關(guān)于這些應(yīng)用將更具體地描述本發(fā)明,然而不限于此。
加熱玻璃板是在該玻璃板的一個(gè)面包含導(dǎo)電器件的玻璃板,該導(dǎo)電器件,當(dāng)它們經(jīng)受電流時(shí),允許提高該玻璃板的溫度。這種類型的玻璃板可以應(yīng)用在交通工具中甚至在建筑物中,以防止或消除水蒸氣或霜在玻璃板上的形成,甚至消除在玻璃板附近的冷壁效應(yīng)感覺。
加熱玻璃板的導(dǎo)電器件已知地由絲網(wǎng)印刷在玻璃上或嵌入在層壓中間層中的金屬絲或沉積在玻璃上的薄層組成。
電磁屏蔽玻璃板是這樣的玻璃板,其降低電磁波穿過該玻璃板的傳播。這種應(yīng)用在電子領(lǐng)域具有益處,尤其用于生產(chǎn)電磁屏蔽窗口(也稱為電磁濾波器),其例如用于被設(shè)置在使用等離子體技術(shù)的顯示屏幕的前面。另一個(gè)應(yīng)用涉及航空領(lǐng)域,其中需要確保飛機(jī)的電磁屏蔽的連續(xù)性,以防止乘客的手機(jī)和便攜式計(jì)算機(jī)造成使飛行人員與控制塔之間的聯(lián)系中斷的干擾。最后,另一個(gè)應(yīng)用是在航海和/或航空領(lǐng)域中對(duì)雷達(dá)信號(hào)的限制的應(yīng)用。
電磁屏蔽通常使用沉積在玻璃板的玻璃上或任何其它界面(如中間膜)上的薄層或金屬網(wǎng)格來實(shí)現(xiàn)。
已知在同一個(gè)玻璃板上使屏蔽和加熱功能結(jié)合。在這種玻璃板中,用于加熱的導(dǎo)電器件和導(dǎo)電屏蔽器件例如借助于薄層堆疊體而組合形成,其中薄層堆疊體的沉積材料的性質(zhì)和厚度進(jìn)行選擇以確保提供這兩個(gè)功能。
然而,上述玻璃板具有缺點(diǎn)。
雖然金屬網(wǎng)格在低頻下對(duì)電磁屏蔽有效,但是相反地,在超過十GHz時(shí),其是效率低的。然而,在大約或高于10GHz的頻率下,某些應(yīng)用需要顯著的性能,特別是高于50dB,甚至大約60dB或以上的衰減。
此外,金屬網(wǎng)格引起玻璃板的強(qiáng)烈的光學(xué)劣化,如折射缺陷體現(xiàn)為當(dāng)觀察點(diǎn)光源(前照燈,交通燈等)時(shí)出現(xiàn)相當(dāng)大的衍射斑;或者,在兩個(gè)金屬網(wǎng)格的結(jié)合的情況下,當(dāng)透過玻璃板觀察時(shí),也可出現(xiàn)莫爾效應(yīng)。然而,玻璃板的光學(xué)品質(zhì)是至關(guān)重要的。
關(guān)于薄層的使用,它們的堆積會(huì)降低玻璃板的光透射,并且增加制造成本。此外,這些已知的玻璃板,盡管它們具有非常好的視覺特性,但是通過單個(gè)透明導(dǎo)電層不允許提供高于40dB的衰減。
最后,已經(jīng)可以證明,雖然配備有兩個(gè)分開的層(一個(gè)為加熱層和一個(gè)為電磁屏蔽層,使得彼此隔開并電絕緣)的玻璃板在某些頻率下可以具有優(yōu)良性能,但仍然希望進(jìn)一步提高在其他頻率的性能,即使只提高幾個(gè)dB。
因此,本發(fā)明的目的是提供一種具有兩種功能(加熱和電磁屏蔽功能)并且對(duì)于大范圍的頻率提供高于40dB的衰減,甚至對(duì)于高于10GHz的頻率提供約60dB的衰減的玻璃板,同時(shí)具有非常好的視覺性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明,具有加熱和電磁屏蔽功能的玻璃板,其包含至少一個(gè)基材(如玻璃片材或由塑料制成的基材)、沉積在基材的一個(gè)表面上的加熱層和電磁屏蔽器件(其包括呈布置在玻璃板的周邊的(屏蔽)金屬涂層形式的導(dǎo)電涂層),特征在于金屬涂層覆蓋加熱層的周邊部分,所述加熱層是通過電絕緣器件與所述涂層電絕緣。
在制造玻璃板時(shí),特別是當(dāng)通過銀沉積制備該加熱層時(shí),使加熱層沉積而不延伸到基材邊緣(不延伸到基材的邊緣面的位置)。因此,包括該加熱層的基材表面不在它的整個(gè)周邊位置都提供有加熱層。通常,沒有加熱層的基材的寬度(與玻璃板側(cè)邊垂直的維度)為大約20mm。但是,對(duì)于設(shè)置有矩形加熱層的非矩形玻璃板(例如梯形),這種寬度可以局部地達(dá)到幾厘米或甚至幾十厘米。
有利地,導(dǎo)電涂層在該玻璃板的整個(gè)周邊上延伸,覆蓋加熱層(以界層(沿著厚度)形式具有電絕緣器件)。
金屬屏蔽涂層部分地覆蓋玻璃板中心方向上的加熱層同時(shí)與其進(jìn)行電絕緣。它從玻璃板的邊緣到玻璃板的中心方向在有限距離上,尤其在最多1厘米的距離上延伸。
在本發(fā)明的意思上,表述“覆蓋”被理解為意味著在與基材的一般面的平行的平面中為面對(duì)面形式。
金屬屏蔽涂層至少部分地被設(shè)置在玻璃板的內(nèi)部。它被布置在玻璃板的至少一個(gè)內(nèi)表面上,在玻璃板的一個(gè)基材的至少一個(gè)內(nèi)表面上。
因此,對(duì)于多層玻璃板,金屬屏蔽涂層至少部分地被設(shè)置在玻璃板的內(nèi)部,在玻璃板的玻璃基材的至少一個(gè)內(nèi)表面上。
加熱層本身可以根據(jù)其材料的性質(zhì)而形成電磁屏蔽器件的一部分。然而,優(yōu)選地,電磁屏蔽器件還包括與加熱層分開的并與其電絕緣的透明電磁屏蔽層。這種層是例如基于銀類型的金屬層或包含半導(dǎo)體材料如ITO(氧化銦錫)的層。
根據(jù)本發(fā)明,形成玻璃板的電磁屏蔽器件的一部分的導(dǎo)電金屬涂層的存在及其布置在玻璃板的邊緣上,特別是在沒有所述加熱層的區(qū)域中,并覆蓋加熱層,同時(shí)保持在加熱層和所述涂層之間的電絕緣,確保獲得非常顯著的衰減。對(duì)于約5MHz的低頻率和高于10GHz的高頻率,都可以非常有利地實(shí)現(xiàn)約50甚至60dB及更高的衰減。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,加熱層幾乎覆蓋了基材的全部,除了在玻璃板的非常邊緣處的周邊區(qū)域,例如約10mm寬的周邊區(qū)域。電磁屏蔽周邊涂層覆蓋該周邊區(qū)域,同時(shí)保持在加熱層與所述涂層之間的電絕緣。因此,加熱層最佳地覆蓋玻璃板的表面,僅僅至少所述沒有被覆蓋的周邊區(qū)域(例如數(shù)十毫米)被根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電涂層覆蓋。
本發(fā)明的導(dǎo)電涂層可以是不透明或透明的涂層。它是一種金屬涂層。它是例如由銅制成的。為了在玻璃板上添加這種涂層,該涂層例如以粘合劑形式存在。
通過將導(dǎo)電金屬涂層的寬度限制在沒有加熱層的區(qū)域和對(duì)加熱層的部分覆蓋(在厚度中具有電絕緣界層)——該覆蓋例如限于約1cm——玻璃板的視野不會(huì)被降低,并且電磁波的衰減顯著提高。
有利地,沿著在玻璃板的中心的方向上的寬度,加熱層被所述導(dǎo)電涂層的覆蓋在幾毫米至幾厘米之間,特別是約一厘米。
該玻璃板包括在加熱層和形成電磁屏蔽器件的一部分的導(dǎo)電涂層之間的電絕緣器件。這些電絕緣器件例如由塑料制成,并且以在加熱層的整個(gè)表面上延伸的一個(gè)或多個(gè)中間膜的形式存在,或者由從玻璃板的邊緣面開始延伸并通過覆蓋加熱層而終止(在離玻璃板邊緣一段距離處)的寬度有限的膜形成。該寬度有限的中間膜優(yōu)選為粘合劑。
術(shù)語“膜”被理解為是指具有比玻璃基材的厚度更小的厚度的分隔器件。
所述電絕緣器件的厚度(與玻璃板的一般表面垂直的維度并沿著玻璃板的厚度延伸的維度)為約一毫米或更小。
電絕緣器件通過向玻璃板的內(nèi)部延伸而部分地覆蓋加熱層。所述電絕緣器件的展開寬度至少等于或優(yōu)選地大于導(dǎo)電涂層的覆蓋寬度。所述電絕緣器件的展開寬度例如為約1.5cm,而導(dǎo)電涂層僅覆蓋1cm的寬度。
在一個(gè)示例性實(shí)施例中,玻璃板包括兩個(gè)玻璃片材和連接該兩個(gè)玻璃片材的塑料中間層,并且加熱層和導(dǎo)電涂層之間的電絕緣器件是分開兩個(gè)玻璃片材的塑料中間層。覆蓋玻璃板的表面的中間層可以是單層或多層,即包括一個(gè)中間膜或膜堆疊體。
眾所周知,中間膜例如由聚乙烯醇縮丁醛(PVB)制成,并具有0.76mm的厚度。
在可以是優(yōu)選的另一個(gè)示例性實(shí)施例中,塑料電絕緣器件是幾十微米,特別是20μm厚的粘合性薄膜。該膜被粘合到加熱層上,優(yōu)選地在寬度上被限制在與玻璃板的邊緣面相對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)端和其相對(duì)端(在離邊緣至多幾厘米處終止)之間。
根據(jù)一個(gè)特征,電磁屏蔽器件還包括這樣的電磁屏蔽層(其是導(dǎo)電層,特別是由金屬或半導(dǎo)體材料制成),其被沉積在該基材的與載有加熱層的表面不同的表面上或者(如果玻璃板包括多個(gè)基材)與載有加熱層的基材不同的基材上。
如上所闡述的,雖然加熱層通常不覆蓋整個(gè)基材,但是優(yōu)選的是將其沉積在幾乎整個(gè)表面上(排除了周邊幾個(gè)毫米的表面),以便使電磁屏蔽導(dǎo)電涂層在玻璃板的視覺區(qū)域中的面積最小化。還優(yōu)選使加熱層的耐熱性最小化,并因此提高衰減的改善。
加熱層的物質(zhì)種類以及電磁屏蔽層的物質(zhì)種類(當(dāng)電磁屏蔽層存在時(shí))將有利地進(jìn)行優(yōu)化以盡可能地降低每個(gè)層的(表面)薄層電阻。常見的玻璃板包括加熱層和/或屏蔽層,其每個(gè)層具有至少低于10Ω/□,優(yōu)選低于2Ω/□,甚至低于1Ω/□的總電阻。
此外,當(dāng)將這樣的電磁屏蔽層添加到加熱層時(shí),該屏蔽層和加熱層兩個(gè)層沿著設(shè)定的厚度進(jìn)行間隔以優(yōu)化屏蔽。根據(jù)絕緣材料的物質(zhì)種類(玻璃或塑料或氣體),這種電絕緣厚度例如為幾毫米至幾厘米。
在玻璃板的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,玻璃板包括至少兩個(gè)玻璃片材和分開這兩個(gè)玻璃片材的中間層(這種中間層可以是充氣腔和/或由PVB類型的塑料片),加熱層和電磁屏蔽導(dǎo)電涂層,以及電磁屏蔽層(電磁屏蔽層與玻璃片材中的一個(gè)相連接并且被布置在兩個(gè)玻璃片材之間),而加熱層被沉積在另一個(gè)玻璃片材上,并且在與中間層相連接的表面相對(duì)的外表面上。與電磁屏蔽導(dǎo)電涂層相連接的加熱層可以用由塑料制成的保護(hù)性保護(hù)膜或用本身已知的薄保護(hù)層覆蓋,或與第三玻璃片材層壓。
玻璃板可以在電磁屏蔽領(lǐng)域中具有各種應(yīng)用。例如用于航空,航海,陸地汽車(卡車,公共汽車,小轎車,坦克等)或建筑領(lǐng)域中。
現(xiàn)在使用僅僅舉例說明的并絕不限制本發(fā)明范圍的實(shí)施例,并通過附圖來描述本發(fā)明,其中:
-圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的玻璃板的示例性實(shí)施例的局部剖視圖;
- 圖2是圖1的一部分的放大剖視圖,示出了周邊電磁屏蔽涂層和加熱層;
- 圖3a至3c示出了本發(fā)明的玻璃板的一個(gè)實(shí)施方案變型的制造步驟;和
- 圖4示出了本發(fā)明的玻璃板的兩個(gè)實(shí)施例和兩個(gè)比較例的衰減曲線。
為了便于觀察,圖形不按比例繪制。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的加熱和電磁屏蔽玻璃板1。
作為完全非限制性的實(shí)施例,玻璃板1是層壓玻璃板,并且包括呈玻璃片材2,3和4形式的三個(gè)基材(它們以已知方式通過兩個(gè)PVB類型塑料中間層(分別為5A和5B)分別組裝在一起),具有這樣的電磁屏蔽功能的常規(guī)電磁屏蔽層6(其具有至少低于10Ω/□,甚至低于2Ω/□的薄層電阻),加熱層7(具有至少低于10Ω/□,甚至低于2Ω/□的薄層電阻)(該加熱層可形成電磁屏蔽器件,因?yàn)橛捎谄洳牧系姆N類而能夠有助于電磁屏蔽功能)和根據(jù)本發(fā)明形成電磁屏蔽器件的一部分的導(dǎo)電涂層8。
玻璃板可以是絕熱的玻璃板,玻璃片材這時(shí)被充氣腔分開。絕緣玻璃板還可以包括由塑料制成的膜。
基材的數(shù)量和中間器件將根據(jù)由玻璃板的性質(zhì)和提供給玻璃板的功能進(jìn)行選擇。這里描述的基材由玻璃制成,但是它們可以由塑料如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)制成。
為了提供電磁屏蔽功能,玻璃板因此包括覆蓋玻璃片材之一的表面之一,優(yōu)選玻璃板的表面(2)的導(dǎo)電層6。
回顧的是,裝備有兩個(gè)玻璃基材的層壓玻璃板的表面通常從玻璃板的外部環(huán)境開始朝向房間內(nèi)部進(jìn)行編號(hào)為(1),(2),(3)和(4),當(dāng)玻璃板被裝配到使所述房間封閉的窗口中時(shí)。
屏蔽層6是透明導(dǎo)電涂層,如基于ITO(錫摻雜的氧化銦)或銀的薄層。
使屏蔽層6電連接到框架(在其中容納該玻璃板)的導(dǎo)電框10上??蚣?0用于被安裝在待用玻璃板密封的房間的窗口中。在屏蔽層6和框架10之間的電連接以已知的方式(例如通過粘合到該層并折疊在玻璃基材2上的電連接粘合劑60,以及通過確保在粘合劑60和金屬框架10之間電連接的導(dǎo)電密封件61)進(jìn)行實(shí)施。
為了提供加熱功能,玻璃板包括離屏蔽層6一定距離進(jìn)行設(shè)置的加熱層7,其優(yōu)選地被布置在玻璃板的表面(4)上。加熱層7優(yōu)選由銀或ITO制成。
加熱層7通常進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)玻璃板的類型,如在所說明的示例中,玻璃板包括與第二基材3層壓的第三基材4,層7由中間膜5B保護(hù)。在玻璃板的結(jié)構(gòu)變型中,玻璃板可以僅包括兩個(gè)基材,加熱層7這時(shí)用塑料保護(hù)膜涂層進(jìn)行保護(hù)或者通過本身已知的并且不是導(dǎo)電的薄保護(hù)層的沉積物進(jìn)行保護(hù)。僅僅在玻璃板的加熱層僅由低電壓進(jìn)行供電時(shí),才使用上述防劃痕保護(hù)層。
優(yōu)選地,加熱層7覆蓋基材3的整個(gè)玻璃面。然而,如通常對(duì)于薄層沉積物,加熱層不延伸至玻璃板的邊緣,即至與玻璃板的邊緣面11的位置。
根據(jù)本發(fā)明,玻璃板包括附加的電磁屏蔽器件8。
這些附加的電磁屏蔽器件8與加熱層7相連接,同時(shí)通過絕緣器件9與所述層電絕緣。
這些附加的電磁屏蔽器件8由金屬涂層(如,導(dǎo)電粘合劑),例如由銅制成的涂層形成。
關(guān)于圖2的細(xì)節(jié)視圖,將涂層8設(shè)置成面向?qū)?并覆蓋所述層,同時(shí)通過絕緣器件9與所述層分開。
在所示的示例性實(shí)施例中,一方面,涂層8在玻璃板的中心方向上在加熱層上延伸(部分地覆蓋該加熱層),特別地約一厘米,另一方面,它延伸直至玻璃片材3的邊緣面30為止,蓋住它并部分覆蓋該玻璃板的表面(3)(對(duì)應(yīng)于與載有加熱層7的面相反的面)。面(3)的覆蓋與加熱層7的覆蓋面對(duì)面地延伸并被限制在后者的寬度上。在該示例中,涂層8具有U形。
根據(jù)本發(fā)明,重要的是,對(duì)于載有加熱層7的玻璃板的面(4)的區(qū)域70,即沒有加熱層的區(qū)域,附加電磁屏蔽器件8能夠覆蓋這種區(qū)域,甚至存在絕緣界層9。
在不同的實(shí)施方案中,附加電磁屏蔽器件(導(dǎo)電涂層)8可以僅延伸到玻璃板的邊緣至邊緣面30的極限,和/或不覆蓋該基材的與帶有加熱層7的面相反的面。
形成附加電磁屏蔽器件的金屬涂層8不必須地電連接到電磁屏蔽層6或玻璃板的金屬框架上。
此外,為導(dǎo)電的附加電磁屏蔽器件8必須不與加熱層7直接接觸。這就是為什么電絕緣器件9介于加熱層7和金屬涂層8之間。
在所示的示例性實(shí)施例中,這些電絕緣器件9由20μm的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的薄粘合劑層形成。它們按照至少與涂層8相同長的寬度在加熱層上延伸。它們在玻璃片材3的邊緣面30的邊緣處截止。
所示的玻璃板的制造為如下:
-屏蔽層6和加熱層7預(yù)先被沉積在還未裝配的玻璃基材上;
-將PET絕緣粘合劑9沉積在加熱層7上;
-導(dǎo)電涂層8沉積在絕緣粘合劑9上;正是銅制粘合劑將玻璃片材的邊緣面30和玻璃片材的相反面31粘接在粘合劑9上;
-在高壓釜中使兩個(gè)玻璃片材2和3以及第三玻璃片材與PVB片材5A和5B裝配在一起。
在圖3c上所示的一個(gè)實(shí)施方案中,關(guān)于絕緣器件9的物質(zhì)種類,后者由在加熱層7的整個(gè)表面上延伸的一個(gè)或多個(gè)中間膜形成。
更具體地,制造方法為如下。
關(guān)于圖3a,在具有加熱層7的第二玻璃基材3上,已經(jīng)牢固地固定了中間膜9。然后將導(dǎo)電粘合劑8粘合到基材3的邊緣面30上。導(dǎo)電粘合劑8沿著箭頭折疊到基材3的兩個(gè)表面上。
一旦如圖3b上所示地進(jìn)行折疊,導(dǎo)電粘合劑8在加熱層7的一側(cè)上用與中間膜5B覆蓋。
最后,關(guān)于圖3c,第二基材3一方面通過中間膜5A與在其上已經(jīng)沉積有電磁屏蔽層6的第一基材2,另一方面經(jīng)由中間膜5B與第三基材4牢固地固定。
塑料中間層膜5A和5B可以是單層的或多層。
本發(fā)明的玻璃板在電磁波的衰減方面取得了顯著的結(jié)果,并且具有同樣優(yōu)異的光學(xué)特性,其中透光率(TL)高于70%,不存在衍射。
圖4示出了三個(gè)玻璃板的衰減曲線,以dB為單位:
-本發(fā)明的玻璃板A,其為上面根據(jù)第一示例性實(shí)施例關(guān)于絕緣器件9描述的玻璃板。玻璃板A包括4mm厚的玻璃基材2,3和4以及兩個(gè)PVB中間層(分別為1.52毫米厚的5A和為3.04毫米厚度的5B),常規(guī)屏蔽層6,常規(guī)加熱層7,以及根據(jù)本發(fā)明,在這里50μm厚的銅制粘合劑8(其在1cm的寬度上面對(duì)加熱層延伸),以及由20μm的PET粘合劑形成的絕緣器件9。
-具有與玻璃板A相同特征的玻璃板B,除了絕緣器件9由厚度為1.52mm的中間膜形成。
-與玻璃板A和B相同(在關(guān)于加熱層和電磁屏蔽層的位置和性質(zhì)發(fā)明)但沒有屏蔽涂層8和絕緣器件9的對(duì)比玻璃板C。
-對(duì)比玻璃板D,其僅包括與在玻璃板A,B和C中存在的電磁屏蔽層相同的電磁屏蔽層,該電磁屏蔽層被布置在兩個(gè)厚度為4mm的并通過1.52mm的中間膜裝配在一起的玻璃基材之間。
衰減的測量根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GAM T20(1992年9月)進(jìn)行。
僅包含單個(gè)電磁屏蔽層的玻璃板D(最下面的曲線)比其它玻璃板具有顯著更差的性能。此外,對(duì)于從200MHz(最下面的曲線)開始的頻率,所獲得的衰減低于40dB。
玻璃板C允許顯示,為基于如ITO的導(dǎo)電材料的層的加熱層也有助于電磁屏蔽。因此,觀察到衰減高于玻璃板D的衰減。然而,對(duì)于整個(gè)頻譜,即在10至200MHz之間,或在200至10000MHz之間或超過10GHz,衰減仍然低于或顯著低于由本發(fā)明的兩個(gè)玻璃板A和B獲得的衰減。
對(duì)于低于200MHz或在200至1000MHz之間的頻率,即使衰減梯度在對(duì)比玻璃板C和玻璃板A和B之間的衰減梯度為幾個(gè)dB(1至5個(gè)dB),由于根據(jù)本發(fā)明的外圍屏蔽涂層引起的這幾個(gè)dB的改進(jìn)對(duì)于某些應(yīng)用是非常有意義的。
對(duì)于高于1000MHz(1GHz)的頻率,甚至高于10GHz的高頻,使用本發(fā)明的玻璃板A和B獲得高于50dB,甚至高于60dB的值的衰減。
盡管對(duì)于高于1GHz的頻率,用玻璃板C獲得的衰減與本發(fā)明的玻璃板的衰減非常接近,但是對(duì)于這些頻率的大部分,玻璃板C的衰減仍然低于玻璃板A和B的衰減(約1至3dB)。
因此,本發(fā)明的玻璃板在從10MHz到高于10GHz的非常寬的頻率范圍內(nèi)符合要達(dá)到的性能:
-對(duì)于上述頻率范圍,衰減高于40dB;
-對(duì)于在30MHz至150MHz之間的頻率以及超過500MHz的頻率,衰減高于45dB;
-對(duì)于超過1GHz的頻率,衰減高于50dB,平均為約55dB;
-對(duì)于10GHz以上頻率,衰減為55至65dB之間;和
-相對(duì)于配備有加熱層和屏蔽層的玻璃板C,衰減量的改進(jìn)可能高達(dá)約5dB,和相對(duì)于裝備有單獨(dú)的電磁屏蔽層的玻璃板D而言,衰減量的改進(jìn)超過5dB甚至約10dB。