顶点的两个或更多闭合图形的边界的顶点的线的形状。例如，导电加热图案可以包括连接构成具有四个顶点的闭合图形的边界的顶点的线。又如，导电加热图案可以是包括连接构成具有6个顶点的闭合图形的边界的顶点的线的图案。又如，在混合具有3至8个顶点的闭合图形的形状中，导电加热图案可以包括连接构成闭合图形的边界的顶点的线。
[0037]作为示例，在包括连接构成具有4至6个顶点的闭合图形的边界的顶点的线的图案中，导电加热图案具有下述图案:在所述图案中，根据相对于总线的距离或沿着总线的纵向的距离来控制线的数量。
[0038]在本发明中，当根据相对于总线的距离或沿着总线的纵向的距离来改变线的数量时，不特别限制具有不同数量的线，只要该线构成闭合图形的边界。
[0039]例如，当导电加热图案被构成为包括连接构成具有4至6个顶点的闭合图形的边界的顶点的线时，能够根据相对于总线的距离或沿着总线的纵向的距离，来控制基于在两条总线之间的距离方向而彼此面向的线的数量。例如，当在两条总线之间的距离如为图2的A和A’所示时，能够控制与距离方向平行并且面向彼此地布置的线的数量，S卩，在与在图2中示出为红色的线相同的方向上布置的线的数量。
[0040]又如，当导电加热图案由构成四边形或六边形的边界的线构成时，能够根据相对于总线的距离或沿着总线的纵向的距离控制线的数量，在所述线中，在多条线中的延长线与总线之一形成从45度至90度的接合角度。
[0041]又如，当导电加热图案由构成矩形、正四边形、六边形或正六边形的线或者构成从图形修改的形状的边界的线构成时，具有不同数量的线可以是在构成矩形、正四边形、六边形或正六边形的边界的多条线中的、垂直于总线的纵向的线。
[0042]作为具体示例，在由选自由正四边形、矩形、正六边形和具有垂直于至少一条总线的两条线的六边形构成的组的图形构成或者通过从图形修改顶点的位置或线的曲率而形成的修改图形构成的图案中，导电加热图案具有下述图案:在所述图案中，根据相对于总线的距离或沿着总线的纵向的距离，在图形的预定修改形式或修改图形中控制垂直于总线的线的数量。
[0043]作为更具体的示例，可以通过从正六边形修改的图案来设计导电加热图案。在包括构成在图3中所示的正六边形的边界的线的蜂巢结构中，可以通过在图3中所示的多条线中的、示出为第3号或第4号的线的数量来确定在总线之间的电阻值。[0044]S卩，当电流因为在总线之间施加的电压而流动时，即使去除了一条线，示出为第I号、2号、5号和6号的线也可以通过其他线彼此连接，但是作为在总线之间的连接路径的、示出为第3和4号的线当从总线中被去除时导致电阻值增大。
[0045]因此，在图3中所示的图案中，当在每个区域中的每个正六边形的、示出为第3号和第4号的线的平均数量的比率在该区域被从上部划分为三个区域、即A、B和C后改变为比率2:1:2时，可以获得在图4中所示的图案。
[0046]在图4中的三个区域的表面电阻值的比率与示出为第3号和第4号的线的平均数量的比率具有反比例关系，并且用于每个区域的每个面积的热值的比率是1:2:1，因为这三个区域变得串连，并且因此具有相同的电流值。
[0047]作为具体示例，通过将正六边形的各条线的数量的比率从2:1:2改变为4:3:4或20:12:15，可以对于每个区域将每个面积的热值控制为3:4:3或3:5:4。图5和6图示了其示例。下面的图5图示了一个示例，其中，通过将来自正六边形的每个区域的第3号和第4号的边的数量的比率控制为4:3:4来设计导电加热图案，并且下面的图6图示了一个示例，其中，通过将来自正六边形的每个区域的第3号和第4号的边的数量的比率控制为20:12:15来设计导电加热图案。
[0048]在本说明书中，通过下述方式获得的值可以被定义为孔径比:将包括构成闭合图形的边界的线的图案未占用的面积转换为相对于总的面积的比率。如上所述，当根据相对于总线的距离或沿着总线的纵向的距离来控制构成闭合图形的边界的线的数量时，可以将每个区域的孔径比的差控制为2%或更小，优选地为1%或更小。在该情况下，能够通过实现每个区域的均匀加热特性来从具有大的热值的区域执行去霜和除霜，并且防止因为在区域之间的孔径比的差引起的边界被用户识别。
[0049]例如，可以将在图3的正六边形结构中的孔径比计算如下。如图7和图8中所示，当将线的长度定义为a并且将线宽定义为w时，两个正六边形的面积是33/2a2，在区域A中的6条线(示出为红色)的面积是6wa，并且，在区域B中的5条线(示出为红色)的面积是5wa0因此，可以将孔径比(％)计算为在区域A中为100*[l46/33/2)w/a]，并且在区域B中为100*[l_(5/33/2)w/a]。当根据所述等式来计算根据构成闭合图形的边界的线的长度(a)和线宽(w)的每个区域的孔径比的差时，获得在下面的表I中的结果。
[0050][表 I]
【权利要求】
1.一种加热元件，包括: 衬底； 在所述衬底上设置的导电加热图案；以及 两条总线，被设置为分别向所述导电加热图案的两端施加电压， 其中，所述导电加热图案包括如下图案，在所述图案中，根据相对于所述总线的距离或沿着所述总线的纵向的距离，在包括连接构成具有至少三个顶点的闭合图形的边界的顶点的线的图案中的至少一些区域中，线的数量被控制。
2.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述闭合图形包括具有3个顶点的闭合图形、具有4个顶点的闭合图形、具有5个顶点的闭合图形、具有6个顶点的闭合图形、具有7个顶点的闭合图形和具有8个顶点的闭合图形之一或两个或更多。
3.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述闭合图形由具有4个顶点的闭合图形构成。
4.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述闭合图形由具有6个顶点的闭合图形构成。
5.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述闭合图形是如下图形，在所述图形中，具有至少三个顶点的多边形、具有至少三个顶点的多边形的顶点的位置和所述多边形的线的曲率的至少一个被修改。
6.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述闭合图形是:在特定单元区域中改变多边形的每个顶点的位置的图形；通过下述方式来修改多边形的线的图形，所述方式是通过选择使得在穿过所述多边形的两个相邻顶点的多个圆中圆心与直线之间的角度恒定的圆，沿着所述圆的圆周将所述顶点彼此连接，其中每条直线连接所述多边形的两个顶点；或者其组合。
7.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述线包括直线、曲线、Z形线或其组合。
8.根据权利要求1所述的加热元件，其中，数量被控制的线是基于在两条总线之间的距离方向而彼此面对的线。
9.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述闭合图形是:选自由正四边形、矩形、正六边形和具有垂直于至少一条所述总线的两条线的六边形构成的组的图形；或者修改图形的顶点的位置和线的曲率的至少一个，并且数量被控制的线是垂直于至少一条所述总线的纵向的线的图形。
10.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述导电加热图案包括至少两个区域，所述至少两个区域的每个单位面积具有不同的平均数量的线。
11.根据权利要求10所述的加热元件，其中，在所述区域中的每个单位面积的线的平均数量的比率是整数比。
12.根据权利要求10所述的加热元件，其中，所述导电加热图案包括三个区域，所述三个区域的每个单元面积具有不同平均数量的线。
13.根据权利要求12所述的加热元件，其中，在所述三个区域中，在所述区域中的每个单元面积的线的所述平均数量的比率是0.8或更大并且小于I的值。
14.根据权利要求10所述的加热元件，其中，所述区域包括根据车辆安全标准的规定的条款109的部分‘A’和部分‘B’。
15.根据权利要求10所述的加热元件，其中，每个区域的孔径比是90%或更大，并且在区域之间的孔径差是2%或更小。
16.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述线的每个长度从100微米至800微米，并且所述线的线宽从0.1微米至30微米。
17.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述导电加热图案具有下述形状:在纵向上的线之间的平均距离比在横向上的线之间的平均距离更宽。
18.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述导电加热图案由金属线构成。
19.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述加热元件相对于具有20cm的直径的任何圆具有10%或更小的透射率偏差。
20.一种用于车辆的风挡，包括根据权利要求1至19的任何一项所述的加热元件。
21.一种用于制造加热元件的方法，所述方法包括: 在基础材料上形成导电加热图案；并且 在所述基础材料上形成两条总线，以便向所述导电加热图案的两端施加电压， 其中，所述 导电加热图案包括如下图案，在所述图案中，根据相对于所述总线的距离或沿着所述总线的纵向的距离，在包括连接构成具有至少三个顶点的闭合图形的边界的顶点的线的图案中的至少一些区域中，线的数量被控制。
【文档编号】H05B3/84GK103718643SQ201380002421
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年3月21日 优先权日:2012年3月21日
【发明者】崔贤, 金起焕, 金秀珍 申请人:Lg化学株式会社