JP2024029767A - ビューイングパネルおよびその使用 - Google Patents

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Abstract

【課題】カバーパネルとして使用するためのビューイングパネルを提供する。【解決手段】パネル状のガラス質基材２と、該基材の少なくとも一方の表面上に配置されたコーティング３０とを備えたビューイングパネル１であって、該ビューイングパネル１は、４００～７００ｎｍの波長範囲において、１５％未満、好ましくは１０％未満の平均透過率τａｖｇ，４００ｎｍ－７００ｎｍを有し、ここで、τａｖｇ，４００ｎｍ－７００ｎｍは、TIFF2024029767000009.tif16150と定義され、かつ／または各波長において、１５％未満、好ましくは１０％未満、好ましくは５％未満、特に好ましくは１％未満の分光透過率を有し、８７５ｎｍ～１６００ｎｍの波長範囲において、少なくとも１つの波長において、少なくとも７５％、好ましくは少なくとも８０％の透過率を有する、ビューイングパネル、および該ビューイングパネルの使用を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、総じて、コーティングを備えた少なくとも１つのパネル状のガラス質基材を含むビューイングパネル、およびその使用に関する。
発明の背景
ビューイングパネルとは、基材材料で構成された少なくとも１つのパネルを含むパネル状の構造体であって、該材料は、少なくとも選択された波長範囲に対して透明であるかまたは最低の透過率を有するものとする構造体であると理解される。この材料は通常は、非晶質材料であり、特にガラスである。パネル状の基材の片面または両面にコーティングを施すことができ、このコーティングは、その性質に応じて、ビューイングパネルの光学的特性および機械的特性の双方に影響を与えることができる。特にガラスの場合、１つ以上の適切なコーティングを施すことで、それぞれの用途に望ましい有利な、またはさらには必要な特性を得ることができる。例えば、適切なコーティングを施すことで、ガラスの機械的耐久性を著しく向上させることができる。例えば、適切にコーティングを施した板ガラスは、耐傷性の向上を示し得るため、機械的負荷の増大を考慮しなければならない用途にも、こうした板ガラスを使用することができる。
原理的には、このようなビューイングパネルを、総じて、部品を保護するカバーパネルとして使用することもできる。例えば、このようなカバーパネルを、例えば車両の距離測定用のレーザを具備したシステムの保護に使用することもできる。
安全性の観点からは、レーザを具備したシステム向けのこのようなカバーパネルは、可視スペクトル範囲では低い透過率しか有しないことが有利となり得る。
さらに、レーザの波長範囲では十分に高い透過率を有しつつ、可視スペクトル範囲では低い光透過率しか有しないフィルターガラスが知られている。多くの場合、これらの光学フィルターガラスは、自動車分野のカバーパネルに要求される十分な機械的および／または化学的安定性を有していない。要するに、このようなカバーの環境は過酷であり、こうした環境には、特に自動車分野での使用の場合、例えば、飛び石などの機械的負荷に加えて、洗車、湿気負荷、温度変動、塩霧、太陽光線も含まれる。
適切ないわゆる「テクニカルガラス」、すなわち、追加のコーティングなしですでにビューイングパネルに使用できるガラス質材料は、多くの場合、十分なフィルター特性を有していない。
そのため、電子部品、特にレーザを具備した電子部品には、良好な光学フィルター効果に加えて、自動車用途での使用に十分な機械的および化学的耐久性を有するカバーパネルが必要とされている。
発明の課題
本発明の課題は、先行技術の前述の欠点を少なくとも部分的に緩和する、カバーパネルとして使用するためのビューイングパネルを提供することである。もう１つの態様は、該ビューイングパネルの使用に関する。
発明の概要
本発明の課題は、独立請求項の主題によって解決される。好ましい実施形態および特定の実施形態は、従属請求項、明細書、図面およびさらなる開示に見出すことができる。
したがって、本開示は、パネル状のガラス質基材と、該基材の少なくとも一方の表面上に配置されたコーティングとを備えたビューイングパネルに関する。ビューイングパネルは、４００～７００ｎｍの波長範囲において、１５％未満、好ましくは１０％未満の平均透過率τａｖｇ，４００ｎｍ－７００ｎｍを有し、ここで、τａｖｇ，４００ｎｍ－７００ｎｍは、
Figure 2024029767000002
 と定義される。
代替的または付加的に、ビューイングパネルは、各波長において、１５％未満、好ましくは１０％未満、特に好ましくは５％未満、非常に特に好ましくは１％未満の分光透過率を有する。
ビューイングパネルの透過率は、８７５ｎｍ～１６００ｎｍの波長範囲において、少なくとも１つの波長において、少なくとも７５％、好ましくは８０％、好ましくは少なくとも８５％、好ましくは少なくとも９０％、好ましくは少なくとも９５％、さらに好ましくは少なくとも９７％である。
ビューイングパネルのパネル状の基材は、カラーガラスを含む。これには特に、パネル状の基材がカラーガラスからなる場合、またはカラーガラスから形成されている場合も含まれる。
可視スペクトル範囲で前述の透過特性を有するカラーガラスを使用することで、得られるビューイングパネルが人間の目に対して十分に不透明となるように調整される。そのため、何気なく見た人が、複合体の背後に何が配置されているかを認識することはできない。これにより、均一な色の印象が生まれる。さらに、場合により生じ得る、見る人の目の損傷を防ぐことができる。
ビューイングパネルは有利には、カラーガラスが、８７５ｎｍ～１６００ｎｍの範囲とすることができるレーザ波長の範囲において、少なくとも１つの波長において、少なくとも７５％、好ましくは少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％、好ましくは少なくとも９０％、好ましくは少なくとも９５％、さらに好ましくは少なくとも９７％の非常に高い純透過率を有するように構成されている。言い換えれば、カラーガラスは、レーザ光に対して十分な透明性を有する。
一実施形態は、カチオンパーセント（Ｃａｔ％）単位で以下のガラス組成を有するカラーガラスの使用を対象とする：
ケイ素 ３０～８０、好ましくは３５～７５、特に好ましくは４０～７０
ホウ素 ０～２０
アルミニウム ０～２
ナトリウム ５～３５、好ましくは７．５～３０、特に好ましくは１２～２０、非常に特に好ましくは１４～１８
カリウム ２～２５、好ましくは５～２０、特に好ましくは６～１５
ニッケル ０～０．５
クロム ０～０．５
コバルト ０．０３～０．５
ここで、
Σナトリウム＋カリウム １５～５０、好ましくは２０～４５、特に好ましくは２５～３０
Σニッケル＋クロム ０．１～０．５
であり、ニッケルとコバルトとの合計に対するナトリウムとカリウムとの合計の比に関して、
Σナトリウム＋カリウム／Σニッケル＋コバルト＝７０：１～２００：１
が成り立つ。
有利には、ガラスは、０．３：１～０．９：１の範囲、好ましくは０．４：１～０．８：１の範囲、非常に特に好ましくは０．６：１～０．７：１の範囲の、カリウムカチオン対ナトリウムカチオンのモル比を有する。
ここで、「カチオンパーセント」という表現は、全カチオン含有量（単位：モル）に対するそれぞれのカチオンの相対的なモル割合であると理解される。ガラスには、カチオンの他にアニオンも含まれている。アニオン含有量は、同様にアニオンパーセント（アニオン％）で示される。上記組成を有するガラスは、アニオンとして有利にはＯ２－アニオン、Ｆ－アニオン、Ｂｒ－アニオン、Ｃｌ－アニオンおよび／またはＳＯ４ ２－アニオンを含む。有利には、Ｏ２－イオンの割合は、少なくとも５０アニオン％、有利には少なくとも７０アニオン％、特に好ましくは少なくとも９０アニオン％である。特に好ましい一実施形態では、Ｏ２－イオンの割合が、少なくとも９８アニオン％、またはさらには少なくとも９９アニオン％であることが提供される。一実施形態によれば、ガラス全体が酸化物系であり、すなわち、Ｏ２－イオンの割合は、１００アニオン％である。
さらなる一実施形態によれば、ガラスは、わずかな割合のハロゲン化物（Ｃｌ－、Ｆ－および／またはＩ－）しか含まない。有利には、ハロゲン化物の割合は、最大で３アニオン％、好ましくは最大で１アニオン％である。有利には、ガラスは、ハロゲン化物を含まない。他の実施形態は、少なくとも０．１アニオン％、好ましくは少なくとも０．２アニオン％、特に好ましくは０．５アニオン％、少なくとも１アニオン％、少なくとも２アニオン％、または少なくとも３アニオン％の塩化物含有量を対象とする。一実施形態によれば、ガラスは、０．５～１０アニオン％の範囲、好ましくは１～５アニオン％の範囲の塩化物含有量を有する。
代替的な一実施形態は、カチオン％単位で以下のガラス組成を有するガラスの、基材としての使用を提供する：
ケイ素 ４０～８０、好ましくは５０～７０、特に好ましくは６０～７０
ホウ素 ０～２０、好ましくは１～１９、特に好ましくは５～１５
アルミニウム ０～２５、好ましくは２～２０、特に好ましくは５～１２
ナトリウム ２～２２、好ましくは３～２０、特に好ましくは４～１８
カリウム ０．１～１０、好ましくは１～８、特に好ましくは２～５
クロム ０．０５～０．５、好ましくは０．１～０．４、特に好ましくは０．１５～０．３
コバルト ０．０３～０．５、好ましくは０．０４～０．３、特に好ましくは０．０５～０．２
ここで、
Σナトリウム＋カリウム＝１０～２５、好ましくは１２～２０、特に好ましくは１５～２０
Σクロム＋コバルト＝０．１５～０．５５、好ましくは０．１７～０．５、特に好ましくは０．１９～０．４
であり、ニッケルとコバルトとの合計に対するナトリウムとカリウムとの合計の比に関して、
Σナトリウム＋カリウム／Σニッケル＋コバルト＝２５：１～１５０：１、好ましくは３０：１～１２５：１、特に好ましくは４０：１～９０：１
が成り立つ。
ガラスには、カチオンの他にアニオンも含まれている。アニオン含有量は、同様にアニオンパーセント（アニオン％）で示される。上記組成を有するガラスは、アニオンとして有利にはＯ２－アニオン、Ｆ－アニオン、Ｂｒ－アニオン、Ｃｌ－アニオンおよび／またはＳＯ４ ２－アニオンを含む。有利には、Ｏ２－イオンの割合は、少なくとも５０アニオン％、有利には少なくとも７０アニオン％、特に好ましくは少なくとも９０アニオン％である。特に好ましい一実施形態では、Ｏ２－イオンの割合が、少なくとも９８アニオン％、またはさらには少なくとも９９アニオン％であることが提供される。一実施形態によれば、ガラス全体が酸化物系であり、すなわち、Ｏ２－イオンの割合は、１００アニオン％である。
さらなる一実施形態によれば、ガラスは、わずかな割合のハロゲン化物（Ｃｌ－、Ｆ－および／またはＩ－）しか含まない。有利には、ハロゲン化物の割合は、最大で３アニオン％、好ましくは最大で１アニオン％である。有利には、ガラスは、ハロゲン化物を含まない。他の実施形態は、少なくとも０．１アニオン％、好ましくは少なくとも０．２アニオン％、特に好ましくは０．５アニオン％、少なくとも１アニオン％、少なくとも２アニオン％、または少なくとも３アニオン％の塩化物含有量を対象とする。一実施形態によれば、ガラスは、０．５～１０アニオン％の範囲、好ましくは１～５アニオン％の範囲の塩化物含有量を有する。
さらなる一実施形態によれば、カラーガラスは、重量％単位で以下のガラス組成を有する：
Figure 2024029767000003
 ここで、
ΣＮａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＝５～３０、好ましくは１０～２５、特に好ましくは１５～２０
である。有利には、ガラス組成は、以下の条件のうち少なくとも１つを満たす：
ΣＭｎＯ２＋Ｃｒ２Ｏ３＝２．７～８、好ましくは３～７、特に好ましくは３．５～５．５であり、かつ／または
ＭｎＯ２／ＣｒＯ３＝１．５：１～１２．５：１、好ましくは１．６：１～１０：１、特に好ましくは１．７：１～７．５、非常に特に好ましくは１．９：１～４：１である。
基材は、少なくとも０．５ｍｍで最大で１２ｍｍの厚さを有する。有利な一実施形態によれば、基材の厚さは、０．５～６ｍｍの範囲、有利には２ｍｍ～６ｍｍの範囲、有利には２～４ｍｍの範囲である。対応する基材の厚さにより、十分に高い強度が保証される。
基材は、パネル状でありかつ２つの面を有しており、これらの面を、以下では上面および下面と称する。ここで、上面とは、基材面のうち、基材がビューイングパネルの一部として使用されるときにビューイングパネルの動作前面を形成するものであると理解される。したがって、上面とは、基材面のうち、ビューイングパネルとして使用されるときに、見る人に面している方の面を形成するものである。下面とは、基材面のうち、コーティングされた基材が電子部品を覆うためにビューイングパネルとして使用されるときに動作背面を形成し、したがって電子部品に面した基材面を表すものであると理解される。ビューイングパネルは、両面のうち少なくとも一方に、金属および／または半金属の酸化物および／または窒化物および／または酸窒化物を含む少なくとも１つの層を有する。この層は有利には、コーティングまたはコーティングの一部として形成されている。好ましくは、この層状パネルは、少なくともカラーガラスの動作前面あるいは上面側にコーティングを有する。いくつかの実施形態において、本発明によるビューイングパネルは有利には、動作前面側のコーティングに加えて、いわゆる動作背面側にさらなるコーティングを有し、これは特に、反射防止コーティングおよび／または疎水性コーティングおよび／または撥油性コーティングおよび／または不凍性コーティングおよび／または防曇性コーティングおよび／または加熱可能なコーティングであり、特に反射防止コーティングおよび／または加熱可能なコーティングの機能を果たすコーティングである。
コーティングは総じて、さらなる機能を有することができ、例えば、反射防止コーティングとして、傷防止コーティングとして、例えば色反射を伴う光学コーティングとして、耐候コーティングとして、イージークリーンコーティングとして、疎水性、撥油性、不凍性、防曇性および／または加熱可能なコーティングとして構成されていてよい。コーティングは、マルチレイヤーコーティングとして実施されていてよく、したがって複数の層を含むことができる。１つのコーティングが異なる機能を同時に果たすことが可能であり、例えば、反射防止効果を生み出すための光学コーティングがさらに、例えば防曇性または疎水性コーティングとして実施されている最上層を有する。
有利には、コーティングは、屈折率の異なる複数のレイヤーあるいは層から構成されたマルチレイヤー反射防止コーティングである。ここで、より高い屈折率を有するレイヤーと、より低い屈折率を有するレイヤーとが交互に存在する。低屈折率のレイヤーは、例えばケイ素酸化物を含む。さらなる一実施形態によれば、低屈折率のレイヤーは、ある割合のアルミニウムを含むケイ素酸化物をベースとする。有利な一実施形態によれば、低屈折率層は、以下の関係によるケイ素とアルミニウムとの物質量比を有する：
ｎ（Ａｌ）／（ｎ（Ｓｉ）＋ｎ（Ａｌ））＞０．０２
ここで、ｎ（Ａｌ）は、アルミニウムの物質量を表し、ｎ（Ｓｉ）は、ケイ素の物質量を表す。驚くべきことに、アルミニウムあるいはアルミニウム酸化物を混合することで、高屈折率のケイ素窒化物層と比較して軟質で低屈折率のケイ素酸化物層に、引掻きや摩耗に対する著しくより高い耐久性が付与されることが判明した。一実施形態によれば、比ｎ（Ａｌ）／（ｎ（Ｓｉ）＋ｎ（Ａｌ））は０．０５より大きく、有利には０．１より大きい。ここで、比ｎ（Ａｌ）／（ｎ（Ｓｉ）＋ｎ（Ａｌ））が０．８未満、好ましくは０．５未満、特に好ましくは０．２５未満であると有利であることが判明した。
より高い屈折率を有するレイヤーは有利には、ケイ化物、酸化物または窒化物を含む。高屈折率層には、窒化ケイ素が特に適している。
反射防止コーティングのレイヤーの好ましい成膜方法としては、スパッタリング、特にマグネトロンスパッタリングが用いられる。この場合、低屈折率レイヤーのケイ素酸化物と高屈折率レイヤーの好ましく使用されるケイ素窒化物との双方を同じターゲットで製造できるため、反応性スパッタリングがここでは特に有利である。異なる層材料への切り替えは、プロセスパラメータの変更、特にプロセスガスの組成の変更を行うことで容易に可能である。
コーティングは有利には、少なくとも１２５ｎｍで最大で２５００ｎｍ、好ましくは最大で１５００ｎｍの厚さを有する。驚くべきことに、対応する反射防止層は、比較的小さな層厚ですでに耐久性のある傷防止性を提供することが判明した。したがって、好ましい実施形態での反射防止コーティングは、合計で２００ｎｍ～４００ｎｍの範囲の層厚を有する。特に好ましい層厚は、２５０ｎｍ～３００ｎｍの範囲である。比較のため、典型的な傷防止または硬質材料コーティングは一般に、１μｍを超える厚さである。
例えばガラス組成やガラス厚などの基材の特性を選択し、またコーティングを選択することにより、ビューイングパネルを、それぞれの使用分野およびその要求に柔軟に適合させることができる。
一実施形態によれば、ビューイングパネルは、８７５ｎｍ～１６００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長において、最大で１４％、好ましくは最大で１２％、特に好ましくはまたはさらには最大で１０％の分光反射率ρλを有する。ここで、波長λの反射率は、以下のように定義される：
ρλ＝Ｐｒ／Ｐ０
ここで、Ｐｒは、反射力を表し、Ｐ０は、入射力を表す。
代替的または付加的に、ビューイングパネルは、８７５ｎｍ～１６００ｎｍの範囲において、最大で１４％、好ましくは最大で１２％、特に好ましくは最大で１０％の平均分光反射率ρｍｉｔｔｅｌを有し、ここで、平均分光反射率ρｍｉｔｔｅｌは、試験する波長範囲の個々の分光反射率ρλの算術平均値を表す。
ここで、反射率は有利には、０°～６０°の測定角度、特に好ましくは０°～７０°の測定角度で求められる。したがって、有利な一構成によれば、ビューイングパネルは、広い角度範囲にわたって低い反射性を示す。
代替的または付加的に、８７５ｎｍ～１６００ｎｍの波長範囲の少なくとも１つの波長の分光反射率ρλは、未コーティングの基材の対応する反射率よりも、少なくとも２％ポイント、好ましくは少なくとも４％ポイント、特に好ましくは少なくとも６％ポイント低い。
代替的または付加的に、１５３０ｎｍ～１５７０ｎｍ、好ましくは１５４０ｎｍ～１５６０ｎｍの波長範囲における０°～４５°の範囲の測定角度でのビューイングパネルの表面の平均分光反射率ρｍｉｔｔｅｌは、最大で４％、好ましくは最大で２％、特に好ましくは最大で１％である。一実施形態によれば、６０°の測定角度でのこの波長範囲における平均分光反射率ρｍｉｔｔｅｌは、最大で７％、好ましくは最大で５％、特に好ましくは最大で４％、非常に特に好ましくは最大で３％である。
一実施形態は、８８０ｎｍ～９３０ｎｍ、好ましくは８９０ｎｍ～９２０ｎｍの波長範囲における０°～４５°の範囲の測定角度でのビューイングパネルの表面の平均分光反射率ρｍｉｔｔｅｌが、最大で４％、好ましくは最大で３％、特に好ましくは最大で２％、非常に特に好ましくは最大で１％であることを提供する。一実施形態によれば、６０°の測定角度でのこの波長範囲における平均分光反射率ρｍｉｔｔｅｌは、最大で７％、好ましくは最大で５％、特に好ましくは最大で４％、非常に特に好ましくは最大で３％である。
さらなる一実施形態によれば、１３００ｎｍ～１３４０ｎｍ、好ましくは１３１０ｎｍ～１３３０ｎｍの波長範囲における０°～４５°の範囲の測定角度でのビューイングパネルの表面の平均分光反射率ρｍｉｔｔｅｌは、最大で４％、好ましくは最大で２％、特に好ましくは最大で１％である。一実施形態によれば、６０°の測定角度でのこの波長範囲における平均分光反射率ρｍｉｔｔｅｌは、最大で７％、好ましくは最大で５％、特に好ましくは最大で４％、非常に特に好ましくは最大で３％である。
ビューイングパネルは、平均透過率Ｔａｖｇを有し、ここで、平均透過率Ｔａｖｇとは、指定された波長範囲内の個々の波長の透過率の算術平均値である。一実施形態によれば、１５３０ｎｍ～１５７０ｎｍ、好ましくは１５４０～１５６０ｎｍの波長範囲における平均透過率Ｔａｖｇは、０°の測定角度で、少なくとも９０％、少なくとも９１％、好ましくは少なくとも９３％、特に好ましくは少なくとも９６％である。代替的または付加的に、４５°の測定角度でのこの波長範囲における透過率Ｔａｖｇは、少なくとも８９％、好ましくは少なくとも９０％、少なくとも９２％、特に好ましくは少なくとも９５％である。一実施形態によれば、ビューイングパネルは、６０°の測定角度で前記波長範囲において、少なくとも８７％、好ましくは少なくとも８８％、特に好ましくは少なくとも９０％、非常に特に好ましくは少なくとも９３％の透過率Ｔａｖｇを有する。ビューイングパネルは、上記波長範囲においてさらに、７０°の測定角度で少なくとも８４％、好ましくは少なくとも８５％、特に好ましくは少なくとも８７％、非常に特に好ましくは少なくとも９０％の透過率Ｔａｖｇを有することができる。
１５３０ｎｍ～１５７０ｎｍの範囲で高い透過率を示すため、ビューイングパネルは特に、前記波長範囲、特に１５５０ｎｍに中心波長を有するレーザと組み合わせて使用するのに適している。この場合、干渉光学コーティングを施しているにもかかわらず、透過率は角度にほとんど依存しない。
代替的または付加的に、ビューイングパネルは、８９０ｎｍ～９３０ｎｍ、好ましくは８９０～９２０ｎｍの波長範囲において、０°の測定角度で、少なくとも９１％、好ましくは少なくとも９３％、特に好ましくは少なくとも９６％の平均透過率Ｔａｖｇを有する。代替的または付加的に、４５°の測定角度でのこの波長範囲における透過率Ｔａｖｇは、少なくとも８９％、好ましくは少なくとも９０％、特に好ましくは少なくとも９５％である。一実施形態によれば、ビューイングパネルは、６０°の測定角度で前記波長範囲において、少なくとも８７％、好ましくは少なくとも８８％、特に好ましくは少なくとも９０％、非常に特に好ましくは少なくとも９３％の透過率Ｔａｖｇを有する。ビューイングパネルは、上記波長範囲においてさらに、７０°の測定角度で少なくとも８４％、好ましくは少なくとも８５％、特に好ましくは少なくとも８７％、非常に特に好ましくは少なくとも９０％の透過率Ｔａｖｇを有することができる。
８９０ｎｍ～９３０ｎｍの範囲で高い透過率を示すため、ビューイングパネルは特に、前記波長範囲、特に９０５ｎｍに中心波長を有するレーザと組み合わせて使用するのに適している。この場合にも、透過率は角度にほとんど依存しない。
代替的または付加的に、ビューイングパネルは、１３００ｎｍ～１３４０ｎｍ、好ましくは１３１０～１３３０ｎｍの波長範囲において、０°の測定角度で、少なくとも９１％、好ましくは少なくとも９３％、特に好ましくは少なくとも９６％の平均透過率Ｔａｖｇを有する。代替的または付加的に、４５°の測定角度でのこの波長範囲における透過率Ｔａｖｇは、少なくとも８９％、好ましくは少なくとも９０％、特に好ましくは少なくとも９５％である。一実施形態によれば、ビューイングパネルは、６０°の測定角度で前記波長範囲において、少なくとも８７％、好ましくは少なくとも８８％、特に好ましくは少なくとも９０％、非常に特に好ましくは少なくとも９３％の透過率Ｔａｖｇを有する。ビューイングパネルは、上記波長範囲においてさらに、７０°の測定角度で少なくとも８４％、好ましくは少なくとも８５％、特に好ましくは少なくとも８７％、非常に特に好ましくは少なくとも９０％の透過率Ｔａｖｇを有することができる。
１３００ｎｍ～１３４０ｎｍの範囲で高い透過率を示すため、ビューイングパネルは特に、前記波長範囲、特に１３１０ｎｍおよび／または１３２０ｎｍに中心波長を有するレーザと組み合わせて使用するのに適している。この場合にも、透過率は角度にほとんど依存しない。
ビューイングパネルまたは干渉光学コーティングが、偏光分離を示さないかまたはわずかにしか示さないように形成されていると有利であることが判明した。したがって、一実施形態では、３０～６０°の少なくとも１つの測定角度での、８７５ｎｍ～１６００ｎｍ、好ましくは８８０ｎｍ～１６００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長におけるビューイングパネルのｓ偏光の分光透過率とｐ偏光の分光透過率との差ΔＴｓ－ｐ，ｐｏｌが、３％ポイント未満、好ましくは２％ポイント未満、特に好ましくは１％ポイント未満であることが提供される。一実施形態では、３０°～６０°の範囲の少なくとも１つの測定角度での、８９０ｎｍ～９１０ｎｍ、１３１０ｎｍ～１３３０ｎｍおよび／または１５４０ｎｍ～１５６０ｎｍの波長範囲のうち少なくとも１つにおけるビューイングパネルのｓ偏光の分光透過率とｐ偏光の分光透過率との差ΔＴｓ－ｐ，ｐｏｌが、３％ポイント未満、好ましくは２％ポイント未満、特に好ましくは１％ポイント未満であることが提供される。
有利に、ガラス質基材は、－３０℃～７０℃の範囲の温度で３×１０－６／Ｋ～１４×１０－６／Ｋの範囲の熱膨張係数を有するガラスを含む。好ましくは、熱膨張係数は、５×１０－６／Ｋ～１２×１０－６／Ｋの範囲、特に好ましくは７×１０－６／Ｋ～１１×１０－６／Ｋの範囲である。指定された値は、ＩＳＯ ７９９１に準拠した公称平均線熱膨張係数であり、静的測定で求められる。その熱膨張係数ゆえ、ガラスは高い温度変化耐久性を有する。
上記のような構成は、ビューイングパネルで保護された電子部品の動作中に大きな温度変動が起こる場合に特に有利となり得る。なぜならば、この場合、基材の熱膨張係数とコーティングの熱膨張係数とが互いに適合しており、コーティングと基材との間および／またはコーティング内で剥離を引き起こすほど大きな機械的応力が発生し得ないためである。したがって、コーティングは、基材との良好な密着性を示し、このことは、ビューイングパネルの機械的耐久性に有利な効果をもたらす。
特に、層複合体、すなわち基材とコーティングとの複合体、および層複合体、すなわちコーティング内の個々の部分層の良好な機械的耐久性を、ベイヤー試験により実証することもできる。よって、変更された試験規格ＡＳＴＭ Ｆ７３５－１１（変更されたベイヤー試験、８０００サイクル、ＳｉＯ２の代わりに２ｋｇの溶融アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を装填；充填高さは２ｃｍ）に準拠してベイヤー試験を実施した後に、ビューイングパネルは、ベイヤー試験前に測定されたビューイングパネルのヘイズ値と比較して、最大で４％、好ましくは最大で２％、特に好ましくは最大で１％増加したヘイズ値を有する。ヘイズ値は、ＡＳＴＭ Ｄ１００３－９５に準拠して求められ、曇り具合の指標である。ここで、例えば傷などの表面欠陥は、ヘイズ値の増加につながる。
ビューイングパネルは、０°～３０°の角度範囲で、明所視反射色、すなわちＣＩＥ １９３１に準拠した視感度曲線で重み付けされた反射率を有し、ここで、色座標ｘは、０．２０～０．４の範囲であり、ｙは、０．２０～０．４の範囲であり、有利にはｘは、０．２５～０．３３の範囲であり、ｙは、０．２３～０．３３の範囲である。これにより、ビューイングパネルは、見る人に黒色に見える。好ましい一実施形態によれば、ビューイングパネルは、０°～４５°、またはさらには０°～６０°の範囲の角度で上記の色座標を有する。
実施形態によるビューイングパネルは特に、カバーパネルとして、特にレーザのカバーパネルとして、例えばＬＩＤＡＲシステムの一部としてのレーザのカバーパネルとして、または撮像システムのカバーパネルとして、特に環境の３Ｄ測定用もしくは速度測定用機器の撮像システムのカバーパネルとして使用することができる。
図面の説明
以下、図１～図１５を参照して、本発明を実施形態例につきより詳細に説明する。
第１の実施形態による断面の概略図である。 第２の実施形態による断面の概略図である。 動作背面にさらなるコーティングを施した第３の実施形態の断面の概略図である。 異なる記録角度での第１の実施形態例の反射スペクトルを示す図である。 第２の実施形態例の反射スペクトルを示す図である。 異なる記録角度での第３の実施形態例の反射スペクトルを示す図である。 異なる記録角度での第３の実施形態例の反射スペクトルを示す図である。 異なる記録角度での第４の実施形態例の反射スペクトルを示す図である。 それぞれベイヤー試験の実施前後の、異なる記録角度での第５の実施形態例の反射スペクトルを示す図である。 第５の実施形態例の異なる偏光角を有する電磁放射線の反射スペクトルを示す図である。 第５の実施形態例の異なる偏光角を有する電磁放射線の反射スペクトルを示す図である。 第６の実施形態例の異なる測定角度を有する電磁放射線の反射スペクトルを示す図である。 第６の実施形態例の異なる測定角度を有する電磁放射線の反射スペクトルを示す図である。 ＣＩＥ １９３１のｘ－ｙ線図による、角度に依存した第６の実施形態例の反射色のシフトを示す図である。
図１は、一実施形態によるビューイングパネル１の概略図による断面を示す。ビューイングパネル１は、パネル状のガラス質基材２としてのカラーガラスと、基材２の表面４上に成膜されたコーティング３０とを備えている。図１に示す例では、コーティング３０は、４層で形成されている。コーティングは、少なくとも１つの金属および／または半金属の酸化物、窒化物および／または酸窒化物を含む。コーティング３０は、低屈折率層３４，３２と、より高い屈折率を有する層３１，３３とを含む。ここで、層３３は、材料ＳｉＮ、ＳｉｘＯｙＮｚ、ＳｉｘＡｌＯｙＮｚ、ＳｉＸＮ：Ｈ、ＳｉｘＮｙＯｚ：Ｈおよび／またはＡｌｘＯｙＮｚのうちの少なくとも１つを含む。
図１に示す実施形態は、電子発光部品のカバーに使用される。放出された電磁放射線は、矢印７で表され、層状パネル１を通過する。基材２の側面のうち、部品に面した方（図１では参照符号５を付与）は、下面または動作背面とも称される。これに応じて、基材の他方の側面４は、上面または動作前面とも称される。図１に示す実施形態では、コーティング３０は、基材２の上面４に施されている。
コーティング３０の層厚は、１２５ｎｍ～２５００ｎｍの範囲、有利には１２５ｎｍ～１５００ｎｍの範囲である。ここで、最後から２番目の層３３は、可能な限り大きな層厚を有し、有利には少なくとも１００ｎｍ、好ましくは少なくとも１５０ｎｍ、特に好ましくは少なくとも２００ｎｍの層厚を有する。ここで、硬質材料層３３の比較的大きな層厚が、コーティング３０およびビューイングパネル１の双方の耐傷性および機械的耐久性に大きく寄与している。最上層３４は好ましくは、可能な限り小さい層厚を有する。一実施形態によれば、層３４の層厚は、３００ｎｍ未満、またはさらには１００ｎｍ未満である。
ビューイングパネル１は、４００～７００ｎｍの波長範囲において、１５％未満、好ましくは１０％未満の平均透過率τａｖｇ，４００ｎｍ－７００ｎｍを有し、ここで、τａｖｇ，４００ｎｍ－７００ｎｍは、
Figure 2024029767000004
 と定義される。
代替的または付加的に、ビューイングパネル１は、各波長において、１０％未満、好ましくは５％未満、特に好ましくは１％未満の分光透過率を有する。
図２は、さらなる一実施形態によるビューイングパネルの概略図を示す。ここで、ビューイングパネルは、４つの各層３１，３２，３３，３４を有するコーティング３０に加えて、さらなる層８を備えている。ここで、層８は、干渉光学コーティング８の層ではなく、その組成および機能の双方に関してコーティング３０と異なることができる。図２に示す実施形態例では、水との接触角が１０５°を超える、いわゆる「イージークリーン」層である。
図３は、ビューイングパネル１のさらなる一実施形態を示す。ここで、基材２は、動作前面４上の各層３１，３２，３３，３４を有する干渉光学コーティング３０に加えて、さらなるコーティング４０を有する。コーティング４０は、干渉光学層４１，４２，４３と、任意に導電層５０とを含む。層４１，４２，４３は、反射防止コーティングを形成しており、そのようにして放射光７の後方散乱を低減する。層５０は、１０～１５０Ω／ｓｑの範囲のシート抵抗を有し、電源に接続可能な接点（図示せず）を有する。したがって、層５０は、加熱層の機能を果たすことができる。
コーティング４０は、カラーガラス２の下面５に施されている。コーティング４０は、例えば、カラーガラス２を通過する前の放射光７の反射を低減する機能を果たすことができる。
図４は、異なる反射角における、総層厚約５３０ｎｍの（ＳｉＯ２およびＴａ２Ｏ５の交互の）７層を含むコーティングを含む実施形態例の反射スペクトルを示す。本実施形態例は、９０５ｎｍの範囲の発光波長を有するレーザとの併用に向けて最適化されている。したがって、この波長範囲での反射スペクトルは、特に低反射率を示す。ここで、この波長範囲では、６０°の高反射角でも反射率はわずか４％である。
図５には、第２の実施形態例の反射スペクトルが示されている。本実施形態例では、ビューイングパネルは、動作背面上にさらなるコーティングを有する。このコーティングは、干渉光学反射防止コーティングとＩＴＯ層とを含む。こうして、第２の実施形態例は、図３に示すような構造体を有する。ここでも、９０５ｎｍ付近の波長範囲の反射スペクトルは、特に低い反射率を示す。ここで、この波長範囲では、６０°の高反射角でも反射率は４％未満である。
図６および図７は、異なる反射角での第２の実施形態例の反射スペクトルを示す。ここで、曲線１０は、反射角６°での反射曲線に相当し、曲線１１は、反射角３０°での反射曲線に相当し、曲線１２は、反射角４０°での反射曲線に相当し、曲線１３は、反射角６０°での反射曲線に相当する。
ビューイングパネルは、ビューイングパネルの動作前面に総層厚約１０５０ｎｍの４層の反射防止コーティング（ＳｉｘＡｌｙＮｚ、ＳｉｘＡｌｙＯｚ、ＳｉｘＡｌｙＮｚ、ＳｉｘＡｌｙＯｚ）を備えている。ビューイングパネルは、１３１０ｎｍの発光波長を有するレーザとの併用に向けて、その透過率および反射率の点で最適化されている。そのため、ビューイングパネルは、１２９０～１３３０ｎｍの範囲の波長について、試験したすべての反射角で特に低い反射率値を示す。以下の表１は、１２９０ｎｍ～１３００ｎｍの波長範囲で平均をとった平均反射率を、異なる反射角ｒ－ｐｏｌについて示したものである。
Figure 2024029767000005
表１から、４５°までの角度での反射率は、角度にほとんど依存しないことがわかる。６０°の大きな角度でも、非常に低い反射率値を得ることができる。
可視スペクトル範囲では、図６に示すすべての反射スペクトル１０，１１，１２，１３は、複数の反射極大を示す。コーティングのそれぞれの設計に応じて、これらの反射極大は、異なる強度および／または異なる波長範囲で発生し、したがって、見る人が感じるビューイングパネルの色の印象に影響を与える。
図８は、異なる反射角での第３の実施形態例の反射スペクトルを示す。第３の実施形態例では、カチオン％単位で以下のガラス組成を有するカラーガラスを基材ガラスとして用いた：
反射防止コーティングは、４層（Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＡｌＮｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＡｌＮｘＯｙ、総層厚約６２０ｎｍ）を有し、これは、図１による実施形態例に対応する。
第３の実施形態例は、特に８９０ｎｍ～９２０ｎｍの範囲の波長の光源用のビューイングパネルとして適している。図８から、ここで該当する８９０ｎｍ～９２０ｎｍの波長範囲では、測定角度０°、３０°および４５°において反射率がほぼ同じであることが明らかである。よって、この角度範囲では、反射率は角度にほとんど依存しない。測定角度が６０．５°と大きくても、対応する波長範囲での反射率は、５％以下である。
図９は、ベイヤー試験の実施前後の第３の実施形態例の反射スペクトルを示す。ベイヤー試験により、表面の機械的耐久性、特にその耐傷性を評価することができる。図９から、ベイヤー試験の実施後の反射率が、ベイヤー試験前の反射率に比べて最小限度しか増加していないことが明らかである。例えば、ベイヤー試験後の反射スペクトルは、測定角度６０°では１％以下の反射率の増加を示し、さらに、測定角度０°および４５°では、反射率の増加は０．５％未満である。このように、ビューイングパネルは、極めて高い耐傷性を示している。
図１０および図１１に、第４の実施形態例の反射スペクトルを示す。ここでは、測定角度０°（曲線９）、３０°（曲線１１）、４５°（曲線１４）および６０°（曲線１３）で反射率を測定した。第４の実施形態例は、６層の干渉光学コーティングを有し、各層は、以下の組成を有する：ＳｉｘＡｌｙＮｚ、ＳｉｘＡｌｙＯｚ、ＳｉｘＡｌｙＮｚ、ＳｉｘＡｌｙＯｚ、ＳｉｘＡｌｙＮｚ、ＳｉｘＡｌｙＯｚ。総層厚は、約５７０ｎｍである。ここで、コーティングは、１２９０ｎｍ～１３３０ｎｍの波長範囲での可能な限り低い反射率、および約３８０～７８０ｎｍの可視波長範囲での低減された反射率に関して、最適化されている。実施形態例１～実施形態例３と同様に、本実施形態例も、ほぼ角度に依存しない反射率を示している。表２に、１２９０ｎｍ～１３３０ｎｍの波長範囲の平均反射率値を示す。
Figure 2024029767000006
第６の実施形態例は、１５３０ｎｍ～１５７０ｎｍの範囲での最適な光学特性と、青みがかった反射色とに関して設計されたものである。
図１２および図１３は、異なる測定角度での反射スペクトルを示す。各層Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＡｌｙＯｚ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＡｌｙＯｚ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＡｌｙＯｚを含む総層厚約１１２４ｎｍの６層の干渉光学コーティングを用いた本実施形態例も、４５°までの大きさの角度で、該当する波長範囲においてほぼ一定の反射挙動を示している。６０°の角度でも、該当する１５３０～１５７０ｎｍの波長範囲における平均反射率は、３％以下である。表３は、異なる角度での平均反射率値Ｒａｖｇを示している。
Figure 2024029767000007
図１４は、ＣＩＥ １９３１のｘ－ｙ線図による０°～６０°の範囲での反射色のシフト１５、および０°～６０°の範囲での透過色のシフト１６を示す。図１５から、本実施形態例のビューイングパネルが、青みがかった反射色を示すことが明らかである。
１ ビューイングパネル
２ カラーガラス
４ 動作前面
５ 動作背面
７ レーザ光
８ コーティング
９ ０°での反射スペクトル
１０ ６°での反射スペクトル
１１ ３０°での反射スペクトル
１２ ４０°での反射スペクトル
１３ ６０°での反射スペクトル
１４ ４５°での反射スペクトル
１５ ０°～６０°での反射色のシフト
１６ ０°～６０°での透過色のシフト
３０ 干渉光学コーティング
３１，３２，３３，３４ コーティング３０の各層
４０ 第２の干渉光学コーティング
４１，４２，４３ コーティング４０の各層
５０ ＩＴＯコーティング

Claims (11)

  1. パネル状のガラス質基材と、前記基材の少なくとも一方の表面上に配置されたコーティングとを備えたビューイングパネルであって、
    前記ビューイングパネルは、４００～７００ｎｍの波長範囲において、１５％未満、好ましくは１０％未満の平均透過率τａｖｇ，４００ｎｍ－７００ｎｍを有し、ここで、τａｖｇ，４００ｎｍ－７００ｎｍは、
    Figure 2024029767000008
     と定義され、かつ／または
    各波長において、１５％未満、好ましくは１０％未満、好ましくは５％未満、特に好ましくは１％未満の分光透過率を有し、
    前記ビューイングパネルは、８７５ｎｍ～１６００ｎｍの波長範囲において、少なくとも１つの波長において、少なくとも７５％、好ましくは少なくとも８０％の透過率を有する、ビューイングパネル。
  2. 前記ビューイングパネルが、少なくとも０．５ｍｍで最大で１２ｍｍ、好ましくは少なくとも０．５ｍｍで最大で６ｍｍ、特に好ましくは少なくとも２ｍｍで最大で６ｍｍの厚さを有する、請求項１記載のビューイングパネル。
  3. 前記コーティングが、金属および／または半金属の酸化物および／または窒化物および／または酸窒化物を含む少なくとも１つの層を有する、請求項１または２記載のビューイングパネル。
  4. 前記コーティングが、少なくとも１２５ｎｍで有利には最大で２５００ｎｍ、好ましくは最大で１５００ｎｍの厚さを有する、請求項１から３までのいずれか１項記載のビューイングパネル。
  5. 前記ビューイングパネルが、８７５ｎｍ～１６００ｎｍの波長範囲において、少なくとも１つの波長において、少なくとも８５％、好ましくは少なくとも９０％、特に好ましくは少なくとも９５％、非常に特に好ましくは少なくとも９７％の透過率を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載のビューイングパネル。
  6. 有利には０°～６０°、特に好ましくは０～７０°の測定角度で求められた、８７５ｎｍ～１６００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長における分光反射率ρλが、最大で１４％、好ましくは最大で１２％、特に好ましくは最大で１０％であり、
    かつ／または
    有利には０°～６０°、好ましくは０～７０°の測定角度で求められた、８７５ｎｍ～１６００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長における前記ビューイングパネルの前記分光反射率ρλが、前記ガラス質基材の（未コーティングの）表面の前記分光反射率よりも、少なくとも２％ポイント、好ましくは少なくとも４％ポイント、好ましくは少なくとも６％ポイント低く、
    かつ／または
    １５３０ｎｍ～１５７０ｎｍ、好ましくは１５４０ｎｍ～１５６０ｎｍおよび／または８８０ｎｍ～９３０ｎｍ、好ましくは８９０ｎｍ～９２０ｎｍおよび／または１３００ｎｍ～１３４０ｎｍ、好ましくは１３１０～１３３０の波長範囲における前記ビューイングパネルの表面の平均分光反射率ρｍｉｔｔｅｌが、０°～４５°の測定角度では最大で４％、好ましくは最大で２％、特に好ましくは最大で１％であり、かつ／または６０°の測定角度で測定した場合には最大で７％、好ましくは最大で５％、最大で４％である、請求項１から５までのいずれか１項記載のビューイングパネル。
  7. １５３０ｎｍ～１５７０ｎｍ、好ましくは１５４０ｎｍ～１５６０ｎｍおよび／または８８０ｎｍ～９３０ｎｍ、好ましくは８９０ｎｍ～９２０ｎｍおよび／または１３００ｎｍ～１３４０ｎｍ、好ましくは１３１０～１３３０の波長範囲における前記平均透過率Ｔａｖｇが、０°の測定角度では少なくとも９０％、好ましくは少なくとも９１％、特に好ましくは少なくとも９３％、さらに好ましくは少なくとも９６％であり、かつ／または４５°の測定角度では少なくとも８９％、好ましくは少なくとも９０％、特に好ましくは少なくとも９２％、さらに好ましくは少なくとも９５％であり、かつ／または６０°の測定角度では少なくとも８７％、好ましくは少なくとも８８％、好ましくは少なくとも９０％、特に好ましくは少なくとも９３％であり、かつ／または７０°の測定角度では少なくとも８４％、好ましくは少なくとも８５％、好ましくは少なくとも８７％、さらに好ましくは９０％であり、
    かつ／または
    ３０～６０°の少なくとも１つの測定角度での、８７５ｎｍ～１６００ｎｍ、好ましくは８８０ｎｍ～１６００ｎｍの範囲の少なくとも１つの波長における前記ビューイングパネルのｓ偏光の前記分光透過率とｐ偏光の前記分光透過率との差ΔＴｓ－ｐ，ｐｏｌが、３％ポイント未満、好ましくは２％ポイント未満、特に好ましくは１％ポイント未満である、請求項１から６までのいずれか１項記載のビューイングパネル。
  8. 前記ガラス質基材が、３×１０－６／Ｋ～１４×１０－６／Ｋ、好ましくは５×１０－６／Ｋ～１２×１０－６／Ｋ、特に好ましくは７×１０－６／Ｋ～１１×１０－６／Ｋの熱膨張係数（－３０℃～７０℃）を有するガラスを含む、請求項１から７までのいずれか１項記載のビューイングパネル。
  9. ベイヤー試験後のヘイズ値が、最大で４％、好ましくは最大で２％、特に好ましくは最大で１％増加している、請求項１から８までのいずれか１項記載のビューイングパネル。
  10. ０～３０°、好ましくは０～４５°、特に好ましくは０～６０°の角度範囲での、ＣＩＥ １９３１に準拠した前記ビューイングパネルの明所視反射色が、ｘ＝０．２０～０．４、ｙ＝０．２０～０．４であり、好ましくはｘ＝０．２５～０．３３、ｙ＝０．２３～０．３３である、請求項１から９までのいずれか１項記載のビューイングパネル。
  11. カバーパネルとしての、特にレーザのカバーパネルとしての、特にＬＩＤＡＲシステムの一部としてのレーザのカバーパネルとしての、または撮像システムのカバーパネルとしての、特に環境の３Ｄ測定用もしくは速度測定用機器の撮像システムのカバーパネルとしての、請求項１から１０までのいずれか１項記載のビューイングパネルの使用。
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