可加热的挡风玻璃转让专利

申请号 : CN200680026399.4

文献号 : CN101228098B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : J·P·蒂尔C·S·弗尔策尔

申请人 : PPG工业俄亥俄公司

摘要 :

可加热的透明体包含具有第1表面和第2表面的第一板以及具有第3表面和第4表面的第二板。所述第2表面面向所述第3表面。在该第2或第3表面的至少一部分上形成导电涂层,该导电涂层包含三个或更多的金属银层。在所述第4表面上形成抗反射涂层。

权利要求 :

1.可加热的透明体,其包含:

具有第1表面和第2表面的第一板;

具有第3表面和第4表面的第二板,其中所述第2表面面向所述第3表面;

目视区域;和

在所述第2或第3表面的至少一部分上的目视区域的至少一部分上形成的导电涂层,其中所述导电涂层包含三个或更多的金属银层,且其中在电源提供13伏-15伏时,所述涂层的电阻率是0.6-1.70Ω/□;

其中透明体在550nm的基准波长下具有大于或等于70%的可见光透射率。

2.权利要求1的透明体,其中所述第一和/或第二板在550nm的基准波长下具有大于

91%的可见光透射率。

3.权利要求1的透明体,其中所述第一和/或第二板的玻璃组成具有大于0至0.2wt%的总计铁含量。

4.权利要求3的透明体,其中所述玻璃组成具有0.3-0.6的氧化还原比率。

5.权利要求1的透明体,其中所述导电涂层包含至少一个介电层。

6.权利要求1的透明体,其中所述导电涂层包括氧阻隔涂层。

7.权利要求6的透明体,其中所述氧阻隔涂层包含二氧化硅、氧化铝及其组合中的至少一种。

8.权利要求1的透明体,其进一步包括在第2或第3或第4表面的至少一部分上的抗反射涂层。

9.权利要求8的透明体,其中所述抗反射涂层是多层涂层,其包含至少一个含有折射率小于或等于1.75的材料的层以及至少一个含有折射率大于1.75的材料的层。

10.权利要求9的透明体,其中所述抗反射涂层包含折射率大于1.75的第一层,在该第一层上沉积而且折射率小于或等于1.75的第二层,在该第二层上沉积而且折射率大于

1.75的第三层以及在该第三层上沉积而且折射率小于或等于1.75的第四层。

11.权利要求10的透明体,其中所述第四层的厚度为0.7-1.5四分之一波长。

12.权利要求8的透明体,其中所述抗反射涂层在第4表面的至少一部分上。

2

13.权利要求1的透明体,其中设置所述涂层以提供2-10W/dm 的功率密度。

2

14.权利要求13的透明体,其中设置所述涂层以提供4-8W/dm 的功率密度。

15.权利要求1的透明体,其中所述涂层的电阻率是0.8-1.3Ω/□。

16.权利要求1的透明体,其中所述导电涂层通过母线组件与所述电源电接通。

17.可加热的层叠透明体,其包含:

具有第1表面和第2表面的第一板;

具有第3表面和第4表面的第二板,其中所述第2表面面向所述第3表面;

在所述第2或第3表面的至少一部分上形成的导电涂层,所述导电涂层包含三个或更多的金属银层而且设置所述导电涂层以在13伏-15伏的供应电力下提供

0.6Ω/□-1.70Ω/□的电阻率;和在所述第4表面上形成的抗反射涂层,所述抗反射涂层包含至少一个锡酸锌层和至少一个氧化锌层,其中所述层叠透明体在550nm的基准波长下具有大于或等于70%的可见光透射率。

说明书 :

可加热的挡风玻璃

背景技术

[0001] 1.发明领域
[0002] 本发明总体上涉及车辆透明体,例如车辆挡风玻璃,以及在一种具体的实施方案中涉及可加热的车辆挡风玻璃。
[0003] 2.技术描述
[0004] 为了提高挡风玻璃的温度,使电流通过层叠的车辆挡风玻璃上的导体(例如导线或导电涂层)是已知的。这在较冷的气候下对于除雾和融化挡风玻璃上的冰雪是特别有用的。
[0005] 在导线加热的挡风玻璃中,在挡风玻璃板层之间设置导电细线。该导线与电源相连,例如常规的14伏(v)车辆交流发电机。导线具有足够低的电阻以向挡风玻璃提供5-72
瓦/平方分米(W/dm)的功率密度。
[0006] 然而,导线加热的挡风玻璃的一个问题在于车辆乘客能够看见该导线。这些导线的存在会是美学上不期望的而且会干扰透过该挡风玻璃的能见度。如果减小导线直径来试图降低导线的可见性,必须增加导线数以维持期望的功率密度。增加的导线数不利地降低挡风玻璃的总太阳能透射率(TSET)。如果挡风玻璃的高度增加,导线必须更长以便维持期望的功率密度。这些更长的导线相对于挡风玻璃的美观性和/或透光度也是不合意的。
[0007] 在解决该问题的努力中,一些加热挡风玻璃采用透明的导电涂层而不是导线来加热该挡风玻璃。尽管这些已知的透明涂层克服了与导线使用有关的美观性和能见度问题,但是常规的加热挡风玻璃涂层也有一些缺点。例如,常规的加热挡风玻璃涂层通常具有2欧姆/平方(Ω/□)或更大的薄层电阻。常规的14v(80安培;1,120瓦)交流发电机无法提供足够的电压来给常规的加热挡风玻璃涂层提供动力至足够除冰的温度。因此,对于具有这些常规涂层的车辆,必须改装车辆以提高可利用的电压。完成该任务的一种方法是用42v(2,500W-5,000W)交流发电机代替常规的14v(1,120W)交流发电机。解决该问题的另一方法是保留该常规的14v交流发电机但是加上DC至DC转换器来使电压上升至足够的水平,例如42v,从而将挡风玻璃加热至商业上可接受的水平。
[0008] 然而,替换常规的14v交流发电机或添加DC至DC转换器使车辆电气系统的成本和复杂性增加。另外,如同本领域技术人员会意识到的那样,有失就有得,基于14伏运行的系统通常比基于42伏运行的系统操作更安全。
[0009] 因此,提供减轻或消除至少一些与常规可加热透明体有关的问题的透明体、例如层叠的车辆挡风玻璃会是理想的。
[0010] 发明概述
[0011] 本发明的可加热的透明体包含具有第1表面和第2表面的第一板以及具有第3表面和第4表面的第二板。所述第2表面面向所述第3表面。在该第2或第3表面上形成导电涂层。电源与所述导电涂层接通。构造该系统以使得所述电源向所述导电涂层提供小于42伏。在一种非限制性的实施方案中,构造该系统以使得电源向导电涂层提供小于24伏,
2 2
如13伏至15伏。在一种非限制性的实施方案中,所述涂层提供4W/dm-8W/dm、例如5W/
2 2
dm-7W/dm 的功率密度。
[0012] 另一可加热的透明体包含具有第1表面和第2表面的第一板以及具有第3表面和第4表面的第二板。所述第2表面面向所述第3表面。在该第2或第3表面上形成导电涂层,该导电涂层包含三个或更多的金属银层。在所述第4表面上可以形成抗反射涂层。
[0013] 另一可加热的层叠的透明体包含具有第1表面和第2表面的第一板以及具有第3表面和第4表面的第二板。所述第2表面面向所述第3表面。在该第2或第3表面
上形成导电涂层。该导电涂层包含三个或更多的金属银层而且构造该导电涂层以提供
0.6Ω/□-1.70Ω/□的电阻率。在所述第4表面上形成抗反射涂层。在一种实施方案中,所述抗反射涂层包含至少一个锡酸锌层和至少一个氧化锌层。所述层叠的透明体在550nm的基准波长下可以具有大于或等于70%的可见光透射率。
[0014] 附图简要说明
[0015] 本发明将参照下列附图进行描述,其中相同的附图标记始终表示相同的部分。
[0016] 图1是结合本发明特征的可加热挡风玻璃的示意图(不按比例);
[0017] 图2是沿图1的线II-II所取的挡风玻璃的展开图(不按比例);
[0018] 图3是适合于本发明的非限制性的导电涂层的截面图(不按比例);
[0019] 图4是适合于本发明的非限制性的抗反射涂层的截面图(不按比例);和
[0020] 图5是结合本发明特征的另一种挡风玻璃的示意图(不按比例)。
[0021] 优选实施方案的描述
[0022] 用于本文时,例如“左”、“右”、“内”、“外”、“上方”、“下方”等的空间或方向术语涉及如附图所示的本发明。然而,应当理解本发明可以采取各种替换的方向,因此这样的术语不应被认为是限制性的。此外,用于本文时,说明书和权利要求书中使用的所有表示尺寸、物理特性、工艺参数、成分数量、反应条件等的数字应被理解为在一切情况下都由术语“约”来修饰。因此,除非有相反指示,否则在下面的说明书和权利要求书中给出的数值可以根据寻求通过本发明来获得的所需性能而变化。最起码,以及并非作为限制等同原则对权利要求范围的应用的企图,各数值应当至少按照所报道的有效数字并采用一般的四舍五入技术来解释。此外,本文公开的所有范围应被理解为包括起始和终止范围的值以及包含在其中的任何的及所有的子范围。例如,“1至10”的指定范围应被认为包括在最小值1和最大值10之间(包括端值)任何的及所有的子范围;即,所有以最小值1或更大起始并以最大值
10或更小终止的所有子范围,例如1-3.3、4.7-7.5、5.5-10等等。此外,用于本文时,术语“在...上形成”、“在...上沉积”或“在...上提供”是指在表面上但不一定与表面接触地形成、沉积或提供。例如,“在基材上形成”的涂层不排除位于所形成的涂层和基材之间具有相同或不同组成的一个或多个其它涂层或膜的存在。用于本文时,术语“聚合物”或“聚合物的”包括低聚物、均聚物、共聚物和三元共聚物,例如由两种或多种单体或聚合物形成的聚合物。术语“可见区”或“可见光”是指波长在380nm-800nm的电磁辐射。术语“红外区”或“红外辐射”是指波长大于800nm至100,000nm的电磁辐射。术语“紫外区”或“紫外辐射”是指波长在300nm至小于380nm的电磁辐射。另外,认为本文提及的所有文献,诸如但是不限于颁布的专利和专利申请以其全部内容“通过引用并入本文”。“可见光透射率”和“主波长”值是用常规方法测定的那些。本领域技术人员会理解诸如可见光透射率和主波长等性能可以在等价标准厚度如5.5mm下计算,虽然测量玻璃试样的实际厚度与该标准厚度不同。
[0023] 为了下面的论述,将参照用于车辆透明体、特别是汽车挡风玻璃来论述本发明。然而,应当理解本发明不限于在车辆挡风玻璃下应用,而是可以在任何期望的领域中进行实施,诸如但是不限于层叠的或非层叠的住宅窗户和/或商业橱窗、绝缘玻璃部件、和/或用于地面、航空、航天、水上和水下交通工具的透明体,例如汽车挡风玻璃、侧窗、后窗、太阳天窗、月亮天窗,这里仅举几个例子。因此,应当理解只是为了说明本发明的一般概念而给出具体公开的示例性实施方案,本发明并不限于这些具体的示例性实施方案。另外,尽管通常的车辆“透明体”可以具有足够的可见光透射率以至于通过该透明体可以看到事物,但是在本发明的实践中所述“透明体”不必对可见光透明,而可以是半透明或不透明的(如下所述)。车辆挡风玻璃及其制造方法的非限制性实例在美国专利4,820,902、5,028,759和5,653,903中找到。
[0024] 结合本发明特征的非限制性的可加热透明体10(例如车辆挡风玻璃)示于图1和2中。该透明体10可以具有任何期望的可见光、红外辐射或紫外辐射透射性和反射性。例如,透明体10可以具有任何期望量的可见光透射性,例如大于0%至100%,例如大于70%。
在美国对于挡风玻璃和前侧窗区域,可见光透射率通常大于或等于70%。对于私密区域,诸如后座侧窗和后窗,可见光透射率可以小于挡风玻璃,例如小于70%。
[0025] 如在图2中最适宜地看到的那样,透明体10包括第一板12,其具有面向车辆外部的第一主表面,即外侧主表面14(第1表面)和相对的第二或内侧主表面16(第2表面)。透明体10还包括具有外侧(第一)主表面20(第3表面)和内侧(第二)主表面22(第
4表面)的第二板18。板表面的这种编号与汽车领域中的常规实践一致。可以使第一和第二板12、18用任何适宜的方法结合在一起,例如通过常规的中间层24结合。尽管不是必需的,但是可以将常规的边缘密封剂用任何理想的方法在层压期间和/或之后施用于层叠的透明体10的周边。可以在板12、18中的至少之一的表面上,例如围绕第一板12内侧主表面16的周边提供装饰带,例如不透明的、半透明的或着色的阴影带26(示于图2中),例如陶瓷带。在板12、18之一的至少一部分上,例如在第2表面16或第3表面20上形成导电涂层30。在至少一个表面上,如在第4表面22上形成抗反射涂层32。母线组件36(图1)与导电涂层30电接通。该母线组件36也与电源38(图1)相连而且将在下面更详细地进行描述。在本发明的一个非限制性方面中,该电源38可以是常规的车辆交流发电机,例如构造成供应大约14伏。因而,在本发明一种非限制性实施方案的实施中,不存在已知技术中必需的DC至DC功率转换器。
[0026] 在本发明的广泛实施中,透明体10的板12、18可以具有相同或不同的材料。板12、18可以包括具有任何期望特性的任何期望的材料。例如,板12、18中的一个或多个对可见光可以是透明或半透明的。“透明的”是指可见光透射率大于0%至100%。作为选择地,板12、18中的一个或多个可以是半透明的。“半透明的”是指允许电磁能(例如可见光)通过但是使该能量散射以至于在观察者相对侧的物体不是清楚可见的。合适材料的实例包括但是不限于塑料基材(例如丙烯酸类聚合物,如聚丙烯酸酯;聚甲基丙烯酸烷基酯,如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯等;聚氨酯;聚碳酸酯;聚对苯二甲酸烃基酯,如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等;含聚硅氧烷的聚合物;或用于制备这些聚合物的任何单体的共聚物,或任何它们的混合物);陶瓷基材;玻璃基材;或任何上述材料的混合物或组合。例如,板12、18中的一个或多个可以包括常规的钠钙硅玻璃、硼硅玻璃或含铅玻璃。该玻璃可以是透明玻璃。“透明玻璃”是指不带色的或不着色的玻璃。或者,所述玻璃可以是带色或着色的玻璃。
该玻璃可以是经过退火或热处理的玻璃。用于本文时,术语“热处理的”是指经过回火的或经过至少部分回火的。玻璃可以是任何类型,例如常规的浮法玻璃,而且可以是具有任何光学性质的任意组成,例如具有任何可见光透射率、紫外透射率、红外透射率和/或总太阳能透射率的值。“浮法玻璃”是指通过常规浮法工艺形成的玻璃,其中熔融的玻璃沉积在熔融的金属浴中并且进行受控冷却以形成浮法玻璃带。然后根据需要将所述带切割和/或成形和/或热处理。浮法玻璃工艺的实例在美国专利4,466,562和4,671,155中得到公开。所述第一和第二板12、18可以各自例如是透明的浮法玻璃或者可以是带色的或着色的玻璃,或者板12、18之一可以是透明玻璃而另一个是着色玻璃。尽管不限制本发明,但是适合于第一板12和/或第二板18的玻璃的实例在美国专利4,746,347、4,792,536、5,030,593、
5,030,594、5,240,886、5,385,872和5,393,593中得到描述。第一和第二板12、18可以具有任何期望的尺寸例如长、宽、形状或厚度。在一种示例性的汽车透明体中,该第一和第二板可以各自是1mm-10mm厚,例如1mm-5mm厚,或1.5mm-2.5mm厚,或1.8mm-2.3mm厚。在一种非限制性的实施方案中,第一板12和/或第二板18在550nm的基准波长下可以具有大于90%、如大于91%的可见光透射率。第一板12和/或第二板18的玻璃组成可以具有大于0wt%至0.2wt%的总计铁含量和/或0.3-0.6的氧化还原比率。
[0027] 在一种非限制性的实施方案中,板12、18中的一个或多个在550纳米(nm)的基准波长下可以具有高的可见光透射率。“高的可见光透射率”是指对于2mm-25mm片材厚度的玻璃在5.5mm等价厚度下大于或等于85%的550nm可见光透射率,如大于或等于87%,如大于或等于90%,如大于或等于91%,如大于或等于92%。对于实施本发明特别有用的玻璃在美国专利5,030,593和5,030,594中得到公开而且以商标Starphire 可从PPGIndustries,Inc.购得。
[0028] 中间层24可以具有任何期望的材料而且可以包括一个或多个层或板。中间层24可以是聚合物或塑料材料,例如聚乙烯基丁缩醛、增塑聚氯乙烯、或包括聚对苯二甲酸乙二醇酯的多层热塑性材料等。适合的中间层材料例如但是不限于在美国专利4,287,107和3,762,988中得到公开。中间层24使第一和第二板12、18结合在一起,提供能量吸收,减少噪声以及提高层叠结构的强度。中间层24也可以是例如在美国专利5,796,055中所述的吸声或衰减材料。中间层24可以具有提供于其上或结合于其中的日光控制涂层或者可以包括着色材料以减少太阳能透射。
[0029] 涂层30是在玻璃板12、18之一的主表面的至少一部分上沉积的导电涂层,例如沉积在外侧玻璃板12内表面16(图2)或内侧玻璃板18的外表面20上。导电涂层30可以包括设置在顺序涂布在玻璃板12、18之一的至少一部分上的介电层对之间的一个或多个金属膜。导电涂层30可以是热量和/或辐射反射涂层而且可以具有一个或多个组成和/或功能相同或不同的涂层或膜。用于本文时,术语“膜”是指期望的或选定的涂料组合物的涂布区域。“层”可以包含一个或多个“膜”而“涂层”或“涂层叠层”可以包含一个或多个“层”。例如,导电涂层30可以是单层涂层或多层涂层而且可以包含一种或多种金属、非金属、半金属、半导体和/或它们的合金、化合物、组成物、组合或共混物。例如,导电涂层30可以是单层金属氧化物涂层、多层金属氧化物涂层、非金属氧化物涂层、金属氮化物或氮氧化物涂层、非金属氮化物或氮氧化物涂层、或包含一种或多种任何上述材料的多层涂层。在一种非限制性的实施方案中,导电涂层30可以是掺杂的金属氧化物涂层。
[0030] 涂层30可以是功能性涂层。用于本文时,术语“功能性涂层”是指改变它沉积于其上的基材的一种或多种物理性能、例如光、热、化学或机械性,而且在后继的加工过程中不打算从该基材上完全除去的涂层。导电涂层30可以具有一个或多个组成和/或功能相同或不同的功能性涂层或膜。
[0031] 导电涂层30可以例如是如美国专利5,653,903和5,028,759中公开的用于制造可加热窗户的导电涂层,或用作天线的单膜或多膜涂层。同样地,该导电涂层可以是导电的日光控制涂层。用于本文时,术语“日光控制涂层”是指由影响涂布制品的日光(solar)性质一个或多个层或膜组成的涂层,所述性质诸如但是不限于从所述涂布制品反射的、由该制品吸收的或穿过该制品的日光辐射的量,例如可见、红外或紫外辐射的量,遮蔽系数,发射率等。该日光控制涂层可以阻挡、吸收或过滤选定部分的太阳光谱,例如但是不限于IR、UV和/或可见光谱。可以用于本发明实践中的日光控制涂层的实例在例如但是不被认为是限制的以下文献中找到:美国专利4,898,789、5,821,001、4,716,086、4,610,771、4,902,580、4,716,086、4,806,220、4,898,790、4,834,857、4,948,677、5,059,295 和
5,028,759还有美国专利申请序列第09/058,440号。
[0032] 导电涂层30也可以是低发射率的导电涂层,其允许可见光波长能量通过该涂层透射但是反射更长波长的红外太阳能。“低发射率”是指发射率小于0.4,例如小于0.3,如小于0.2,如小于0.1,例如小于或等于0.05。低发射率涂层的实例在例如美国专利4,952,423和4,504,109以及英国参考文献GB 2,302,102中找到。
[0033] 适合于在本发明下使用的导电涂层30的非限制性实例以SUNGATE 和SOLARBAN 涂层系列可从PPG Industries,Inc.,Pittsburgh,Pennsylvania购得。上述涂层通常包括对于可见光是透明的一个或多个包含介电或抗反射材料的抗反射涂膜,所述材料诸如金属氧化物或金属合金的氧化物。导电涂层30也可以包括一个或多个包含反射金属如贵金属例如金、铜或银或其组合或合金的红外反射膜,而且可以进一步包含设置在金属反射层之上和/或之下的如本领域中已知的底漆膜或阻挡膜,例如钛。导电层30可以具有任何期望数目的红外反射膜,诸如但是不限于1-5个红外反射膜。在一种非限制性的实施方案中,涂层30可以具有1个或更多的银层,例如2个或更多的银层,例如3个或更多的银层,如5个或更多的银层。具有3个银层的合适涂层的非限制性实例在美国专利申请序列第10/364,089号(公开号2003/0180547 A1)中得到公开。
[0034] 可以通过任何常规方法沉积导电涂层30,该方法诸如但是不限于常规的化学气相沉积(CVD)和/或物理气相沉积(PVD)方法。CVD法的实例包括喷射热解。PVD法的实例包括电子束蒸发和真空溅射(例如磁控管溅射汽相沉积(MSVD))。也可以使用其他涂布方法,诸如但是不限于溶胶-凝胶沉积。在一种非限制的实施方案中,可以通过MSVD沉积导电涂层30。MSVD涂布装置和方法的实例对于本领域技术人员会是容易理解的,而且在例如美国专利4,379,040、4,861,669、4,898,789、4,898,790、4,900,633、4,920,006、4,938,857、5,328,768和5,492,750中得到描述。
[0035] 适合于本发明的示例性的非限制性涂层30示于图3中。该示例性的涂层30包括在基材(例如第一板12的第2表面16)的主表面的至少一部分上沉积的基底层或第一介电层40。第一介电层40可以包含抗反射材料和/或介电材料的一个或多个膜,该材料例如但是不限于金属氧化物、金属合金氧化物、氮化物、氧氮化物或它们的混合物。第一介电层40对于可见光可以是透明的。适合于第一介电层40的金属氧化物的实例包括钛、铪、锆、铌、锌、铋、铅、铟、锡的氧化物和它们的混合物。这些金属氧化物可以具有少量其他材料,例如氧化铋中的锰,氧化铟中的锡等。另外,可以使用金属合金的氧化物或金属混合物,例如含锌和锡的氧化物(例如锡酸锌),铟-锡合金的氧化物,氮化硅,氮化铝硅或氮化铝。此外,可以使用掺杂金属氧化物,例如锑或铟掺杂的氧化锡,或镍或硼掺杂的氧化硅。第一介电层40可以是基本上单相的膜,例如金属合金氧化物膜,如锡酸锌,或可以是由锌和锡的氧化物组成的多相的混合物,或可以由多个金属氧化物膜组成,例如在美国专利5,821,001、4,898,789和4,898,790中公开的那些。
[0036] 在图3所示的举例说明的示例性实施方案中,第一介电层40可以包含多重膜结构,其具有在第一板12的内侧主表面16的至少一部分上沉积的第一膜42,例如金属合金氧化物膜,以及在第一金属合金氧化物膜42上沉积的第二膜44,例如金属氧化物或氧化物混合物膜。在一种非限制性实施方案中,第一膜42可以是锌/锡合金氧化物。该锌/锡合金氧化物可以通过磁控管溅射真空沉积从锌和锡的阴极中获得,所述阴极可以包含比例为10wt%-90wt%锌和90wt%-10wt%锡的锌和锡。可以存在于第一膜42中的一种合适的金属合金氧化物是锡酸锌。“锡酸锌”是指ZnxSn1-xO2-x(式1)的组成,其中“x”在大于0至小于
1的范围中取值。例如,“x”可以大于0而且可以是大于0至小于1之间的任何分数或小数。
例如x=2/3时,式1为Zn2/3Sn1/3O4/3,其更通常表述为“Zn2SnO4”。含锡酸锌的膜在膜中以主要量具有一种或多种式1的形式。在一种非限制性实施方案中,第一膜42包含锡酸锌而且厚度为100 -500 ,例如150 -400 ,例如200 -300 ,例如260 。
[0037] 第二膜44可以是含锌的膜,例如氧化锌。该氧化锌膜可以由包含其它材料以改善阴极的溅射特性的锌阴极沉积。例如,该锌阴极可以包含少量(例如,小于10wt%,例如大于0至5wt%)的锡来改善溅射。在该情况下,所得的氧化锌膜会包含少量百分比的氧化锡,例如0至小于10wt%氧化锡,例如0-5wt%氧化锡。由具有95%锌和5wt%锡的锌/锡阴极溅射的氧化物层在这里写成Zn0.95Sn0.05O1.05而且称作氧化锌膜。据信在阴极中的少量锡(例如小于10wt%)在主要含氧化锌的第二膜44中形成少量氧化锡。第二膜44的厚度可以为50 -200 ,例如75 -150 ,例如100 。在第一膜42是锡酸锌而第二膜44是氧化锌(Zn0.95Sn0.05O1.05)的一种非限制性实施方案中,第一介电层40的总厚度可以小于或等于1,000 ,例如小于或等于500 ,例如300 -450 ,例如350 -425 ,
例如400 。
[0038] 可以在第一介电层40上沉积第一热量和/或辐射反射膜或层46。第一反射层46可以包括反射金属,例如但是不限于金属金、铜、银或其混合物、合金或它们的组合。在一种实施方案中,第一反射层46包含金属银层,其厚度为25 -300 ,例如50 -300 ,例如50 -200 ,例如70 -150 ,例如100-150 ,例如130 。
[0039] 可以在第一反射层46上沉积第一底漆膜48。第一底漆膜48可以是捕获氧的材料、例如钛,其在沉积过程中可以牺牲掉以防止在溅射过程或随后的加热过程中第一反射层46的分解或氧化。可以选择该捕获氧的材料以在第一反射层46的材料之前氧化。如果将钛用作第一底漆膜48,钛会在下面的银层氧化之前优先氧化成二氧化钛。在一种实施方案中,第一底漆膜48是钛,其厚度为5 -50 、例如10 -40 、例如15 -25 、例如20 。
[0040] 可以在第一反射层46上(例如在第一底漆膜48上)沉积任选的第二介电层50。第二介电层50可以包含一种或多种含有金属氧化物或金属合金氧化物的膜,例如上述关于第一介电层的那些。在举例说明的非限制性实施方案中,第二介电层50包括在第一底漆膜48上沉积的第一金属氧物膜52,例如氧化锌(Zn0.95Sn0.05O1.05)膜。可以在第一氧化锌(Zn0.95Sn0.05O1.05)膜52上沉积第二金属合金氧化物膜54,例如锡酸锌(Zn2SnO4)膜。可以在锡酸锌层上沉积第三金属氧化物膜56,例如另一锌/锡氧化物层(Zn0.95Sn0.05O1.05)以形成多重膜第二介电层50。在一种非限制性实施方案中,第二介电层50的氧化锌(Zn0.95Sn0.05O1.05)膜52、56可以各自具有50 -200 、例如75 -150 、例如100 的厚度。金属合
金氧化物(锡酸锌)层的厚度可以是100 -800 ,例如200 -700 ,例如300
-600 ,例如550 -600 。
[0041] 可以在第二介电层50上沉积任选的第二热量和/或辐射反射层58。第二反射层58可以包括任何一种或多种上述关于第一反射层46的反射材料。在一种非限制性实施方案中,第二反射层58包含银,其厚度为25 -200 ,例如50 -150 ,例如80
-150 ,例如100 -150 ,例如130 。在另一非限制性实施方案中,该第二反射层
58可以比第一和/或第三反射层(第三反射层将在后面进行说明)更厚。
[0042] 可以在第二反射层58上沉积任选的第二底漆膜60。第二底漆膜60可以是上述关于第一底漆膜48的任何材料。在一种非限制性实施方案中,第二底漆膜包括钛,其厚度为5 -50 ,例如10 -25 ,例如15 -25 ,例如20 。
[0043] 可以在第二反射层58上(例如在第二底漆膜60上)沉积任选的第三介电层62。第三介电层62也可以包括一个或多个含有金属氧化物或金属合金氧化物的层,例如上述关于第一和第二介电层40、50的那些。在一种非限制性实施方案中,第三介电层62是与第二介电层50相似的多重膜层。例如,第三介电层62可以包括第一金属氧化物层64、例如氧化锌(Zn0.95Sn0.05O1.05)层,在氧化锌层64上沉积的第二含金属合金氧化物的层66,例如锡酸锌(Zn2SnO4)层,以及在锡酸锌层66上沉积的第三金属氧化物层68,例如另一个氧化锌(Zn0.95Sn0.05O1.05)层。在一种非限制性实施方案中,氧化锌层64、68的厚度可以是50-200 、例如75 -150 、例如100 。金属合金氧化物层66的厚度可以是100
-800 ,例如200 -700 ,例如300 -600 ,例如550 -600 。
[0044] 在本发明的一个非限制性方面中,第二介电层50和第三介电层62具有的厚度彼此在10%以内,例如5%以内,例如彼此在2%-3%以内。
[0045] 涂层30可以进一步包括在第三介电层62上沉积的任选的第三热量和/或辐射反射层70。第三反射层70可以为上述关于第一和第二反射层的任何材料。在一种非限制性实施方案中,第三反射层70包括银而且厚度为25 -300 ,例如50 -300 ,例如50-200 ,例如70 -150 ,例如100 -150 ,例如120 。在一种非限制性实施方
案中,当第一、第二和/或第三反射层具有或含有银时,涂层30的银的总量可以是29-44微
2 2
克/平方厘米(ugm/cm),例如36.5ugm/cm。在本发明的一个非限制性方面中,第一反射层
46和第三反射层70具有的厚度彼此在10%以内,例如5%以内,例如彼此在2%-3%以内。
[0046] 可以在第三反射层70上沉积任选的第三底漆膜72。第三底漆膜72可以为上述关于第一或第二底漆膜的任何底漆材料。在一种非限制性实施方案中,第三底漆膜是钛而且厚度为5 -50 ,例如10 -25 ,例如20 。
[0047] 可以在第三反射层上(例如在第三底漆膜72上)沉积任选的第四介电层74。第四介电层74可以由一个或多个含有金属氧化物或金属合金氧化物的层组成,例如上述关于第一、第二或第三介电层40、50、62的那些。在一种非限制性实施方案中,第四介电层74是多重膜层,其具有在第三底漆膜72上沉积的第一金属氧化物层76,例如氧化锌(Zn0.95Sn0.05O1.05)层,以及在氧化锌层76上沉积的第二金属合金氧化物层78,例如锡酸锌层(Zn2SnO4)。氧化锌层76的厚度可以是25 -200 、例如50 -150 、例如100 。
锡酸锌层78的厚度可以是25 -500 ,例如50 -500 ,例如100 -400 ,例如
200 -300 ,例如260 。
[0048] 需要的话,涂层30可以含有附加的介电层/反射金属层/底漆层单元的组合。在一种非限制性实施方案中,涂层30可以含有至多5个抗反射金属层,例如至多5个银层。
[0049] 涂层30可以包括保护涂层80,其例如在图3所示的非限制性实施方案中沉积在任选的第四介电层74(如果存在)上,从而帮助保护下面的层例如抗反射层在加工期间免于机械和化学侵袭。保护涂层80可以是氧阻隔涂层,从而例如在加热或弯曲过程中防止或减少周围的氧通入涂层30下面的层中。保护涂层80可以是任何所需的材料或材料混合物。在一种示例性实施方案中,保护涂层80可以包括具有一种或多种金属氧化物材料的层,例如但是不限于氧化铝、氧化硅或其混合物。例如,保护涂层80可以是单一涂层,其包含0wt%-100wt%的氧化铝和/或100wt%-0wt%的二氧化硅,例如5wt%-95wt%的氧化铝和95wt%-5wt%的二氧化硅,例如10wt%-90wt%的氧化铝和90wt%-10wt%的二氧化硅,例如15wt%-90wt%的氧化铝和85wt%-10wt%的二氧化硅,例如50wt%-75wt%的氧化铝和50wt%-25wt%的二氧化硅,例如50wt%-70wt%的氧化铝和50wt%-30wt%的二氧化硅,例如35wt%-100wt%的氧化铝和65wt%-0wt%的二氧化硅,例如70wt%-90wt%的氧化铝和30wt%-10wt%的二氧化硅,例如75wt%-85wt%的氧化铝和25wt%-15wt%的二氧化硅,例如88wt%的氧化铝和12wt%的二氧化硅,例如65wt%-75wt%的氧化铝和35wt%-25wt%的二氧化硅,例如70wt%的氧化铝和30wt%的二氧化硅,例如60wt%至小于75wt%的氧化铝和大于25wt%至40wt%的二氧化硅。也可以存在其他材料,例如铝、铬、铪、钇、镍、硼、磷、钛、锆和/或其氧化物,从而例如调节保护涂层80的折射率。在一种非限制性实施方案中,保护涂层80的折射率可以是1-3,例如1-2,例如1.4-2,例如1.4-1.8。
[0050] 在一种非限制性实施方案中,保护涂层80是组合二氧化硅和氧化铝涂层。可以由两个阴极(例如一个是硅而一个是铝)或由同时含有硅和铝的单一阴极溅射得到保护涂层80。该硅/铝氧化物保护涂层80可以写成SixAl1-xO1.5+x/2,其中x可以大于0至小于1。
[0051] 或者,保护涂层80可以是由分别形成的金属氧化物材料层形成的多层涂层,例如但是不限于通过使一个含金属氧化物的层(例如含有二氧化硅和/或氧化铝的第一层)在另一个含金属氧化物的层(例如含有二氧化硅和/或氧化铝的第二层)上形成来构成的双层。该多层保护涂层的单层可以具有任何期望的厚度。
[0052] 保护涂层可以具有任何期望的厚度。在一种非限制性实施方案中,保护涂层80是硅/铝氧化物涂层(SixAl1-xO1.5+x/2),其厚度为50 -50,000 ,例如50 -10,000 ,例如100 -1,000 ,例如100 -500 ,例如100 -400 ,例如200 -300 ,例如250 。此外,保护涂层80可以具有不均一的厚度。“不均一的厚度”是指保护涂层80的厚度可以在给定的单位面积上变化,例如,保护涂层80可以具有高高低低的部位或区域。
[0053] 在另一非限制性实施方案中,保护涂层80可以包含第一层以及在第一层上形成的第二层。在一种具体的非限制性实施方案中,第一层可以包含氧化铝或
含有氧化铝和二氧化硅的混合物或合金。例如,第一层可以包含具有大于5wt%
氧化铝的二氧化硅 /氧化铝混合物,例如大于10wt%氧化铝,例如大于15wt%氧
化铝,例如大于30wt%氧化铝,例如大于40wt%氧化铝,例如50wt% -70wt%氧
化铝,例如70wt%-100wt%氧化铝和30wt%-0wt%二氧化硅。在一种非限制性
实施方案中,第一层的厚度可以是大于0 至1微米,例如 50 -100 ,例如
100 -250 ,例如101 -250 ,例如100 -150 ,例如大于100 至
125 。第二层可以包含二氧化硅或含有二氧化硅和氧化铝的混合物或合金。例
如,第二层可以包含具有大于40wt%二氧化硅的二氧化硅/氧化铝混合物,例如大
于50wt%二氧化硅,例如大于60wt%二氧化硅,例如大于70wt%二氧化硅,例如
大于80wt%二氧化硅,例如80wt%-90wt%二氧化硅和10wt% -20wt%氧化铝,
例如85wt%二氧化硅和15wt%氧化铝。在一种非限制性实施方案中,第二层的厚
度可以是大于0 至2微米,例如50 -5,000 ,例如50 -2,000 ,例如
100 -1,000 ,例如300 -500 ,例如350 -400 。合适的保护涂层的
实例在例如美国专利申请10/007,382、10/133,805、10/397,001、10/422,094、
10/422,095和10/422,096中得到描述。
[0054] 透明体10进一步包括抗反射涂层32,其例如处于第二板18的第4表面22上。在一种非限制性实施方案中,抗反射涂层32包含交替的相对高折射率材料和相对低折射率材料的层。“高”折射率材料是折射率比所述“低”折射率材料更高的任何材料。在一种非限制性实施方案中,低折射率材料是折射率小于或等于1.75的材料。上述材料的非限制性实例包括二氧化硅、氧化铝、及其混合物或组合。高折射率材料是折射率大于1.75的材料。上述材料的非限制性实例包括氧化锆和锡酸锌。抗反射涂层32可以例如但不限制本发明地是如图4所示的多层涂层,其具有第一金属合金氧化物层86(第一层)、第二金属氧化物层88(第二层)、第三金属合金氧化物层90(第三层)和金属氧化物顶层92(第四层)。在一种非限制性实施方案中,第四层92(上部的低折射率层)包含二氧化硅或氧化铝或其混合物或组合,第三层90(上部的高折射率层)包含锡酸锌或氧化锆或其混合物或组合,第二层88(底部的低折射率层)包含二氧化硅或氧化铝或其混合物或组合,以及第一层86(底部的高折射率层)包含锡酸锌或氧化锆或其混合物或组合。在一种非限制性实施方案中,顶层92包含二氧化硅而且范围为0.7-1.5四分之一波长,例如0.71-1.45四分之一波长,例如0.8-1.3四分之一波长,例如0.9-1.1四分之一波长。“四分之一波长”是指:物理层厚度·4·折射率/(光的基准波长)。在本说明书中,光的基准波长是550nm。
在该非限制性实施方案中,上部的高折射率层90的厚度由下式来定义:-0.3987·(顶层
2
的四分之一波长值)-1.1576·(顶层的四分之一波长值)+2.7462。因而,如果顶层92是
2
0.96四分之一波长,上部的高折射率层90会是-0.3987(0.96)-1.1576(0.96)+2.7462=
1.2675四分之一波长。底部的低折射率层88由下式来限定:2.0567·(顶层的四分之一
2
波长值)+3.5663·(顶层的四分之一波长值)+1.8467。底部的高折射率层86由下式来
2
限定:-2.1643·(顶层的四分之一波长值)+4.6684·(顶层的四分之一波长值)-2.2187。
在一种具体的非限制性实施方案中,抗反射涂层32包含0.96四分之一波长(88.83nm)的二氧化硅的顶层92,1.2675四分之一波长(84.72nm)的锡酸锌层90,0.3184四分之一波长(29.46nm)的二氧化硅层88以及0.2683四分之一波长(17.94nm)的锡酸锌层86。在另外的非限制性实施方案中,层86、88和90的四分之一波长值会偏离上述公式值±25%,例如±10%,例如±5%。
[0055] 其他适合的抗反射涂层在美国专利6,265,076的第2栏第53行至第3栏第38行以及实施例1-3中得到公开。另外适合的抗反射涂层在美国专利6,570,709的第2栏第64行至第5栏第22行、第8栏第12-30行、第10栏第65行至第11栏第11行、第13栏第7行至第14栏第46行、第16栏第35-48行、第19栏第62行至第21栏第4行、实施例1-13
和表1-8中得到公开。
[0056] 在图1和2所示的非限制性实施方案中,母线组件36包括在外侧板12的内表面16上形成而且隔开母线至母线距离D的第一或底部母线96和第二或顶部母线98。母线96、98与导电涂层30电接通。母线组件还包括与第一母线96相连的第一导线或导电带100以及与第二母线98相连的第二导线或导电条102。导线100、102各自与电源38相连。母线
96、98和/或导电条100、102可以由导电金属箔或条(例如但是不限于铜箔或镀锡铜箔)形成,或者可以由导电涂层(例如陶瓷涂层)形成,或由它们的组合形成。在本发明的一种非限制性实施方案中,可以将母线96和98至少部分地或完全地设置在装饰带26上(如图
2中所示)。
[0057] 电源38可以是任何常规的电源。然而,在一种非限制性实施方案中,电源38是配置的常规车辆交流发电机以提供13伏至15伏,例如约14伏。
[0058] 结合本发明特征的另一透明体106示于图5中。透明体106的构造类似于透明体10,但是涂层30包括一个或多个“切除”区域,例如切除部分108和110。切除部分108和
110将涂层30分成第一主要部分114、第二主要部分116和中央部分118。在该非限制性实施方案中的母线组件120是四输入(quad-feed)组件,即具有分别与四段母线130、132、
134和136相连的四个连接器122、124、126和128。母线130和132主要向第一主要部分
114提供电力,而母线134和136主要向第二主要部分116提供电力。
[0059] 在本发明的一种非限制性实施方案中,对涂层30进行构造或尺寸设计从而当涂层与常规的车辆交流发电机例如产生80安培和14伏的常规交流发电机电接通时,在24英寸-30英寸(60cm-75cm)的母线至母线距离D(参见图1)下提供2-10瓦/平方分米(W/2 2 2
dm)的功率密度,例如4-8W/dm,例如5-6W/dm。据信这样的功率密度足以融化与基材10的外表面14接触的冰。在美国对于目视板(visionpanel)(例如挡风玻璃),所述透明体还应当具有大于或等于70%的可见光透射率,例如大于或等于71%。如同本领域技术人员会意识到的那样,需要权衡若干不同的竞争因素来提供具有足够导电性还有足够透射率的涂层。例如,当母线之间的距离D增大(即透明体从上至下变得更宽)时,母线至母线的电阻增大。当母线至母线电阻增大时,功率密度降低。为了在母线至母线距离增大时保持功率密度,必须降低涂层的电阻率。降低电阻率的一种方法是增加一个或多个银层的厚度和/或增加银层的数量。在本发明的一种非限制性实施方案中,设置银层的厚度和/或数目来获得0.6-1.7Ω/□的涂层总电阻率,例如0.8-1.3Ω/□,例如0.9-1.1Ω/□。然而,如同本领域技术人员同样会意识到的那样,当银层的数目或厚度增加时,可见光透射率降低。对于车辆的前视区域,例如挡风玻璃,银层的厚度和/或数目不应当增加至目视区域的可见光透射率降到约70%以下的程度。
[0060] 本领域技术人员会容易理解在不脱离前述说明书中公开的概念的情况下可以对本发明做出改动。因此,本文详细描述的具体实施方案只是说明性的而不限制本发明的范围,从而给出所附权利要求的全部范围及其任何和所有的等同范围。