JP6497480B1 - 電熱窓用板状体 - Google Patents

Abstract

【解決手段】加熱可能な透明導電膜と、該透明導電膜に給電する複数のバスバーとを備える、電熱窓用板状体において、前記複数のバスバーは、前記透明導電膜の左側縁部に接続される左バスバーと、前記透明導電膜の右側縁部に接続される右バスバーとを有し、前記透明導電膜は、前記左バスバーから前記右バスバーまで連続的または断続的に形成されるスリットによって複数の領域に区画され、前記複数の領域は、第１の領域と、第２の領域とを含み、前記第１の領域は、前記第２の領域よりも、前記左バスバーと前記右バスバーとの間の距離が小さく、且つ、前記スリットに対して垂直な方向における幅が小さいことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、加熱可能な透明導電膜と透明導電膜に給電するための複数のバスバーとを備えた電熱窓用板状体に関する。

従来から透明導電膜を形成させた電熱窓用板状体が知られている（例えば、特許文献１参照）。窓用板状体に形成された透明導電膜の両端にはそれぞれバスバーが接続され、一方のバスバーには直流電源が接続され、他方のバスバーは接地される。透明導電膜に通電すると、透明導電膜が発熱し、窓用板状体に生じた曇り（水滴）などを除去できる。また、透明導電膜を形成させると電磁波を透過し難くなるため、特許文献１においては、所定の周波数の電磁波を透過させる規則的に配列された複数の開口部が形成されている。

米国特許出願公開第２００６／００１０７９４号明細書

ところで、窓用板状体の形状が、例えば自動車用窓ガラスのように略台形を有している場合、透明導電膜も略台形に形成されることになる。略台形の透明導電膜の左右両側辺部にバスバーを設けた場合、バスバー間距離に上下方向で差が生じる。そのため、透明導電膜のうち、バスバー間距離が小さい部分に電流が集中し、局所的に高温に加熱される領域が発生する場合がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、局所的に高温に加熱される問題を改善した電熱窓用板状体の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
加熱可能な透明導電膜と、該透明導電膜に給電する複数のバスバーとを備える、電熱窓用板状体において、
前記複数のバスバーは、前記透明導電膜の左側縁部に接続される左バスバーと、前記透明導電膜の右側縁部に接続される右バスバーとを有し、
前記透明導電膜は、前記左バスバーから前記右バスバーまで連続的または切れ目のギャップが３２ｍｍ以下で断続的に形成されるスリットによって複数の領域に区画され、
前記複数の領域は、第１の領域と、第２の領域とを含み、
前記第１の領域は、前記第２の領域よりも、前記左バスバーと前記右バスバーとの間の距離が小さく、且つ、前記スリットに対して垂直な方向における幅が小さく、
前記透明導電膜は、複数の前記スリットによって、３つ以上の領域に区画され、
前記透明導電膜は、前記スリットによって、所定周波数帯の垂直偏波の電磁波を透過させる周波数選択表面を形成しており、
前記所定周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_０とし、前記電熱窓用板状体の波長短縮率をｋとし、前記電熱窓用板状体での波長をλ_ｇ＝λ_０×ｋとして、
少なくとも１組の隣り合う前記スリットの間隔が、λ_ｇ／４以下であることを特徴とする、電熱窓用板状体が提供される。

本発明によれば、局所的に高温に加熱される問題を改善した電熱窓用板状体が提供される。

本発明の一実施形態による電熱窓用板状体を示す図である。 第１の変形例による電熱窓用板状体を示す図である。 第２の変形例による電熱窓用板状体を示す図である。 試験例１による合わせガラスを示す図である。 試験例１による合わせガラスの電圧印加時の温度分布を示す図である。 試験例２による合わせガラスを示す図である。 試験例２による合わせガラスの電圧印加時の温度分布を示す図である。 試験例３による合わせガラスを示す図である。 試験例３による合わせガラスの電圧印加時の温度分布を示す図である。 試験例４による合わせガラスを示す図である。 試験例４による合わせガラスの電圧印加時の温度分布を示す図である。 試験例５による合わせガラスを示す図である。 試験例５による合わせガラスの電圧印加時の温度分布を示す図である。 試験例６によるアンテナ利得の測定用の受信アンテナの位置を示す図である。 条件１、条件５、および条件６における利得差の８００〜１０００ＭＨｚ帯の周波数特性を示すグラフである。 条件１、条件５、および条件６における利得差の１７００〜１９６０ＭＨｚ帯の周波数特性を示すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。以下の説明において、方向は図面上での方向をいうものとし、平行や垂直などの方向を示す言葉は本発明の効果を損なわない程度のズレを許容する。各図は、窓用板状体の面を対向して見たときの図である。各図は、窓用板状体が車両に取り付けられた状態での車内視の図であるが、車外視の図として参照してもよい。各図上での上下方向が車両の上下方向に相当し、各図の下側が路面側に相当する。また、窓用板状体が車両の前部に取り付けられるフロントガラスである場合、図面上での左右方向が車両の車幅方向に相当する。また、窓用板状体は、フロントガラスに限定されず、車両の後部に取り付けられるリヤガラス、車両の側部に取り付けられるサイドガラスであってもよい。

図１は、本発明の一実施形態による電熱窓用板状体を示す図である。電熱窓用板状体１０は、車両の窓開口部に取り付けられるものである。電熱窓用板状体１０は、例えば、自動車の前部の窓に取り付けられるものでよく、つまり、自動車の運転者の前方に設けられるものでよい。

電熱窓用板状体１０は、図１に示すように、略台形の窓用板状体１１と、略台形の透明導電膜１２と、左バスバー１３と、右バスバー１４とを備える。尚、「略台形」とは下辺よりも上辺が短く、好ましくは上辺と下辺の長さが１０％以上異なるものであってよい。

窓用板状体１１は、透明板を含む。透明板は、ガラスまたは樹脂などの絶縁性材料で形成されてよい。ガラスとしては、例えば、ソーダライムガラスなどが挙げられる。また、樹脂としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）などが挙げられる。

窓用板状体１１は、複数の透明板を含んでよく、複数の透明板を中間膜（例えば樹脂膜）を介して積層してなるものであってよい。この場合、複数の絶縁性の透明板の間に、透明導電膜１２、左バスバー１３、および右バスバー１４が配設されてよい。左バスバー１３、および右バスバー１４にはそれぞれ導電シートが接続される。各導電シートは窓用板状体１１の外に突出し電極を形成する。

窓用板状体１１は、車外側に凸の湾曲形状であってよい。窓用板状体１１の透明板は、熱処理によって曲げ成形されてよい。曲げ成形された複数の透明板は、中間膜を介して圧着される。

透明導電膜１２は、例えば、Ａｇ膜などの金属膜、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）膜などの金属酸化膜、または導電性微粒子を含む樹脂膜で構成されてよい。透明導電膜１２は、複数種類の膜を積層したものでもよい。

透明導電膜１２は、絶縁性の透明板上に形成されてよく、透明板上に成膜された後で透明板と共に曲げ成形されてよい。尚、透明導電膜１２は、樹脂シート上に成膜され、予め曲げ成形された透明板に樹脂シートを介して貼り付けられてもよい。

透明導電膜１２の成膜方法としては、例えばドライコーティング法が用いられる。ドライコーティング法としては、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法が挙げられる。ＰＶＤ法の中でも、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法が好ましく、これらの中でも、大面積の成膜が可能なスパッタ法がより好ましい。

尚、本実施形態では、透明導電膜１２の成膜方法として、ドライコーティング法が用いられるが、ウェットコーティング法が用いられてもよい。

透明導電膜１２は、略台形であってよく、略台形の窓用板状体１１の外形よりもわずかに小さく形成されていてよい。透明導電膜１２の上辺は、透明導電膜１２の下辺と略平行であって、透明導電膜１２の下辺よりも短い。透明導電膜１２の下辺から上方向に向かって、左バスバー１３と右バスバー１４との間の距離（以下、「バスバー間距離」という）が小さくなる。

左バスバー１３、右バスバー１４は、略台形状の透明導電膜１２の側縁に沿って形成され、ハの字状に配設される。左バスバー１３と、右バスバー１４との間の距離は、上方から下方に向かって徐々に長くなる。左バスバー１３は透明導電膜１２の左側縁部に接続され、右バスバー１４は透明導電膜１２の右側縁部に接続される。また、左バスバー１３、右バスバー１４はそれぞれ連続した導体で形成される。

左バスバー１３は電源に電気的に接続され、右バスバー１４は接地される。尚、左バスバー１３が接地され、右バスバー１４が電源に電気的に接続されてもよい。

左バスバー１３および右バスバー１４は、透明導電膜１２に電力を供給して透明導電膜１２を発熱させる。これにより、窓用板状体１１に発生した曇りなどを除去でき、車両の乗員の視界が確保される。

本実施形態の透明導電膜１２は、左バスバー１３から右バスバー１４まで連続的に形成されるスリット２１によって複数の領域に区画される。複数の区画は第１の領域３１と第２の領域３２とを含む。

スリット２１は、透明導電膜１２の上辺および下辺と略平行に形成されてよい。スリット２１は、透明導電膜１２をレーザなどで加工して形成され、透明導電膜１２を厚さ方向に貫通する。

スリット２１は、車両の乗員（例えば運転者）の視界の妨げにならない位置に形成されてよく、例えば透明導電膜１２の上辺から下方に向かって５００ｍｍ以内（好ましくは４００ｍｍ以内、より好ましくは３００ｍｍ以内）の位置に形成されてよい。

第１の領域３１および第２の領域３２には、一本の左バスバー１３と一本の右バスバー１４によって同時に電力が供給され、略同じ電圧が印加される。

第１の領域３１におけるバスバー間距離の最大値と最小値の差は、透明導電膜１２全体におけるバスバー間距離の最大値と最小値の差よりも小さい。第２の領域３２について同様である。よって、スリット２１がない場合に比べて、電流集中を抑制することができ、透明導電膜１２の局所的な加熱を抑制することができる。

第１の領域３１の電気抵抗は、第１の領域３１のバスバー間距離の他、第１の領域３１のスリット２１に対して垂直な方向（図１では上下方向）における幅（以下、「上下方向幅」という）などで決まる。バスバー間距離が大きいほど電気抵抗が大きく、上下方向幅が大きいほど電気抵抗が小さい。第２の領域３２について同様である。

第１の領域３１は、第２の領域３２よりも、バスバー間距離が小さい。加えて、第１の領域３１は、第２の領域３２よりも、上下方向幅が小さい。よって、第１の領域３１の上下方向幅Ｗ１が第２の領域３２の上下方向幅Ｗ２と同じ場合、または大きい場合に比べて、第１の領域３１と第２の領域３２との電気抵抗の差が小さく、電圧印加時の第１の領域３１と第２の領域３２とに流れる電流の差が小さい。よって、透明導電膜１２の局所的な加熱をさらに抑制することができる。尚、各領域のバスバー間距離を比較する場合、バスバー間距離は平均値であってよい。

透明導電膜１２は、スリット２１によって、所定周波数帯の垂直偏波の電磁波を透過させる周波数選択表面を形成する。車内と車外との通信が可能になる。車内の広い場所で車外との通信が可能となるように、スリット２１は透明導電膜１２の上部に形成されてよい。

透過させる垂直偏波の中心周波数における空気中の波長をλ_０とし、電熱窓用板状体１０の波長短縮率をｋとし、電熱窓用板状体１０での波長をλ_ｇ＝λ_０・ｋとすると、スリット２１の長さはλ_ｇ／２以上であることが好ましい。例えば、透過させる垂直偏波の中心周波数が９００ＭＨｚであった場合、波長短縮率ｋを０．５１とすると、スリット２１の長さは８５ｍｍ以上であることが好ましい。また、透過させる垂直偏波の中心周波数が１．９ＧＨｚであった場合、スリット２１の長さは４０ｍｍ以上であることが好ましい。通常、左バスバー１３と右バスバー１４との間の距離は８５ｍｍよりも十分に長い。電熱窓用板状体１０が２枚のガラス板をポリビニルブチラールからなる中間膜を介して貼り合わせた合わせガラスである場合、波長短縮率ｋは約０．５１である。

図２は、第１変形例による電熱窓用板状体を示す図である。本変形例の透明導電膜１２には複数のスリット２１Ａ、２２Ａが形成される。各スリット２１Ａ、２２Ａは、透明導電膜１２の上辺および下辺と略平行に形成されてよい。

透明導電膜１２は、第１の領域３１Ａ、第２の領域３２Ａ、第３の領域３３Ａに区画される。第１の領域３１Ａにおけるバスバー間距離の最大値と最小値の差は、透明導電膜１２全体におけるバスバー間距離の最大値と最小値の差よりも小さい。第２の領域３２Ａおよび第３の領域３３Ａについて同様である。よって、スリット２１がない場合に比べて、電流集中を抑制することができ、透明導電膜１２の局所的な加熱を抑制することができる。

第１の領域３１Ａの電気抵抗は、第１の領域３１Ａのバスバー間距離の他、第１の領域３１Ａの上下方向幅などで決まる。バスバー間距離が大きいほど電気抵抗が大きく、上下方向幅が大きいほど電気抵抗が小さい。第２の領域３２Ａおよび第３の領域３３Ａについて同様である。

これら３つの領域のうち、第１の領域３１Ａは第２の領域３２Ａよりもバスバー間距離が小さく、第２の領域３２Ａは第３の領域３３Ａよりもバスバー間距離が小さい。加えて、第１の領域３１Ａは第２の領域３２Ａよりも上下方向幅が小さく、第２の領域３２Ａは第３の領域３３Ａよりも上下方向幅が小さい。よって、各領域の上下方向幅が同じ場合に比べて、第１の領域３１Ａと第２の領域３２Ａと第３の領域３３Ａでの電気抵抗の差が小さく、電圧印加時の第１の領域３１Ａと第２の領域３２Ａと第３の領域３３Ａとに流れる電流の差が小さい。よって、透明導電膜１２の局所的な加熱をさらに抑制することができる。

本変形例によれば、透明導電膜１２は３つ以上の領域に区画され、バスバー間距離の小さい領域ほど上下方向幅が小さい。よって、透明導電膜１２の局所的な加熱をさらに抑制することができる。

また、本変形例によれば、透明導電膜１２は３つ以上の領域に区画され、これら３つの領域のうち、上下方向幅の小さい領域ほどバスバー間距離が小さい。よって、透明導電膜１２の局所的な加熱をさらに抑制することができる。

また、本変形例によれば複数のスリット２１Ａ、２２Ａが形成されるため、周波数帯の垂直偏波の電磁波を透過させやすい。

隣り合うスリット２１Ａ、２２Ａの間隔Ｗは、λ_ｇ／４以下であることが好ましい。例えば、透過させる垂直偏波の中心周波数が９００ＭＨｚであった場合、波長短縮率ｋを０．５１とすると、隣り合うスリット２１Ａ、２２Ａの間隔Ｗは４３ｍｍ以下であることが好ましい。また、透過させる垂直偏波の中心周波数が１．９ＧＨｚであった場合、隣り合うスリット２１Ａ、２２Ａの間隔Ｗは２０ｍｍ以下であることが好ましい。上記間隔Ｗがλ_ｇ／４以下であれば、垂直偏波の透過効率が十分に高い。

尚、スリットが３つ以上形成される場合、少なくとも１組の隣り合うスリットの間隔がλ_ｇ／４以下であればよい。

図３は、第２変形例による電熱窓用板状体を示す図である。本変形例の透明導電膜１２にはスリット２１Ｂが形成される。スリット２１Ｂは、透明導電膜１２の上辺および下辺と略平行に形成されてよい。スリット２１Ｂは、左バスバー１３から右バスバー１４まで断続的に形成される。スリット２１Ｂの切れ目は、図３では１つであるが、複数でもよい。

スリット２１Ｂが断続的に形成される場合、スリット２１Ｂの切れ目のギャップＧは、例えば３２ｍｍ以下であってよい。ギャップＧが３２ｍｍ以下であれば、スリット２１Ｂによって区画される第１の領域３１Ｂと第２の領域３２Ｂとで電流を実質的に分断することができる。ギャップＧは好ましくは１６ｍｍ以下である。

透明導電膜１２は、第１の領域３１Ｂ、第２の領域３２Ｂに区画される。第１の領域３１Ｂにおけるバスバー間距離の最大値と最小値の差は、透明導電膜１２全体におけるバスバー間距離の最大値と最小値の差よりも小さい。第２の領域３２Ｂについて同様である。よって、スリット２１Ｂがない場合に比べて、電流集中を抑制することができ、透明導電膜１２の局所的な加熱を抑制することができる。

第１の領域３１Ｂの電気抵抗は、第１の領域３１Ｂのバスバー間距離の他、第１の領域３１Ｂの上下方向幅などで決まる。バスバー間距離が大きいほど電気抵抗が大きく、上下方向幅が大きいほど電気抵抗が小さい。第２の領域３２Ｂについて同様である。

第１の領域３１Ｂは、第２の領域３２Ｂよりもバスバー間距離が小さい。加えて、第１の領域３１Ｂは、第２の領域３２Ｂよりも上下方向幅が小さい。よって、各領域の上下方向幅が同じ場合などに比べて、第１の領域３１Ｂと第２の領域３２Ｂでの電気抵抗の差が小さく、電圧印加時の第１の領域３１Ｂと第２の領域３２Ｂとに流れる電流の差が小さい。よって、透明導電膜１２の局所的な加熱をさらに抑制することができる。

尚、図３に示すスリット２１Ｂと同様に、図２に示すスリット２１Ａ、２２Ａが左バスバー１３から右バスバー１４まで断続的に形成されてもよい。

［試験例１〜５］
試験例１〜５では、透明導電膜を有する合わせガラスの透明導電膜に電圧を印加した時の温度分布を発熱シュミレーションによって解析した。試験例１〜４が実施例、試験例５が比較例である。

合わせガラスは、解析の簡略化のため、ガラス板、透明導電膜、およびガラス板をこの順で有するとし、中間膜を有しないとした。各構成要素の寸法、物性は下記の通りとした。
各ガラス板の厚さ：２．０ｍｍ
各ガラス板の熱伝導率：１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）
各ガラス板の比熱：６７０Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）
各ガラス板の質量密度：２．２ｇ／ｃｍ^３
透明導電膜の厚さ：０．００２ｍｍ
透明導電膜の電気電導率：６２５０００Ω^−１・ｍ^−１
透明導電膜の熱伝導率：４２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）
透明導電膜の比熱：２３５Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）
透明導電膜の質量密度：１．０７ｇ／ｃｍ^３
合わせガラスの有限要素解析モデルは、アルテアエンジニアリング社製のソフトウェア（HyperMesh）を用いて作成した。このモデルのバスバー間に電圧を印加したときの温度分布は、汎用有限要素解析プログラムであるダッソー・システムズ社製のソフトウェア（Abaqus/Standard）を用いて求めた。

合わせガラスの初期温度は２３℃とし、合わせガラスと空気との境界には熱伝達境界条件を設定した。熱伝達境界条件とは、合わせガラスと空気との間で熱伝達が行われるという境界条件である。合わせガラスと空気との熱伝達係数は８．０Ｗ／ｍ^２・Ｋとし、空気の温度は常に２３℃とした。バスバー間の電圧は２４Ｖとした。

図４は、試験例１による合わせガラスを示す図である。図５は、試験例１による合わせガラスの電圧印加時の温度分布を示す図である。図６は、試験例２による合わせガラスを示す図である。図７は、試験例２による合わせガラスの電圧印加時の温度分布を示す図である。図８は、試験例３による合わせガラスを示す図である。図９は、試験例３による合わせガラスの電圧印加時の温度分布を示す図である。図１０は、試験例４による合わせガラスを示す図である。図１１は、試験例４による合わせガラスの電圧印加時の温度分布を示す図である。図１２は、試験例５による合わせガラスを示す図である。図１３は、試験例５による合わせガラスの電圧印加時の温度分布を示す図である。図４、図６、図８、図１０、および図１２において、１２は透明導電膜を、１３は左バスバーを、１４は右バスバーを、Ｌ１〜Ｌ６およびＨ１〜Ｈ１３は寸法（ｍｍ）を表す。Ｌ１は１１６０、Ｌ２は１１３６、Ｌ３は１２０７、Ｌ４は１３０５、Ｌ５は１３４５、Ｌ６は１４０２、Ｈ１は８０１、Ｈ２は４４、Ｈ３は７１、Ｈ４は１００、Ｈ５は１２９、Ｈ６は１５８、Ｈ７は１８８、Ｈ８は２１８、Ｈ９は４８３、Ｈ１０は３１８、Ｈ１１は５８３、Ｈ１２は６９３、Ｈ１３は６３２である。また、図４、図６、図８、図１０、および図１２において、二重線はスリットを表し、スリットの幅は３ｍｍである。図５、図７、図９、図１１、および図１３において、数値範囲を表す「−」は、その左側の数値を含み、その右側の数値を含まない。例えば、「２０℃−３０℃」は、２０℃以上３０℃未満の範囲を意味する。

試験例１〜試験例５では、スリットの位置や数を除き、同じ条件で解析を行った。

試験例１では、図４に示すように透明導電膜には２つのスリットが形成され、透明導電膜は３つの領域に区画される。バスバー間距離の最も狭い領域（最も上の領域）は、その他の領域よりも、上下方向幅が小さい。一方、透明導電膜の上下方向中央部の領域と、下部の領域とは、上下方向幅が同じである。試験例１の上記３つの領域では、上下方向幅の小さい領域ほどバスバー間距離が小さい。

試験例２では、図６に示すように透明導電膜には４つのスリットが形成され、透明導電膜は５つの領域に区画される。透明導電膜の上部には３つの領域が形成される。当該３つの領域では、バスバー間距離が小さい領域ほど上下方向幅が小さく、且つ、上下方向幅が小さい領域ほどバスバー間距離が小さい。一方、透明導電膜の上下方向中央部に形成される領域と、透明導電膜の下部に形成される領域とは、上下方向幅が同じである。試験例２の上記５つの領域では、上下方向幅の小さい領域ほどバスバー間距離が小さい。

試験例３では、図８に示すように透明導電膜には７つのスリットが形成され、透明導電膜は８つの領域に区画される。透明導電膜の上部には６つの領域が形成される。当該６つの領域は、上下方向幅が同じであり、透明導電膜の上下方向中央部に形成される領域、および透明導電膜の下部に形成される領域よりも、上下方向幅が小さい。一方、透明導電膜の上下方向中央部に形成される領域と、透明導電膜の下部に形成される領域とは、上下方向幅が同じである。試験例３の上記８つの領域では、上下方向幅の小さい領域ほどバスバー間距離が小さい。

試験例４では、図１０に示すように透明導電膜には３つのスリットが形成され、透明導電膜は４つの領域に区画される。試験例４の上記４つの領域では、バスバー間距離が小さい領域ほど上下方向幅が小さく、且つ、上下方向幅が小さい領域ほどバスバー間距離が小さい。

試験例５では、図１２に示すようにスリットを形成しなかった。

図４〜図１３から明らかなように、試験例１〜４ではスリットが適切な位置に形成されるため、スリットが形成されない試験例５に比べて、局所的に高温になる領域が小さくなり局所加熱の問題が大幅に改善されたことがわかる。
［試験例６］
試験例６では、スリットの形成位置別のアンテナ利得の実測結果について示す。

図１４は、試験例６によるアンテナ利得の測定用の受信アンテナの位置を示す図である。図１４において、１０２は自動車の窓枠を、１０４は自動車のダッシュボードを、１２０は合わせガラスを、１５０は受信アンテナを、Ｈ１、Ｈ１４、Ｍは寸法（ｍｍ）を表す。Ｈ１は８０１、Ｈ１４は１４０、Ｍは１０００である。

アンテナ利得は、水平なターンテーブル上の自動車の窓枠１０２に組み付けた合わせガラス１２０に向けて車外側から垂直偏波の電波を送信し、合わせガラス１２０を透過した電波を車内の受信アンテナ１５０によって受信して実測した。合わせガラス１２０の水平面に対する傾斜角θは約３０°とした。傾斜角θは、合わせガラス１２０の車幅方向中心において測定した。自動車の車両中心は、ターンテーブルの回転中心軸上に配した。

合わせガラス１２０としては、車外側から車内側に、透明導電膜の代わりの銅箔、ガラス板、中間膜、ガラス板をこの順で有するものを用いた。また、合わせガラス１２０としては、バスバーを設けないものを用いた。合わせガラス１２０の構成は、銅箔に形成するスリットの位置以外、同一としたので、スリットの位置を中心に説明する。

表１は、銅箔に形成したスリットの位置を示す。表１に示す第１〜第７の位置は、図８に示す７つのスリットの位置に対応し、数字の小さい順に図８において上から下に向けて並ぶ。第１の位置が図８において最も上の位置に対応する。第１〜第７の位置に形成されるスリットの寸法は、図８に示す通りとした。

受信アンテナ１５０としては、携帯電話等で使用される周波数帯域である８００〜１０００ＭＨｚ帯の電波の受信にはアンリツ製ＭＰ６５１Ｂの半波長ダイポールアンテナを使用し、１７００〜１９６０ＭＨｚ帯の電波の受信にはアンリツ製ＭＡ５６１２Ｂ２の半波長ダイポールアンテナを使用した。受信アンテナ１５０は、同軸ケーブルを介してネットワークアナライザに接続した。受信アンテナ１５０のエレメントは、車幅方向中央に、地面に対し垂直に配置した。受信アンテナ１５０の受信位置は電波の送信位置に対し地面から同じ高さ（１０８０ｍｍ）に配し、電波の送信位置に対する受信アンテナ１５０の受信位置の仰角は０°（地面と平行な方向を仰角０°、天頂方向を仰角９０°とする）とした。受信アンテナ１５０のエレメントと合わせガラス１２０の車外側の表面との車両前後方向における水平距離Ｍは約１０００ｍｍとした。

アンテナ利得は、基準位置を中心に±６０°の範囲でターンテーブルを回転させながら、回転角度１°毎に電波を受信アンテナ１５０で受信し、電波の周波数毎に１２０°分のデータを平均化した。ここで、ターンテーブルの基準位置は、受信アンテナ１５０の車両前方に電波の送信位置が配置される位置である。アンテナ利得の測定周波数は、各周波数帯において２０ＭＨｚおきとした。表１の各条件におけるアンテナ利得Ｇ１（ｄＢ）と、銅箔にスリットを形成しない場合のアンテナ利得Ｇ２（ｄＢ）との差（Ｇ１−Ｇ２）を、利得差と呼ぶ。

表２は、各周波数帯における平均の利得差を示す。

図１５は、条件１、条件５、および条件６における利得差の８００〜１０００ＭＨｚ帯の周波数特性を示すグラフである。図１６は、条件１、条件５、および条件６における利得差の１７００〜１９６０ＭＨｚ帯の周波数特性を示すグラフである。図１５及び図１６において、縦軸は利得差であり、横軸は周波数である。

表２、図１５及び図１６から、スロット数が増大することにより、アンテナ利得が向上し、電波透過性が向上することが分かる。例えば表２に示すように、条件５と条件６の比較から、第７の位置にスリットを追加することで、８００〜１０００ＭＨｚ帯の平均の利得差は０．４ｄＢ向上し、１７００〜１９６０ＭＨｚ帯の平均の利得差は０．２ｄＢ向上する。また、表２、図１５及び図１６からスリット位置による影響は小さいことも分かる。スリット位置は、局所加熱の問題が改善できるように配置されていればよい。

以上、電熱窓用板状体の実施形態などについて説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記実施形態の透明導電膜１２は、図１に示すように、上辺が下辺よりも短いが、上辺が下辺よりも長くてもよく、この場合、バスバー間距離は上辺から下方向に向けて小さくなる。

また、上記実施形態の透明導電膜１２は、垂直偏波を透過させるが、水平偏波、円偏波などを透過させてもよい。例えば、透明導電膜１２は、水平偏波を透過させるため、上下方向に平行なスリットを有してもよい。

また、図１に示す第１の領域３１と第２の領域３２との間に別の領域が存在してもよい。上記別の領域と第１の領域３１との、バスバー間距離の大小、上下方向幅の大小は特に限定されない。同様に、上記別の領域と第２の領域３２との、バスバー間距離の大小、上下方向幅の大小は特に限定されない。例えば自動車用のフロントガラスにおいて、運転者の視野を確保するために窓用板状体１１の上下方向中央に上記別の領域を設け、この別の領域の上下方向幅を第２の領域３２の上下方向幅よりも広く形成させてよい。

本出願は、２０１４年４月２８日に日本国特許庁に出願された特願２０１４−０９３１１０号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１４−０９３１１０号の全内容を本出願に援用する。

１０ 電熱窓用板状体
１１ 窓用板状体
１２ 透明導電膜
１３ 左バスバー
１４ 右バスバー
２１ スリット
３１ 第１の領域
３２ 第２の領域

Claims (12)

1. 加熱可能な透明導電膜と、該透明導電膜に給電する複数のバスバーとを備える、電熱窓用板状体において、
   前記複数のバスバーは、前記透明導電膜の左側縁部に接続される左バスバーと、前記透明導電膜の右側縁部に接続される右バスバーとを有し、
   前記透明導電膜は、前記左バスバーから前記右バスバーまで連続的または切れ目のギャップが３２ｍｍ以下で断続的に形成されるスリットによって複数の領域に区画され、
   前記複数の領域は、第１の領域と、第２の領域とを含み、
   前記第１の領域は、前記第２の領域よりも、前記左バスバーと前記右バスバーとの間の距離が小さく、且つ、前記スリットに対して垂直な方向における幅が小さく、
   前記透明導電膜は、複数の前記スリットによって、３つ以上の領域に区画され、
   前記透明導電膜は、前記スリットによって、所定周波数帯の垂直偏波の電磁波を透過させる周波数選択表面を形成しており、
   前記所定周波数帯の中心周波数における空気中の波長をλ_０とし、前記電熱窓用板状体の波長短縮率をｋとし、前記電熱窓用板状体での波長をλ_ｇ＝λ_０×ｋとして、
   少なくとも１組の隣り合う前記スリットの間隔が、λ_ｇ／４以下であることを特徴とする、電熱窓用板状体。
2. 前記３つ以上の領域のうち前記距離が小さい領域ほど前記幅が小さい、請求項１に記載の電熱窓用板状体。
3. 前記３つ以上の領域のうち前記幅が小さい領域ほど前記距離が小さい、請求項１に記載の電熱窓用板状体。
4. 前記左バスバーと前記右バスバーとの間の前記距離は、上方から下方に向かって徐々に長くなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電熱窓用板状体。
5. 前記透明導電膜は、下辺よりも上辺が短い、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電熱窓用板状体。
6. 前記スリットは、前記透明導電膜の上辺から下辺に向って５００ｍｍ以内の位置に形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電熱窓用板状体。
7. 前記スリットの長さは、４０ｍｍ以上である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電熱窓用板状体。
8. 前記スリットの長さは、８５ｍｍ以上である、請求項７に記載の電熱窓用板状体。
9. 隣り合う前記スリットの間隔は、４３ｍｍ以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電熱窓用板状体。
10. 隣り合う前記スリットの間隔は、２０ｍｍ以下である、請求項９に記載の電熱窓用板状体。
11. 前記スリットは、前記左バスバーから前記右バスバーまで連続的に形成される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電熱窓用板状体。
12. 前記ギャップが１６ｍｍ以下である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電熱窓用板状体。

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