TW201924498A - 具電子設備的整合式玻璃單元 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種整合式玻璃單元(IGU)，其包含：
(a) 第一嵌板，其包含第一嵌板邊緣；
(b) 電子層壓物，其包含：
- 第一基板，
- 第二基板，
- 電子設備，其設置於該第一基板與第二基板之間，
- 複數個端子，其耦接至該電子設備，
- 層壓物邊緣，其相對於該第一嵌板邊緣凹入；且
其中該第一基板附接至該第一嵌板；
(c) 可撓性電路板，其電耦接至該複數個端子之至少一部分，且包含突出至該層壓物邊緣之外且包含自由端之延伸部分；
(d) 第二嵌板，其包含第二嵌板邊緣且附接至具有垂直於該第二嵌板所量測之高度H的間隔件，從而維持該第二嵌板與該第二基板之間的距離，該間隔件相對於該層壓物邊緣及該第二嵌板邊緣凹入；
其中該可撓性電路板之該延伸部分與該第二嵌板邊緣齊平或自其凹入，且其中該自由端定位於一耦接體積內。該耦接體積具有垂直於該第二嵌板邊緣之矩形橫截面及高度H，且由該第二嵌板及該間隔件界定。
(a) 第一嵌板，其包含第一嵌板邊緣；
(b) 電子層壓物，其包含：
- 第一基板，
- 第二基板，
- 電子設備，其設置於該第一基板與第二基板之間，
- 複數個端子，其耦接至該電子設備，
- 層壓物邊緣，其相對於該第一嵌板邊緣凹入；且
其中該第一基板附接至該第一嵌板；
(c) 可撓性電路板，其電耦接至該複數個端子之至少一部分，且包含突出至該層壓物邊緣之外且包含自由端之延伸部分；
(d) 第二嵌板，其包含第二嵌板邊緣且附接至具有垂直於該第二嵌板所量測之高度H的間隔件，從而維持該第二嵌板與該第二基板之間的距離，該間隔件相對於該層壓物邊緣及該第二嵌板邊緣凹入；
其中該可撓性電路板之該延伸部分與該第二嵌板邊緣齊平或自其凹入，且其中該自由端定位於一耦接體積內。該耦接體積具有垂直於該第二嵌板邊緣之矩形橫截面及高度H，且由該第二嵌板及該間隔件界定。
Description
本發明係關於一種整合式玻璃單元(integrated glazing unit，IGU)，其包含設置於該IGU之第一嵌板與第二嵌板之間的電子設備。特定言之，其係關於IGU內之電子設備之端子的電連接。
在建築、汽車、航空及其他行業中，例如為了顯示資訊、出於於照明目的、出於美觀原因、以及為了節能，已知具有諸如電致變色設備、可切換膜、發光設備、光伏電池、顯示器及/或加熱設施之整合式電子組件的層壓玻璃面板。特定言之，由於所施加電壓及電流而改變光學透射率之電致變色設備在當今用於電致變色窗中及汽車反光鏡中。
為了向建築物提供熱絕緣，窗常常製造為整合式玻璃單元(IGU)且具有由間隔件分開固持之第一玻璃片與第二玻璃片。輔助密封件通常包圍間隔件。此適用於不具有電子設備之普通窗的整合式玻璃單元，間隔件及輔助密封件氣密密封兩個玻璃片且防止濕氣在兩個嵌板之間的內部空間中冷凝。當普通玻璃片被電子層壓總成替換時，至電子設備之端子的電連接在應維持密閉式密封之整合式玻璃單元中構成設計挑戰。
實際上，具有電子組件之電子層壓總成的製造通常包含以下步驟：將導電層沈積於第一基板上，在該導電層中實現電子電路且將電子組件沈積於該導電層上，連接至電子電路；藉由施用第二基板來獲得層壓物，接著層壓第二基板。在此等電子層壓總成中之每一者中，有必要向導電層提供電供應，以向電子設備供應電能。在一些應用中，亦需要經由信號連接監測電子設備。可以一下方式進行此等功率及信號連接。可將纜線或接合連接器連接至導電層或直接連接至電子電路。接著總成遵循如上文所描述之相同層壓製程。線纜及/或接合連接器自側邊緣離開層壓總成。
此等線纜或接合連接器及至電子組件或導電層之連接極其脆弱。其會在製造製程期間易於損壞，此會引起不良接觸或完全接觸損失。此外，亦會歸因於連接器之不良應用或不良類型之連接器的使用而出現接觸問題。在本發明中，電子層壓總成進一步加工成整合式玻璃單元且因此進一步曝露於損壞。在電子層壓總成附近或在電子層壓總成內對線纜或接合連接器有任何損壞的狀況下，在有可能之情況下，極其難以在修復整合式玻璃單元或電子層壓總成而不分層，亦即，會損壞整合式玻璃單元或電子層壓總成。
因此，對於設計包含電子層壓物總成之整合式玻璃單元存在技術挑戰，其中電連接係穩固且可靠的。
此外，建築物窗之當前商業趨勢係最大化發光亮度及因此最大化分配至玻璃之表面及最小化分配至框架之表面。框架實際上用以在建築物內整合玻璃面板，但亦用以隱藏電連接及窗之其他功能性。因此，有必要使電連接之大小保持儘可能小，以最小化框架之寬度。
因此，除了電連接之脆弱性以外，亦必須特定解決此類連接之大小及位置。
已意外地發現，當電子層壓總成之電子材料的端子耦接至包含突出至電子層壓總成邊緣之外但與整合式玻璃單元之嵌板氣瓶或自其凹入之延伸部分的可撓性電路板時，該可撓性電路板包含定位於具有垂直於第二嵌板邊緣之矩形橫截面、具有高度(H)且由第二嵌板及間隔件界定之耦接體積(V)內的自由端，其允許利用較大空間以進行電子設備與電纜線束之間的穩固且受保護之電連接。本發明之整合式玻璃單元因此係穩固且高度可靠的，且生產方法因此更容易、高度可靠且高效。其進一步允許最小化整合式玻璃單元內置電子層壓總成的凹槽，且籍此最小化隱藏連接所必需之框架的寬度。
本發明係關於一種整合式玻璃單元(IGU)，其包含：
(a) 第一嵌板，其包含第一嵌板邊緣；
(b) 電子層壓物，其包含：
- 第一基板，
- 第二基板，
- 電子設備，其設置於該第一基板與第二基板之間，
- 複數個端子，其耦接至該電子設備，
- 層壓物邊緣，其相對於該第一嵌板邊緣凹入；且
其中該第一基板附接至該第一嵌板；
(c) 可撓性電路板，其電耦接至該複數個端子之至少一部分，且包含突出至該層壓物邊緣之外且包含自由端之延伸部分；
(d) 第二嵌板，其包含第二嵌板邊緣且附接至具有垂直於該第二嵌板所量測之高度H的間隔件，從而維持該第二嵌板與該第二基板之間的距離，該間隔件相對於該層壓物邊緣及該第二嵌板邊緣凹入；
其中該可撓性電路板之該延伸部分與該第二嵌板邊緣齊平或自其凹入，且其中該自由端定位於耦接體積內。該耦接體積具有垂直於該第二嵌板邊緣之矩形橫截面及高度H，且由該第二嵌板及該間隔件界定。
(a) 第一嵌板，其包含第一嵌板邊緣；
(b) 電子層壓物，其包含：
- 第一基板，
- 第二基板，
- 電子設備，其設置於該第一基板與第二基板之間，
- 複數個端子，其耦接至該電子設備，
- 層壓物邊緣，其相對於該第一嵌板邊緣凹入；且
其中該第一基板附接至該第一嵌板；
(c) 可撓性電路板，其電耦接至該複數個端子之至少一部分，且包含突出至該層壓物邊緣之外且包含自由端之延伸部分；
(d) 第二嵌板，其包含第二嵌板邊緣且附接至具有垂直於該第二嵌板所量測之高度H的間隔件，從而維持該第二嵌板與該第二基板之間的距離，該間隔件相對於該層壓物邊緣及該第二嵌板邊緣凹入；
其中該可撓性電路板之該延伸部分與該第二嵌板邊緣齊平或自其凹入，且其中該自由端定位於耦接體積內。該耦接體積具有垂直於該第二嵌板邊緣之矩形橫截面及高度H，且由該第二嵌板及該間隔件界定。
本發明進一步係關於一種生產該整合式玻璃單元(IGU)之方法，其包含以下步驟：
- 將該電子設備層壓至該第一基板及第二基板；
- 將該電子層壓物附接至該第一嵌板；
- 將該第二嵌板附接至該間隔件，來維持該第二嵌板與該第二基板之間的距離；
- 將該可撓性電路板連接至該電子層壓物之該等端子的至少一部分，其中延伸部分突出至該層壓物邊緣之外；及
- 在該耦接體積內定位該自由端，使得該電路板之該延伸部分與該第二嵌板邊緣齊平或自其凹入。
- 將該電子設備層壓至該第一基板及第二基板；
- 將該電子層壓物附接至該第一嵌板；
- 將該第二嵌板附接至該間隔件，來維持該第二嵌板與該第二基板之間的距離；
- 將該可撓性電路板連接至該電子層壓物之該等端子的至少一部分，其中延伸部分突出至該層壓物邊緣之外；及
- 在該耦接體積內定位該自由端，使得該電路板之該延伸部分與該第二嵌板邊緣齊平或自其凹入。
實施例之其他態樣及優點將自結合隨附圖式之以下詳細描述變得顯而易見，該等隨附圖式以實例之方式說明所描述之實施例之原理。
出於解釋之目的，橫向方向被視為平行於整合式玻璃單元之主體的平面或與該主體成切線，且豎直方向被視為例如穿過整合式玻璃單元之厚度垂直於整合式玻璃單元之主體，及/或垂直於整合式玻璃單元之主表面延伸。
類似於許多普通整合式玻璃單元，本發明之整合式玻璃單元(1) (在本文中亦被稱作IGU)係隔熱的。根據圖1，本發明之IGU (1)包含包含第一嵌板邊緣(3)之第一嵌板(2)、電子層壓物(4)、可撓性電路板(10)及包含第二嵌板邊緣(14)之第二嵌板(13)。第一面板與第二面板彼此平行。各嵌板可係玻璃或塑料或其他透明或半透明材料。
電子層壓物包含第一基板(5)、第二基板(6)、設置於第一基板與第二基板之間的電子設備(7)、耦接至電子設備之複數個端子(8)、及相對於IGU之第一嵌板邊緣凹入的層壓物邊緣(9)。電子層壓物沿著第一基板(5)附接至IGU之第一嵌板。第二嵌板附接至具有垂直於第二嵌板所量測之高度H的間隔件(15)，從而維持第二嵌板(13)與電子層壓物(4)之第二基板(6)之間的距離，該間隔件(15)相對於層壓物邊緣(9)及第二嵌板邊緣(14)凹入。
本發明之IGU (1)可具有其第一嵌板(2)作為外部嵌板或內部嵌板，且相對於建築物之其中已安裝IGU的內部空間，第二嵌板(13)可係內部嵌板或外部嵌板。較佳地，電子設備更接近外部嵌板而置放。尤其對於電致變色設備，該設備較佳地比內部嵌板更接近外部嵌板而置放，以允許電致變色設備之可調整著色以遮蔽內部嵌板及內部嵌板與外部嵌板之間的空間，此減少嵌板之間的氬氣、氮氣、空氣或其他氣體之加熱。
在本發明之一較佳實施例中，電子設備附接至第一嵌板(2)，該第一嵌板充當載體玻璃。替代地，電子設備可經層壓至第二嵌板(13)。間隔件(15)附接至電子層壓物(4)之第二基板(6)。在一個實施例中，密封件材料(19)橫向地包圍間隔件(15)且被稱作輔助密封劑。
根據本發明之IGU的第一嵌板及第二嵌板可由玻璃製成，若如此，玻璃可屬於各種類別。該玻璃可由此係蘇打-石灰-氧化矽玻璃、鋁矽酸鹽或硼矽酸鹽型等。較佳地及出於降低生產成本之原因，如本發明之玻璃片為蘇打-石灰-氧化矽玻璃片。在本發明之一較佳實施例中，第一嵌板(2)及/或第二嵌板(13)係較佳地由玻璃製成之玻璃片，其包含具有介於約3.0 mm至約6.0 mm之近似範圍內置厚度的強化鹼石灰玻璃。
如本發明之玻璃片可為藉由浮動處理、拉伸處理、軋製處理或任何其他已知的為製造始於熔融玻璃組合物的玻璃片之處理所得玻璃片。根據本發明之玻璃片可具有在0.1與25 mm之間變化之厚度。根據本發明之另一實施例，抗反射塗層可設置於玻璃片之表面上。
待在本發明之IGU之不同層壓層之間使用的熱塑性塑料夾層可係選自由以下組成之群組的材料：乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚異丁烯(PIB)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚胺酯(PU)、環烯烴聚合物(COP)、紫外活化黏著劑及/或其他透明或半透明接合材料。較佳地，熱塑性塑料夾層係聚乙烯醇縮丁醛層。
如圖
1中所展示，第二基板(6)與第二嵌板(13)之間的間隙或內部空間可填充有氬氣、氮氣、乾燥空氣或其他氣體，以提供熱絕緣作為整合式玻璃單元之一般特性。
儘管本發明實施例被描繪為平坦的，但整合式玻璃單元之其他實施例可使用彎曲表面及材料或成角表面等等，且應用下文所描述之機構及配置。
根據圖 1
，電子層壓物(4)包含第一基板(5)、第二基板(6)、設置於第一基板與第二基板之間的電子設備(7)、耦接至電子設備(7)之複數個端子(8)，其中層壓物(9)之邊緣相對於IGU之第一嵌板邊緣(13)凹入。此凹槽有利於在IGU內與電子層壓物(4)之電子設備(7)進行必要的電連接，但出於美學目的，應儘可能地減少以最小化隱藏此電連接將所必需之窗框的大小。
電子層壓物之基板(5、6)可係薄玻璃或可撓性基板，其中基板具有1.0 mm或更小且更特定言之0.5 mm或更小之厚度。基板可係玻璃、塑料、或其他透明或半透明材料。在本發明之一較佳實施例中，第一及第二基板包含具有0.5 mm之厚度的低CTE硼矽酸鹽玻璃。
用於製造層壓總成之方法數十年來在窗行業中眾所周知。藉由使用壓延及熱壓之工藝來在自動化層壓線中層壓第一基板、電子設備與第二基板之所謂夾層。層壓物之壓延意為在由基板之任一側施用之滾輪強加之壓力的作用下，視情況運用熱，預膠合夾層。在熱壓之步驟期間藉由組合壓力與溫度之真空/加熱循環最終膠合基板，此完全移除電子設備與基板之間的空氣。
在一較佳實施例中，電子層壓物進一步包含沈積於第一基板(5)上或以其他方式附接至該第一基板之第一透明導電氧化物層，較佳地陰極層；施用至第一基板及第一透明導電層之第一母線；活性電子材料層；沈積於第二基板(6)上或以其他方式附接至該第二基板之第二透明導電氧化物層，較佳地陽極層；及施用至第二基板及第二透明導電層之第二母線。活性電子材料層可係用於電致變色設備之離子導體、用於懸浮顆粒設備之懸浮粒子…。
可以各種方式製造或裝配此等層，或可設計變型。舉例而言，陰極層可沈積至第一透明導電氧化物層上，且陽極層可沈積至第二透明導電氧化物層上，離子導體層或電解質施加至陰極層或陽極層。接著，可在中間運用活性電子材料層使兩個基板(5、6)結合在一起，以形成電子設備。舉例而言，可藉由諸如溶膠-凝膠製程之濕式製程或藉由沈積含有電子粒子之油墨來施用陽極層及陰極層，且離子導體層可係黏性聚合物。
在一個實施例中，作為圍繞電子設備(7)之邊緣的套環，施用密封劑以將第一基板(5)與第二基板(6)密封在一起，且保護電子材料免於歸因於曝露於濕氣或大氣之降解。此密封劑被稱作第一密封劑。適合之密封劑係聚乙烯醇縮丁醛(PVB)或聚異丁烯(PIB)。
電子設備(7)較佳選自由電致變色設備、諸如液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)之可切換膜、或懸浮顆粒設備(suspended particle device，SPD)、光伏電池及/或顯示器組成之群組。更佳地，電子設備係另外一個電致變色設備。在一特定實施例中，電子設備包含2各電致變色設備。
在電子設備(7)係電致變色設備之較佳實施例中，此設備包含離子導體層，第一電極層在離子導體層之一側上且與離子導體層之第一表面接觸，且第二電極層在離子導體層之另一側上且與離子導體層之第二表面接觸。另外，第一電極層及第二電極層中之至少一者，較佳地兩者,包含電致變色材料。此等層又抵靠著第一基板(5)及第二基板(6)配置。第一離子導體層經由第一母線與電源供應器之一個端子電接觸，且第二離子導體層經由第二母線與電源供應器之另一個端子電接觸，籍此可藉由施加電壓脈衝來改變電致變色設備之透射率。
有必要在本發明之電子層壓物內向電子設備提供電供應。在一些應用中，亦需要經由信號連接監測電子設備。因此，電子層壓物包含電耦接至電子設備之複數個端子(8)。端子可包括母線、電壓感測墊及/或隔離墊。
大體而言，母線形成於第一基板(5)及第二基板(6)上，以控制電子設備。舉例而言，可沿著或接近於第二基板(6)之一個邊緣形成陽極母線。可沿著或接近於第一基板(5)之相對邊緣形成陰極母線。用於將母線沈積至玻璃上之一個技術係將熔化焊料(例如，焊料線)向下沈積至玻璃上。大體而言，陽極母線與陰極母線處於或接近電子設備之相對邊緣且處於相對面上。在其他實施例中，多個母線可以各種方式定位，例如以適應不同形狀之基板或建立電子設備之多個控制區域。
在一些實施例中，端子可係電壓感測墊。電壓感測墊允許在一或多個感測端子處量測電子設備之電壓。控制器通常用以可靠地、反覆地且在不超出設備之安全操作範圍的情況下對電子設備進行充電及放電。為了執行此操作，控制器可監測傳遞至電子設備之電荷的位準，且亦確保電子設備之電位不超出預定安全操作限度。定位於設備之某些空間位置處的一或多個感測電壓端子將提供對彼等空間位置處置設備之電池電位(即，陽極與陰極之間的電壓)的量測。若到達所感測電壓限度，則驅動器可做出反應以阻止設備受損壞。感測電壓端子及驅動器操作描述於出版物第US2016/0202590號中，且以引用之方式併入。
在電子設備係電致變色設備之實施例中，電子層壓物可進一步包含可充當電荷隔離墊之端子。鉗合墊允許在隔離區域中隔離電致變色設備之電荷，該隔離區域由充當用於鉗合區域之母線的兩個隔離端子或一個鉗合端子及一個母線或任何其他變型控制。在大多數情形下，設備維持電荷電中性，且電荷在設備開關時僅自一個電極移動至另一個電極。然而，某些降解機構可增加或減少設備中之總可傳輸電荷(例如，雜散氧化)。可經由隔離製程週期性地消除此過量電荷，其中定位於設備之某些空間位置處的一或多個氧化還原元件將使得能夠將過量電荷自設備內移動至氧化還原元件中。隔離端子電連接至氧化還原元件，以使得能夠單獨地控制施加至氧化還原元件之電壓與電流。隔離端子及氧化還原元件描述於出版物第US2016/0202588號中且以引用的方式併入本文中。
如圖 1
中所展示，耦接至電子設備(7)之複數個端子(8)的至少一部分，諸如母線、感測電壓端子及/或隔離端子，電耦接至可撓性電路板(10)。可撓性電路板亦眾所周知為柔性印刷電路(flexible printed circuit，FPC)。
可撓性電路板(10)包含突出至層壓物邊緣(9)之外且包含自由端(12)之延伸部分(11)。可撓性電路板(10)之延伸部分(11)與第二嵌板邊緣(14)齊平或自其凹入。自由端(12)定位於耦接體積(V)內。耦接體積(V)具有垂直於第二嵌板邊緣(14)之矩形橫截面及高度H，且由第二嵌板(13)及間隔件(15)界定。已意外地發現，在耦接體積中定位自由端(12)提供至少兩個意外益處：其允許利用較大空間以進行穩固且受保護之電連接，同時最小化電子層壓總成之凹槽。在最大化IGU之玻璃表面且最小化包圍IGU之隱藏電連接所需之框架的過程中，此類最小凹槽提供美觀性益處。
必要時，可藉由任何固定手段在耦接體積V中維持可撓性電路板(10)之延伸部分(11)的自由端(12)，該等手段諸如膠合、較佳地運用密封劑材料、更佳地將用於輔助密封之相同密封劑材料、搭扣配件及/或藉由嵌入於密封劑材料中。
端子與可撓性電路板之間的適合直接連接係焊接連接、超聲波焊縫或導電黏著劑。用於本發明之可撓性電路板的適合可撓性材料係聚醯亞胺箔片、聚醯亞胺-含氟聚合物複合箔片或其他可撓性聚合材料。在一些實施例中，端子可連接至導電部件，該導電接著連接至電路板。導電部件之一些實例係金屬帶、銅帶、可撓性帶狀纜線及導電線。導電部件可經由焊接連接、超聲波焊縫或導電黏著劑連接至端子及可撓性電路板。
在一個實施例中，在將第二基板(6)與第一基板(5)裝配在一起之前，將可撓性電路板(10)回焊焊接至此等端子。可撓性電路板中之凹口使導線之可供用於連接至電子設備之各別端子的部分曝露。端子可包括焊料或由焊料製成。回焊製程(使用所施加熱)熔化焊料，此接著在一些實施例中針對各導線及端子對以電氣及實體方式將導線接合至端子。在一些實施例中，在第一基板(5)與第二基板(6)配對之前對端子進行連接，且此等連接嵌入於層壓物內。
在一較佳實施例中，電子層壓物以及第一嵌板及第二嵌板運用間隔件(15)及輔助密封劑(19)併入於IGU中。密封劑(19)使電子層壓物(4)及第一嵌板(2)與第二玻璃嵌板(13)接觸以及嵌入可撓性電路板(10)。間隔件及輔助密封劑用以將電子設備及第一嵌板(2)連接至第二嵌板(13)，同時在之間維持隔熱空間。亦存在針對於環境保護電子設備及可撓性電路板之額外效果。輔助密封劑可係矽酮或具有低滲水率之任何材料。
因此，圖 1
說明本發明之IGU，其包含玻璃片作為包含第一嵌板邊緣(3)之第一嵌板(2)，包含具有層壓物邊緣(9)之電子層壓物(4)，包含可撓性電路板(10)，包含間隔件(15)，且包含玻璃片作為包含第二嵌板邊緣(14)之第二嵌板(13)。電子層壓物(4)包含玻璃片作為第一基板(5)，包含玻璃片作為第二基板(6)，且包含設置於第一基板與第二基板之間的電子設備(7)。圖1展示係母線之端子(8)，其一部分耦接至電子設備。層壓物邊緣(9)相對於第一嵌板邊緣(3)凹入。第一嵌板藉由聚乙烯醇縮丁醛(PVB)層(22)經層壓至電子層壓物之第一基板(5)。可撓性電路板(10)電耦接至該複數個端子(8)之至少一部分，且包含突出至層壓物邊緣(9)及自由端(12)之外的延伸部分(11)。第二嵌板(13)附接至具有垂直於第二嵌板量測之高度H的間隔件(15)，從而維持第二嵌板(13)與第二基板(6)之間的距離。該間隔件(15)相對於層壓物邊緣(9)及第二嵌板邊緣(14)凹入。可撓性電路板(10)之延伸部分(11)與第二嵌板邊緣(14)齊平或自其凹入。自由端(12)定位於耦接體積(V)內。此耦接體積具有垂直於第二嵌板邊緣(13)之矩形橫截面及高度H，且由第二嵌板(13)及間隔件(15)界定。
在本發明之一較佳實施例中，可撓性電路板(10)之延伸部分(11)的自由端(12)經由如圖 2
中所說明之第二電路板(16)連接至電纜線束(17)。電纜線束又提供至控制器總成、驅動器及/或電源供應器之電連接。較佳地，第二電路板係支撐零插入力連接器(18)之剛性電路板。剛性電路板基板可由製成剛性材料，諸如浸漬有環氧樹脂之編織玻璃纖維織物、浸漬有樹脂之棉紙、鋁、氧化鋁、啞光玻璃及聚酯、或其他剛性聚合材料。剛性電路板中使用之材料的一些實例係FR-2、FR-4、G-10、CEM-1、CEM-2、PTFE、鋁及氧化鋁。
圖2之實施例進一步展示IGU實施例，其中可撓性電路之延伸部分的自由端經由第二電路板(16)，較佳地支撐零插入力連接器(18)之剛性電路板連接至電纜線束(17)。由第一嵌板、第二嵌板及間隔件界定之包括耦接體積之體積填充有嵌入延伸部分之密封劑材料(19)。
已意外地發現，在耦接體積內定位可撓性電路板(10)之延伸部分(11)的自由端(12)會產生額外空間以設計更穩固且因此更可靠之電連接。在一較佳實施例中，此額外空間允許實際上使用第二電路板及連接器，較佳地零插入力(ZIF)連接器及甚至較佳地穩固但更大之ZIF連接器。使用穩固ZIF連接器甚至進一步改良機械耦接、可撓性電路板與第二電路板之間的保持力。已意外地發現，連接之強度將抵抗所有製造步驟，從而維持極佳電連接，從而提供效率及可靠性。此額外空間進一步提供更多空間以實際上在製造期間進行連接。
穩固ZIF連接器意謂具有≥ 7 N之保持力、較佳地具有≥ 9 N之保持力之ZIF連接器，更佳地具有≥ 10 N之保持力的連接器。可藉由添加機械阻擋側凹口來引入此增大之保持力。用以增大ZIF連接器之保持力的其他構件係增大機械耦接表面。常見穩固ZIF連接器將呈現≥ 3 mm之耦接寬度。適合之穩固ZIF連接器係由Hirose以編號FH33-45S-0.5SH及FH40-45S-0.5SV或由Molex以編號51296-4533及505110-4591出售。
可在耦接體積V中藉由任何固定手段維持第二電路板(16)，該等手段諸如膠合、較佳地運用密封劑材料、更佳地將用於輔助密封之相同密封劑材料、搭扣配件及/或藉由嵌入於密封劑材料中。
電纜線束將本發明之IGU的可撓性電路板連接至一或多個控制器總成、驅動器及/或電源供應器以控制且向電子設備提供功率。
在本發明之一較佳實施例中，如圖 3
中及圖 5
中所展示，層壓物邊緣(9)係階梯形的，第二基板(6)之至少一部分相對於第一基板(5)之至少一部分凹入，從而使端子(8)子之至少一部分曝露以供電連接。對於基板(6)如何與另一基板(5)偏移(且同等地，反之亦然)，存在多個實施例。兩個基板(5、6)可一者相對於另一者橫向地位移，且接著一起裝配為疊層。第二基板可經雷射切割或在裝配至第一基板之前或之後以其他方式切割。兩個基板可經切割成不同尺寸，例如，第二基板短於第一基板。偏移產生懸垂物或架子，其中第二基板之一個邊緣自第一基板之一個邊緣及經曝露，即，未由第二基板覆蓋或以其他方式遮蔽之端子凹入。懸垂物或架子可包括電子設備之整個邊緣、或邊緣之一部分、一個或兩個角(及邊緣之部分或全部)、或多於一個邊緣等等。已發現，此類凹槽允許可撓性電路板(10)更佳地連接至經曝露端子(8)。
電子層壓物可進一步附接或層壓至待併入至不同類型之產品中的額外片玻璃或塑料。舉例而言，未經熱強化或回火之單個玻璃片上製造的電子層壓物可經層壓至第二片回火玻璃。此提高IGU之強度以容許在操作中經歷之所需應力。藉助於其他實例，具有安置於未經熱強化或回火之兩片玻璃之間的電子設備之電子層壓物可經層壓至第三片回火玻璃，且彼三片玻璃總成可接著附接至嵌板以進一步形成IGU。
如圖 4
中所展示，作為本發明之一個較佳實施例，IGU進一步包含定位於電子層壓物(4)之第二基板(6)與間隔件(15)之間的第三嵌板(20)，較佳地玻璃片。此第三嵌板較佳地與熱塑性塑料夾層(22)附接，較佳地與聚乙烯醇縮丁醛層附接。此第三嵌板之邊緣(21)相對於第一嵌板邊緣凹入。在一較佳實施例中，第三嵌板邊緣(21)與層壓物邊緣(9)對準，較佳地與電子層壓物(4)之第二基板(6)具有相同長度。
在另一實施例中，一或多個電子層壓物可層壓在一起，且將層壓至一或多件嵌板，較佳地玻璃片。第一嵌板(2)可經層壓至第一電子層壓物(7)，且第二嵌板(13)可經層壓至第二電子層壓物(46)。在另一實施例中，第一電子層壓物與第二電子層壓物可經層壓至彼此以形成多嵌板電子堆疊，且接著經層壓至第一嵌板(2)或第二嵌板(13)。在此雙嵌板實施例中，兩個電子層壓物可替代地層壓於兩個載體玻璃基板之間，其中兩個載體玻璃基板中之一者可係第一嵌板(2)或第二嵌板(13)。在電致變色層壓物之狀況下，在完全變暗狀態下，即當兩個電致變色設備變暗時，此配置允許更低之光透射。
如圖5中所說明，第一電子層壓物(4)包含第一基板(5)、第二基板(6)、設置於第一基板與第二基板之間的電子設備(7)、耦接至電子設備之複數個端子(8)、及相對於第一嵌板邊緣凹入的層壓物邊緣(9)。電子層壓物之第一基板附接至第一嵌板。類似地，第二電子層壓物(4b)亦包含第一基板(5b)、第二基板(6b)、設置於第一基板與第二基板之間的電子設備(7b)、耦接至電子設備之複數個端子(8b)、及相對於第一嵌板邊緣凹入的層壓物邊緣(9b)。第二電子層壓物(4b)之第一基板(5b)附接至第一電子層壓物(4)之第二基板(6)。
在一較佳實施例中，第一電子層壓物(4)之第一基板(5)的材料與第二電子層壓物(4b)之第二基板(6b)的材料相同。在一較佳實施例中，第一電子層壓物(4)之第二基板(6)的材料與第二電子層壓物(4b)之第一基板(5b)的材料相同。此對稱層壓總成可有利於在層壓期間減少或消除曲折。不受理論限制，當非對稱總成中存在具有不同熱膨脹係數之材料時會發生曲折，使得總成之一側的膨脹及收縮不同於總成之相對側，從而引起殘餘應力及曲折。
在使用多於一個電子層壓物之實施例中，將存在對應數目個可撓性電路板。兩個可撓性電路板之延伸部分與第二嵌板邊緣齊平或自其凹入。兩個可撓性電路板之延伸部分的自由端定位於耦接體積內。在較佳實施例中，將存在對應數目個第二電路板及電纜線束。在此實例中，此IGU將包含兩個電纜線束，該等電纜線束中之一者在第一電子設備上電連接至可撓性電路板，且該等電纜線束中之另一者在第二電子設備上電連接至可撓性電路板。
在另一實施例中，電子層壓物可進一步經層壓至第三嵌板，如上文所描述。
根據圖 5
，IGU包含藉由PVB層(22)附接至電子層壓物(4)之第一基板(5)的第一嵌板(2)，較佳地玻璃片。第一電子層壓物(4)藉由PVB層(22)附接至第二電子層壓物(4b)之第一基板(5b)。在此所描繪實施例中，第二電子層壓物(4b)可藉由PVB層(22)進一步附接至第三嵌板(20)，較佳地玻璃片。IGU進一步包含附接至間隔件(15)來維持第二嵌板(13)與第二電子層壓物(4b)之第二基板(6b)之間的距離之第二嵌板(13)，較佳地玻璃片。在所說明實施例中，IGU進一步包含玻璃片作為定位於第二電子層壓物(4b)之第二基板(6b)與間隔件(15)之間的第三嵌板(20)。此第三嵌板較佳地與熱塑性塑料夾層(22)附接，較佳地與聚乙烯醇縮丁醛層附接。此第三嵌板之邊緣(21)相對於第一嵌板邊緣(3)凹入。如圖 5
中所描繪，第三嵌板邊緣(21)與電子層壓物(4)之第二基板(6)具有相同長度。間隔件(15)相對於層壓物邊緣及第二嵌板邊緣凹入。IGU進一步包含矽酮輔助密封劑(19)。
可撓性電路板(10及10b)用以對各電子層壓物之第一母線及第二母線(端子8及端子8b)進行連接。各電子層壓物具有單獨可撓性電路板。兩個可撓性電路板(10、10b)之延伸部分(11、11b)與第二嵌板邊緣(14)齊平或自其凹入。兩個可撓性電路板之延伸部分之自由端(12、12b)定位於耦接體積(V)內。
如圖 5
中所說明，第一電子層壓物(4)之層壓物邊緣(9)係階梯形的，原因在於第二基板(6)之至少一部分相對於第一基板(5)之至少一部分凹入，從而使端子(8)之至少一部分曝露以供電連接。類似地，第二電子層壓物(4b)之層壓物邊緣(9b)係階梯形的，原因在於第一基板(5b)之至少一部分相對於第二基板(6b)之至少一部分凹入，從而使端子(8)之至少一部分曝露以供電連接。
本發明進一步係關於一種生產本發明之整合式玻璃單元(IGU)的方法。此方法包含將電子設備(7)層壓至第一基板(5)及第二基板(6)；將電子層壓物(4)附接至第一嵌板(2)；將第二嵌板(13)附接至間隔件(15)，來維持第二嵌板(13)與第二基板(6)之間的距離；將可撓性電路板(10)連接至電子層壓物(4)之等端子(8)的至少一部分，延伸部分突出至層壓物邊緣(9)之外；及在耦接體積(V)內定位自由端(12)，使得電路板(10)之延伸部分(11)與第二嵌板邊緣(14)齊平或自其凹入。
在一個實施例中，該方法進一步包含藉由在一些密封材料中嵌入及/或藉由搭扣配件在該耦接體積中固定可撓性電路板(10)之延伸部分(11)。
在一較佳實施例中，此方法進一步包含經由第二電路板(16)，較佳地經由支撐ZIF連接器(18)之剛性電路板；更佳地穩固ZIF連接器將自由端(12)連接至電纜線束(17)。
在一較佳實施例中，此方法進一步包含用密封材料填充包含於第一嵌板、第二嵌板與間隔件之間的體積。
1‧‧‧整合式玻璃單元(IGU)
2‧‧‧第一嵌板
3‧‧‧第一嵌板邊緣
4‧‧‧第一電子層壓物
4b‧‧‧第二電子層壓物
5‧‧‧第一基板
5b‧‧‧第一基板
6‧‧‧第二基板
6b‧‧‧第二基板
7‧‧‧電子設備
7b‧‧‧電子設備
8‧‧‧端子
8b‧‧‧端子
9‧‧‧層壓物邊緣
9b‧‧‧層壓物邊緣
10‧‧‧可撓性電路板
10b‧‧‧可撓性電路板
11‧‧‧延伸部分
11b‧‧‧ 延伸部分
12‧‧‧自由端
12b‧‧‧自由端
13‧‧‧第二嵌板
14‧‧‧第二嵌板邊緣
15‧‧‧間隔件
16‧‧‧第二電路板
17‧‧‧電纜線束
18‧‧‧零插入力(ZIF)連接器
19‧‧‧密封劑材料
20‧‧‧第三嵌板
21‧‧‧第三嵌板邊緣
22‧‧‧熱塑性塑料夾層/聚乙烯醇縮丁醛(PVB)層
H‧‧‧高度
V‧‧‧耦接體積
參考以下結合隨附圖式之描述將最佳地理解所描述之實施例及其優點。此等圖式絕非限制可對所描述之實施例作出之形式及細節的任何變化，該等變化在不脫離所描述之實施例之精神及範疇的情況下由熟習此項技術者作出。
圖1係根據一些實施例之包含電子層壓物、可撓性電路板、間隔件及兩個玻璃片之整合式玻璃單元的示意性橫截面視圖。
圖2係根據一些實施例之包含電子層壓物、可撓性電路板、間隔件、密封劑、玻璃片且進一步包含第二電路板、零插入力(Zero Insertion Force，ZIF)連接器及電纜線束之整合式玻璃單元的示意性橫截面視圖。
圖3係根據一些實施例之包含電子層壓物之整合式玻璃單元的示意性橫截面視圖，其中電化學層壓物之一個基板自該層壓物之另一基板偏移以曝露端子之一部分。
圖4係包含電子層壓物、可撓性電路板、間隔件、兩個玻璃片且進一步包含第三玻璃片之整合式玻璃單元的示意性橫截面視圖。
圖5係根據一些實施例之包含各自具有可撓性電路板、間隔件、兩個玻璃片之兩個電子層壓物之整合式玻璃單元的示意性橫截面視圖。在各電子層壓物內，電化學層壓物之一個基板自層壓物之另一基板偏移以曝露端子之一部分。所展示實施例進一步包含第三玻璃片。
Claims (14)
- 一種整合式玻璃單元(IGU) (1)，其包含： (a) 第一嵌板(2)，其包含第一嵌板邊緣(3)； (b) 電子層壓物(4)，其包含： 第一基板(5)， 第二基板(6)， 電子設備(7)，其設置於該第一基板與第二基板之間， 複數個端子(8)，其耦接至該電子設備， 層壓物邊緣(9)，其相對於該第一嵌板邊緣凹入；且 其中該第一基板附接至該第一嵌板； (c) 可撓性電路板(10)，其電耦接至該複數個端子之至少一部分，且包含突出至該層壓物邊緣之外且包含自由端(12)之延伸部分(11)； (d) 第二嵌板(13)，其包含第二嵌板邊緣(14)且附接至具有垂直於該第二嵌板所量測之高度H的間隔件(15)，從而維持該第二嵌板與該第二基板之間的距離，該間隔件相對於該層壓物邊緣及該第二嵌板邊緣凹入； 該整合式玻璃單元之特徵在於該可撓性電路板之該延伸部分與該第二嵌板邊緣齊平或自其凹入，以及特徵在於 該自由端定位於耦接體積(V)內，該耦接體積具有垂直於該第二嵌板邊緣之矩形橫截面及高度(H)，且由該第二嵌板及該間隔件界定。
- 如請求項1之整合式玻璃單元，其中該自由端經由第二電路板(16)、較佳地經由支撐零插入力連接器(18)之剛性電路板、更佳地經由支撐穩固零插入力連接器之剛性電路板連接至電纜線束(17)。
- 如請求項2之整合式玻璃單元，其中由該第一嵌板、該第二嵌板及該間隔件界定之包括該耦接體積的體積填充有嵌入該延伸部分之密封劑材料(19)。
- 如請求項1至3中任一項之整合式玻璃單元，其中該電子層壓物進一步包含： 第一透明導電層，其位於該第一基板上； 第一母線，其施用至該第一基板及該第一透明導電層； 活性電子材料層； 第二透明導電層，其位於該第二基板上； 第二母線，其施用至該第二基板及該第二透明導電層。
- 如請求項1至3中任一項之整合式玻璃單元，其中該層壓物邊緣係階梯形的，該第二基板之至少一部分相對於該第一基板之至少一部分凹入，從而使該等端子之至少一部分曝露以供電連接。
- 如請求項1至3中任一項之整合式玻璃單元，其中該電子設備選自由以下各者組成之群組：電致變色設備、懸浮粒子設備、液晶顯示器、光伏電池及/或顯示器。
- 如請求項5之整合式玻璃單元，其中該電子設備包含至少電致變色設備，較佳地至少2個電致變色設備。
- 如請求項1至3中任一項之整合式玻璃單元，其中該第一嵌板及第二嵌板係玻璃片。
- 如請求項1至3中任一項之整合式玻璃單元，其中該第一基板(5)及該第二基板(6)係玻璃片。
- 如請求項1至3中任一項之整合式玻璃單元，其進一步包含定位於該第二基板與該間隔件之間的第三嵌板(20)，該第三嵌板包含相對於該第一嵌板邊緣凹入之第三嵌板邊緣(21)且其中該第三嵌板較佳地係玻璃片。
- 如請求項10之整合式玻璃單元，其中該第三嵌板與該第二基板具有相同長度。
- 一種生產如請求項1至11中任一項之整合式玻璃單元(IGU)的方法，其包含： 將該電子設備(7)層壓至該第一基板(5)及第二基板(6)； 將該電子層壓物(4)附接至該第一嵌板(2)； 將該第二嵌板(13)附接至該間隔件(15)，來維持該第二嵌板(13)與該第二基板(6)之間的距離； 將該可撓性電路板(10)連接至該電子層壓物(4)之該等端子(8)的至少一部分，其中延伸部分突出至該層壓物邊緣(9)之外；及 在該耦接體積(V)內定位該自由端(12)，使得該電路板(10)之該延伸部分(11)與該第二嵌板邊緣(14)齊平或自其凹入。
- 如請求項12之方法，其進一步包含經由第二電路板(16)、較佳地經由支撐ZIF連接器(18)之剛性電路板、更佳地經由支撐穩固零插入力連接器之剛性電路板將該自由端連接至該電纜線束(17)。
- 如請求項13之方法，其進一步包含用密封材料填充包含於該第一嵌板、該第二嵌板與該間隔件之間的該體積。
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