JP6579432B2 - 透明発熱板、乗り物、暖房器具及び建築物用窓 - Google Patents

Description

本発明は、透明発熱板、透明発熱板を有する乗り物、暖房器具及び建築物用窓に関する。

従来、一対の基板と一対の基板間に配置された発熱用導電体とを有する透明発熱板が知られている。代表的な適用例として、透明発熱板は、ヒーターやデフロスタ装置として利用されている。デフロスタ装置としての透明発熱板は、車両のフロントウィンドウやリアウィンドウ等の窓ガラスとして用いられる。例えば特許文献１及び２では、窓ガラスとして利用される透明発熱板が、当該窓ガラス全体に配置されたタングステン線等からなる電熱線を有している。この透明発熱板では、電熱線への通電によって、当該電熱線が、その抵抗加熱により昇温する。透明発熱板からなる窓ガラスの昇温により、窓ガラスの曇りを取り除いて、又は、窓ガラスに付着した雪や氷を溶かして、乗員の視界を確保することができる。

特開２０１３−１７３４０２号公報 特開平８−７２６７４号公報

従来技術の透明発熱板は、接合層及び電熱線を間に挟み込んで一対のガラス板を加熱圧着し、作製される。また、電熱線としては、別工程で製造されたタングステン等の細線を用い、この細線を一対のガラス板の間に配置していた。ところが、このような透明発熱板を介して光、例えば対向車の照明を観察した場合、尾を引くように観察される光の筋、すなわち光芒が当該照明の周囲に観察される。このような光芒の発生は、窓ガラスを介した視認性に悪影響を及ぼし得る。

この点について本件発明者らが鋭意検討を重ねたところ、光芒は、光（例えば、対向車の照明光）が、電熱線によって回折されることで生じていることが知見された。すなわち、光芒は、電熱線での回折光が視認される現象と考えられた。本発明は、本件発明者らのこのような知見に基づくものである。すなわち、本発明は、透明発熱板における光芒を目立たなくさせることを目的とする。

本発明の透明発熱板は、
一対の基板と、
前記一対の基板の間に配置された導電性細線を含む発熱用導電体と、を備え、
前記導電性細線の側縁の輪郭をなす線は、波線、折れ線、又は、波線及び折れ線を組み合わせてなる線となっている。

本発明の透明発熱板において、
前記側縁の輪郭をなす線のピッチは、可視光帯域の最長波長未満であってもよい。

本発明の透明発熱板において、
前記側縁の輪郭をなす線のピッチは、可視光帯域の最短波長未満であってもよい。

本発明の乗り物は、上述した本発明による透明発熱板のいずれかを備える。

本発明の暖房器具は、上述した本発明による透明発熱板のいずれかを備える。

本発明の建築物用窓は、上述した本発明による透明発熱板のいずれかを備える。

本発明によれば、透明発熱板における光芒を目立たなくさせることができる。

図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、透明発熱板を備えた乗り物を概略的に示す斜視図である。特に図１では、乗り物の例として、透明発熱板で構成されたフロントウィンドウを備えた自動車を概略的に示している。 図２は、透明発熱板をその板面の法線方向から示す図である。 図３は、図２のIII−III線における透明発熱板の横断面図である。 図４は、発熱用導電体をそのシート面の法線方向から示す平面図であって、発熱用導電体の一例を示す平面図である。 図５は、発熱用導電体をそのシート面の法線方向から示す平面図であって、発熱用導電体の他の例を示す平面図である。 図６は、光芒の発生原理について説明するための図である。 図７は、光芒の発生原理について説明するための図である。 図８は、光芒の発生原理について説明するための図である。 図９は、光芒の発生原理について説明するための図である。 図１０は、光芒の発生原理について説明するための図である。 図１１は、光芒の発生原理について説明するための図である。 図１２は、光芒の発生原理について説明するための図である。 図１３は、光芒の発生原理について説明するための図である。 図１４は、光芒の発生原理について説明するための図である。 図１５は、光芒の発生原理について説明するための図である。 図１６は、光芒の発生原理について説明するための図である。 図１７は、光芒の発生原理について説明するための図である。 図１８は、光芒の一例を示す図である。 図１９は、図１８の光芒の一例の一部を取り出した図である。 図２０は、導電性細線の一部を拡大した図である。 図２１は、図２０の導電性細線の遮蔽部と透過部を反転させた図である。 図２２は、従来の導電性細線の一部を拡大した図である。 図２３は、本発明と従来の導電性細線に対してバビネの原理を適用したときの透過する光の振幅を表すグラフである。 図２４は、図２０に示された導電性細線の回折効率と、図２２に示された従来の導電性細線の回折効率と、を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

なお、本明細書において、「シート面（板面、フィルム面）」とは、対象となるシート状（板状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材（板状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。

また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

図１乃至図２２は、本発明による一実施の形態およびその変形例を説明するための図である。このうち図１は、透明発熱板を備えた自動車を概略的に示す図であり、図２は、透明発熱板をその板面の法線方向から見た図であり、図３は、図２の透明発熱板の横断面図である。

図１に示されているように、乗り物の一例としての自動車１は、フロントウィンドウ、リアウィンドウ、サイドウィンドウ等の窓ガラスを有している。以下では、フロントウィンドウ５が透明発熱板１０で構成されている例を説明する。また、自動車１はバッテリー等の電源７を有している。

図２及び図３に示すように、本実施の形態における透明発熱板１０は、一対の基板１１，１２と、一対の基板１１，１２の間に配置された導電体付きシート２０と、各基板１１，１２と導電体付きシート２０とを接合する一対の接合層１３，１４と、を有している。なお、図１及び図２に示した例では、透明発熱板１０、基板１１，１２は湾曲しているが、他の図では、理解の容易のため、透明発熱板１０及び基板１１，１２を平板状にて図示している。

導電体付きシート２０は、基材フィルム２１と、基材フィルム２１の第１基板１１に対面する面上に設けられ且つ導電性細線３１を含む発熱用導電体３０と、発熱用導電体３０に通電するための一対のバスバー２５と、を有する。

また、図１及び図２によく示されているように、透明発熱板１０は、発熱用導電体３０に通電するための配線部１５を有している。図示された例では、バッテリー等の電源７によって、配線部１５から導電体付きシート２０のバスバー２５を介して発熱用導電体３０に通電し、発熱用導電体３０を抵抗加熱により発熱させる。発熱用導電体３０で発生した熱は基板１１，１２に伝わり、基板１１，１２が温められる。これにより、基板１１，１２に付着した結露による曇りを取り除くことができる。また、基板１１，１２に雪や氷が付着している場合には、この雪や氷を溶かすことができる。したがって、乗員の視界が良好に確保される。

なお、透明発熱板の「透明」とは、当該透明発熱板を介して当該透明発熱板の一方の側から他方の側を透視し得る程度の透明性を有していることを意味しており、例えば、３０％以上、より好ましくは７０％以上の可視光透過率を有していることを意味する。可視光透過率は、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ−３１００ＰＣ」、ＪＩＳＫ０１１５準拠品）を用いて測定波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。

また、本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「導電体付きシート」は板やフィルムと呼ばれ得るような部材をも含む概念であり、したがって、「導電体付きシート」は、「導電体付き板（基板）」や「導電体付きフィルム」と呼ばれる部材と、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。

以下、透明発熱板１０の各構成要素について説明する。

まず、基板１１，１２について説明する。基板１１，１２は、図１で示された例のように自動車のフロントウィンドウに用いる場合、乗員の視界を妨げないよう可視光透過率が高いものを用いることが好ましい。このような基板１１，１２の材質としては、ソーダライムガラスや青板ガラスが例示できる。基板１１，１２の可視光透過率は９０％以上であることが好ましい。ただし、基板１１，１２の一部または全体に着色するなどして、この一部分の可視光透過率を低くしてもよい。この場合、太陽光の直射を遮ったり、車外から車内を視認しにくくしたりすることができる。

また、基板１１，１２は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の厚みを有していることが好ましい。このような厚みであると、強度及び光学特性に優れた基板１１，１２を得ることができる。一対の基板１１，１２は、同一の材料で同一に構成されていてもよいし、或いは、材料および構成の少なくとも一方において互いに異なるようにしてもよい。

次に、接合層１３，１４について説明する。第１接合層１３が、第１基板１１と導電体付きシート２０との間に配置され、第１基板１１と導電体付きシート２０とを互いに接合する。第２接合層１４が、第２基板１２と導電体付きシート２０との間に配置され、第２基板１２と導電体付きシート２０とを互いに接合する。

このような接合層１３，１４としては、種々の接着性または粘着性を有した材料からなる層を用いることができる。また、接合層１３，１４は、可視光透過率が高いものを用いることが好ましい。典型的な接合層としては、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）からなる層を例示することができる。接合層１３，１４の厚みは、それぞれ０．１５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。一対の接合層１３，１４は、同一の材料で同一に構成されていてもよいし、或いは、材料および構成の少なくとも一方において互いに異なるようにしてもよい。

なお、透明発熱板１０には、図示された例に限られず、特定の機能を発揮することを期待されたその他の機能層が設けられても良い。また、１つの機能層が２つ以上の機能を発揮するようにしてもよいし、例えば、透明発熱板１０の基板１１，１２、接合層１３，１４、後述する導電体付きシート２０の基材フィルム２１の、少なくとも一つに何らかの機能を付与するようにしてもよい。透明発熱板１０に付与され得る機能としては、一例として、反射防止（ＡＲ）機能、耐擦傷性を有したハードコート（ＨＣ）機能、赤外線遮蔽（反射）機能、紫外線遮蔽（反射）機能、防汚機能等を例示することができる。

次に、導電体付きシート２０について説明する。導電体付きシート２０は、基材フィルム２１と、基材フィルム２１の一方の基板１１に対面する面上に設けられ且つ導電性細線３１を含む発熱用導電体３０と、発熱用導電体３０に通電するための一対のバスバー２５と、を有する。一対のバスバー２５は、集電電極として機能し、発熱用導電体３０は、一対のバスバー２５を連結している。発熱用導電体３０は、高い抵抗値を有し、抵抗加熱により発熱する。導電体付きシート２０は、基板１１，１２と略同一の平面寸法を有して、透明発熱板１０の全体にわたって配置されてもよいし、図１の例における運転席の正面部分等、透明発熱板１０の一部にのみ配置されてもよい。

基材フィルム２１は、発熱用導電体３０を支持する基材として機能する。基材フィルム２１は、可視光線波長帯域の波長（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）を透過する一般に言うところの透明である電気絶縁性のフィルムである。基材フィルム２１としては、可視光を透過し、発熱用導電体３０を適切に支持し得るものであればいかなる材質のものでもよいが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、環状ポリオレフィン等を挙げることができる。また、基材フィルム２１は、光透過性や、発熱用導電体３０の適切な支持性等を考慮すると、０．０３ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の厚みを有していることが好ましい。

次に、図４及び図５を参照しながら、発熱用導電体３０について説明する。図４及び図５は、いずれも導電体付きシート２０をそのシート面の法線方向から見た平面図であるが、発熱用導電体が互いに異なるパターンを有している。

発熱用導電体３０は、一対のバスバー２５の間に配置された導電性細線３１を有している。導電性細線３１は、バッテリー等の電源７から、配線部１５及びバスバー２５を介して通電され、抵抗加熱により発熱する。そして、この熱が接合層１３，１４を介して基板１１，１２に伝わることで、基板１１，１２が温められる。

導電性細線３１は、種々のパターンで配列することができる。図４に示された例では、発熱用導電体３０は、導電性細線３１が多数の開口３３を画成するメッシュ状のパターンで配置されることによって形成されている。発熱用導電体３０は、２つの分岐点３２の間を延びて、開口３３を画成する複数の接続要素３４を含んでいる。すなわち、発熱用導電体３０の導電性細線３１は、両端において分岐点３２を形成する多数の接続要素３４の集まりとして構成されている。

一方、図５に示された例のように、発熱用導電体３０は、一対のバスバー２５を連結する複数の導電性細線３１からなっていてもよい。図５に示された例において、複数の導電性細線３１は、それぞれ規則的な構造で一方のバスバー２５から他方のバスバー２５へ延在している。複数の導電性細線３１は、当該導電性細線３１の延在方向と非平行な方向に、互いから離間して配列されている。とりわけ、複数の導電性細線３１は、当該導電性細線３１の延在方向と直交する方向に配列されている。これにより、隣接する２つの導電性細線３１の間には、隙間３５が形成される。

このような発熱用導電体３０及びバスバー２５を構成するための材料としては、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、パラジウム、インジウム、タングステン、及び、これらの合金の一以上を例示することができる。発熱用導電体３０及びバスバー２５は、同一の材料を用いて形成されていてもよいし、或いは、互いに異なる材料を用いて形成されていてもよい。

発熱用導電体３０は、上述したように不透明な金属材料を用いて形成され得る。その一方で、発熱用導電体３０によって覆われていない基材フィルム２１上の領域の割合、すなわち非被覆率（図４に示されたパターンでは、「開口率」とも呼ぶ）は、７０％以上９０％以下程度と高くなっている。また、導電性細線３１の線幅は、２μｍ以上２０μｍ以下程度となっている。このため、発熱用導電体３０が設けられている領域は、全体として透明に把握され、発熱用導電体３０の存在が透明発熱板１０の透視性を害さないようになっている。

図３に示された例では、導電性細線３１は、全体として矩形状の断面を有している。導電性細線３１の幅Ｗ、すなわち、透明発熱板１０の板面に沿った幅Ｗは２μｍ以上２０μｍ以下とし、高さ（厚さ）Ｈ、すなわち、透明発熱板１０の板面への法線方向に沿った高さ（厚さ）Ｈは１μｍ以上６０μｍ以下とすることが好ましい。このような寸法の導電性細線３１によれば、その導電性細線３１が十分に細線化されているので、発熱用導電体３０を効果的に不可視化することができる。

また、図３に示されたように、導電性細線３１は、導電性金属層３６、導電性金属層３６の表面のうち、基材フィルム２１に対向する側の面を覆う第１の暗色層３７、導電性金属層３６の表面のうち、基板１１に対向する側の面及び両側面を覆う第２の暗色層３８を含むようにしてもよい。優れた導電性を有する金属材料からなる導電性金属層３６は、比較的高い反射率を呈する。そして、発熱用導電体３０の導電性細線３１をなす導電性金属層３６によって光が反射されると、その反射した光が視認されるようになり、乗員の視界を妨げる場合がある。また、外部から導電性金属層３６が視認されると、意匠性が低下する場合がある。そこで、第１及び第２の暗色層３７，３８が、導電性金属層３６の表面の少なくとも一部分を覆っている。第１及び第２の暗色層３７，３８は、導電性金属層３６よりも可視光の反射率が低い層であればよく、例えば黒色等の暗色の層である。この暗色層３７，３８によって、導電性金属層３６が視認されづらくなり、乗員の視界を良好に確保することができる。また、外部から見たときの意匠性の低下を防ぐことができる。

なお、前述したように、透明発熱板１０の透視性または透明発熱板１０を介した視認性を確保する観点から、非被覆率が高くなるように、発熱用導電体３０の導電性細線３１は基材フィルム２１上に形成されている。そして、図３に示すように、第１接合層１３と導電体付きシート２０の基材フィルム２１とは、導電性細線３１の非被覆部、すなわち隣り合う導電性細線３１の間となる領域を介して接触している。すなわち、発熱用導電体３０は、接合層１３内に埋め込まれた状態となっている。

ところで、上述したように、電熱線を含んだ透明発熱板を介して光、例えば対向車の照明を観察した場合、尾を引くように観察される光の筋、すなわち光芒が当該照明の周囲に観察される。このような光芒の発生は、透明発熱板を介した視認性を悪化させることになる。そして、本件発明者らは、鋭意検討を重ねた結果として、光芒は、透明発熱板への入射光が電熱線で回折することで発生することを知見した。本件発明者らは、更に鋭意検討を重ねた結果として、電熱線の側縁の形状によって回折の目立ち方が変化し得ることを確認し、そして更に、電熱線の側縁の形状を変化させることによって、言い換えるとアポダイゼーション技術を応用することによって、極めて効果的に光芒を目立たなくさせ得ることを可能とした。以下、本発明による光芒を目立たなくさせる方法について、実施例を交えて、図６乃至図２４を参照して説明する。

一般に、構造に周期的に形成された隙間や開口の透過部を光が通過するとき、当該光は回折する。このとき生成される回折像が、光芒として視認され得る。回折像の形状は、構造の透過部の形状、より詳しくは、透過部と遮蔽部の境界の形状によって決定される。回折像は、０次以外の各次数の回折光の集合として視認されるようになる。各次数の回折効率は、物体の開口率（非被覆率）Ｄ〔％〕に依存する。０次から無限次までの回折光の回折効率の総和、すなわち全透過率は、Ｄ〔％〕となる。このうち、０次回折光の回折効率は（Ｄ／１００）^２×１００〔％〕となり、光芒に寄与する０次回折光以外の回折光の回折効率の総和は（（Ｄ／１００）−（Ｄ／１００）^２）×１００〔％〕となる。したがって、０次回折光以外の回折光の回折効率の総和は、言い換えると、光芒の視認されやすさに相当する回折像の強度は、開口率（非被覆率）Ｄが５０％で最も大きくなり、５０％から小さくなる又は大きくなるにつれて低下する。しかも、この回折像の強度の値は、５０％を中心として対称的となる。

ある構造に光が入射した際に観察される０次以外の回折像は、当該ある構造の透過部と遮蔽部が反転した相補的な構造に光が入射した際に観察される０次以外の回折像と形状・強度ともに一致する。このことは、バビネの原理として知られている。つまり、例えば図６に示されたハニカム配列で配列された正六角形状の透過部５０ａ（開口領域）を有する構造５０に光が入射した際に観察されるようになる０次以外の回折像は、図６の構造と相補的な構造６０、すなわち、図７に示されたハニカム配列で配列された正六角形状の遮蔽部６０ｂを有する構造６０に光が入射した際に観察される０次以外の回折像と同一となる。回折像の考察において、図６のように開口が複雑な形状（六角形）よりも、図７のように単純な形状（矩形）の集合のほうが見通しがよい。また、以降「回折像」とは０次以外の回折光による像を表すこととする。

次に、観察される回折像の形状を検討する。回折像の形状は、以下の方法によって特定される。ここでは、例として、ハニカム配列で透過部５０ａ（開口領域、非被覆領域）が規則性を持って配列された図６のパターン構造５０に光が入射した際に観察される回折像について検討する。まず、図６のパターン構造５０で観察される回折像は、前述のように、図７のパターン構造６０で観察される回折像と同一となる。したがって、図６のパターン構造５０を、ハニカム配列で遮蔽部６０ｂが規則性を持って配列された図７のパターン構造６０に置き換えて、観察される回折像について検討を行う。図７のパターン構造６０において、透過部６０ａは、正六角形状の遮蔽部６０ｂの周囲を取り囲む一定の幅を有したスリットとなっている。図７のパターン構造６０の透過部６０ａは、平行なスリット毎に分割すると、３つの単位パターン要素６１、６２、６３に分類することができる。したがって、図７のパターン構造６０を光が進む際に生じる回折現象は、図８〜図１０に示された３つの単位パターン要素６１、６２、６３の各々を光が進む際に生じる回折現象の総和となる。

このうち、図８の単位パターン要素６１について考える。ここでは、この単位パターン要素６１は、長さ２ｌ、線幅２ｄの図１１に示されたスリットが中心間隔ａで無数に配置されてなる透過部、言い換えると窓要素である。この単位パターン要素６１は、２つの成分、すなわち図１１に示す長さ２ｌ、線幅２ｄの１つの基準要素６１Ａと、図１２に示す間隔ａで無数に配置される点群６１Ｂとの畳み込みで表される。次に、構造５０から観測者が十分離れているとして、回折像の振幅分布を求める。回折像の振幅分布は、構造を透過する光の振幅分布、すなわち空間振幅分布を、フラウンホーファの回折として畳み込みの定理を用いて、フーリエ変換して求めることができる。回折する光の波長をλとすると、図１１の基準要素６１Ａのフーリエ変換は、図１３のような１次の明線が線幅λ／ｌ、長さλ／ｄである中心部が最も強いカーディナル・サイン型の分布６１Ａ１が得られる。特に、線幅の方向（線の長手方向に直交する方向）、すなわち図の縦方向で考えると、図１１の単位パターン要素６１Ａの空間振幅分布は、グラフＧ１のような矩形の分布であり、この方向における単位パターン要素６１Ａの回折像は、グラフＧ１をフーリエ変換した図１３のグラフＧ２の振幅分布を有している。ここでグラフＧ１（図１１）およびグラフＧ２（図１３）の縦軸は各図の縦方向の対応する位置、すなわち幅方向における位置を表し、横軸は振幅分布を表している。ただし、図１３の単位パターン要素６１Ａ１の寸法はラジアンで表した回折角度である。観測者からパターン構造５０の距離をＲとすると、パターン平面上にて、１次の明線が線幅λＲ／ｌ、長さλＲ／ｄとなると考えてもよい。図１３の単位パターン要素６１Ａ１では、幅方向の分布は十分小さいので一周期まで、長さ方向の分布は簡略化のため二周期までしか記載されていない。また、二周期目は振幅が強調されて描かれている。

図１２の間隔ａで無数に配置された点のフーリエ変換からは、図１４のような間隔２λ／（√３×ａ）の無数に配置された点の分布６１Ｂ１が得られる。これらの分布６１Ａ１と６１Ｂ１の積が、図８の単位パターン要素６１の回折像の振幅分布となる。ただし、分布６１Ａ１と６１Ｂ１の積において、図１４の無数に配置された点の分布６１Ｂ１は、目視できない微細構造となって図１３の振幅分布６１Ａ１の内部に配置されるので、図１３の振幅分布６１Ａ１を図８の構造６１の実質的な回折像の振幅分布と考えることができる。

同様の操作によって、図９の単位パターン要素６２からは図１５の振幅分布６２Ａ１が、図１０の単位パターン要素６３からは図１６の振幅分布６３Ａ１が、それぞれ回折像の振幅分布として得られる。それぞれの振幅分布６１Ａ１，６２Ａ１，６３Ａ１を重ね合わせたものが、もとのパターン構造６０の回折像の振幅分布であり、その２乗が観測される回折像の強度分布となる。すなわち、図６のパターン構造５０からは、図１３、図１５、図１６の振幅分布６１Ａ１，６２Ａ１，６３Ａ１を重ね合わせて２乗した図１７の強度分布６０Ａ１を有する回折像として観測される。

以上のように、図６に例示したパターン構造５０から観測される回折像は、図１７の強度分布６０Ａ１のように異なる３方向に延びる３つの筋状の光となる。この筋状の光が、光芒として観察される。そして、このような光芒は、透明発熱板１０を介した視認性に強い影響を及ぼす。

透明発熱板１０を介した視認性に対して影響が小さい回折像とは、筋状の光、すなわち光芒を含まない像である。このような回折像の一例として、回折像の周辺部が弱い、すなわち高次の回折光の回折効率が低いものや、光芒が全方向に延び出して個々の光芒が識別できなくなっているものが考えられる。前者については、図１８のように、高次の回折次数による回折像が視認されない、回折像７０のような、いわゆる「すそ引き」が短い回折像が観察されることが好ましい。

図１９は、図１８の回折像７０の一要素を示している。この要素７０Ａは、図１９のグラフＧ３に示された振幅分布を有している。グラフＧ３に示された振幅分布の２乗が、強度分布となる。この強度分布は、極値を一つしか含まない。このような強度分布を有する要素７０Ａの集合として観察される図１８の回折像７０では、「すそ引き」が短く、光芒が目立たない。図示された要素７０Ａの振幅分布は、一例としてガウス分布となっている。なお、ガウス分布は無限遠まで存在することから、実際には、要素７０Ａの振幅分布は、厳密な意味でのガウス分布とはなっていない、或いは、ガウス分布の一部分となっている。ただし、ガウス分布に近似した分布であっても、「すそ引き」を十分に低減することは可能であり、以下で用いるガウス分布とは、近似的なガウス分布やガウス分布の一部分も含むものとする。

図２０に示された構造８０は、透過部８０ａ及び遮蔽部８０ｂからなっている。そして、この構造の遮蔽部８０ｂが、発熱用導電体の導電性細線３１に相当すると考えることができる。図２０に示された導電性細線３１は、例えば図５に示された発熱用導電体に適用され得る。図２０の導電性細線３１を用いて作製された発熱用導電体での回折光によって、図１９に示された要素７０Ａを組み合わせてなる図１８の回折像７０が得られる。

図２０に示された導電性細線３１の側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂは、ピッチｐの折れ線となっている。ピッチｐは、導電性細線３１の幅方向に突出した側縁３１ａの頂部の、導電性細線３１の長手方向に沿った間隔として特定され得る。

一般的に周期構造において、回折角度θは以下の式で与えられる。
ｓｉｎθ＝ｍλ／ｄ
ただし、ｍは回折次数、λは波長、ｄは周期構造のピッチである。もし波長がピッチより大きくなる、すなわちλ／ｄが１以上になると、ｍ＝１以上では右辺が１以上になり、θが解を持たなくなる、すなわち回折しなくなる。すなわち、回折光から１次以上の成分が消えて０次光のみ残る。周期パターンは複数次数の組み合わせで生じることを考えると、この場合周期構造が消失して均一パターンとなる。またその振幅は開口率にほぼ比例する。
折れ線構造の導電性細線３１の長手方向を周期構造と考えこの原理を適用すると、波長がピッチｐより大きくなると、透過後の振幅は長手方向で均一となる。またその振幅は考えている幅方向における位置での面積比にほぼ比例する。
構造に対する透過前後の振幅比を実効透過率と呼ぶことにする。
側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂのピッチｐよりも波長が長い光については、折れ線３１ｂが設けられている領域において、実効透過率、および透過後の空間振幅が導電性細線３１の幅方向に沿って変化する。具体的には、導電性細線３１の幅方向に沿った各位置において透過部８０ａの占める割合に応じて変化する。

ここで、図２１は、図２０に示された構造８０の透過部８０ａおよび遮蔽部８０ｂを反転させた構造を示している。上述したバビネの原理により、図２０に示された構造８０での０次以外の回折光による回折像は、当該構造８０の透過部８０ａ及び遮蔽部８０ｂを反転させた図２１に示された構造４１での０次以外の回折光による回折像と同一となる。側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂのピッチｐよりも波長の長い光を対象とすると、導電性細線３１の幅方向に沿った図２１の構造４１の空間振幅分布は、グラフＧ４に示すように、ガウス分布となっている。ガウス分布をフーリエ変換した場合、ガウス分布が得られる。したがって、図２１に示された構造４１の空間振幅分布をフーリエ変換すると、当該構造の回折像の振幅分布は、やはりガウス分布が得られる。

すなわち、図２０及び図２１に示された構造での回折光による回折像は、図１９に示された要素７０Ａとして観察される。したがって、図２０に示された構造８０の遮蔽部８０ｂをなす導電性細線３１、言い換えると、側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂが折れ線となっている導電性細線３１での回折光による回折像は、図１９に示された高次の回折成分が除去されたパターン、すなわち「すそひき」の短いパターンとなる。したがって、側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂが折れ線となっている導電性細線３１を用いた発熱用導電体を含む透明発熱板によれば、光芒を効果的に目立たなくすることができる。

なお、図２０において、導電性細線３１の側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂが折れ線である例を示したが、これに限られない。側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂが波線であってもよく、折れ線と波線の組み合わせてなる線であっても、同様の作用効果を奏すること、すなわち、光芒を効果的に目立たなくすることができる。

また、光芒を目立たなくさせるという効果は、導電性細線３１の側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂのピッチｐ以上の波長を有する光に対して発揮される。したがって、導電性細線３１の側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂのピッチｐ以下が、可視光帯域の最長波長未満となっていれば、人間の視覚で認識可能な効果を奏することができる。より好ましくは、導電性細線３１の側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂのピッチｐが可視光帯域の最短波長未満となっていれば、可視光帯域の全ての光に関し光芒を目立たなくさせることができる。なお、ピッチｐは一定でなくてもよい。

上述の図２０に示した導電性細線３１の構造の実施例として、導電性細線３１を透過する光の回折による回折効率を、図２２に示すような従来の導電性細線３１の例と比較する。なお、以下で述べるのは、本発明の具体的な効果を示すための一例であり、実施の形態を限定するものではない。

〔実施例〕
図２０のような、輪郭をなす線３１ｂが折れ線形状の側縁３１ａを有する導電性細線３１において、導電性細線３１を間隔ａで配置する。導電性細線３１の間隔ａを２５６μｍ、線幅２ｄを６μｍ、全体幅Ｗを１８μｍとした。図２１に示すように、この導電性細線３１の透過部と遮蔽部を反転させると、構造４１のようになる。幅方向において、この構造４１の空間振幅分布は、グラフＧ４のように、ガウス分布に近似的な分布となる。なお、折れ線のピッチｐは、可視光帯域の最短波長未満となっている。

〔比較例１〕
図２２のような、矩形である導電性細線３１において、導電性細線３１の間隔ａを２５６μｍ、線幅２ｄを６μｍとした。

〔比較例２〕
図２２のような、矩形である導電性細線３１において、導電性細線３１の間隔ａを２５６μｍ、線幅２ｄを１８μｍとした。

〔比較結果〕
上述の実施例及び比較例１，２の導電性細線３１に対して透過部と遮蔽部を反転させたときの可視光に対する振幅分布のグラフを図２３に示す。図２３のグラフＡは実施例を、グラフＢは比較例１を、グラフＣは比較例２を、それぞれ表している。上述のように、グラフＡは、標準偏差２μｍのガウス分布に近似したグラフ形となっている。一方、グラフＢは、幅６μｍの矩形、グラフＣは幅１８μｍの矩形となっているが、グラフＢ，Ｃは厳密な矩形でなく、光の回折によって導電性細線３１で遮蔽されている位置の近傍にも振幅があり、遮蔽されていない位置の近傍でも透過率が低くなる。

図２４は、上述の実施例及び比較例１，２の導電性細線３１の可視光に対する振幅分布に対する回折効率を示すグラフである。これらのグラフは、図２３の振幅分布をフーリエ変換することで知ることができる。なお、グラフの横軸は、回折角度θについて、ｓｉｎθ＝ｍλ／ａの関係から、回折次数ｍを用いて表されている。λは回折する光の波長であり、ａは上述の導電性細線３１の間隔である。このグラフから理解されるように、実施例のグラフＡは、比較例１のグラフＢ及び比較例２のグラフＣに比べて、高次の回折次数において回折効率が低い。つまり、実施例においては「すそ引き」が短い。例えば、１０次の回折次数に対応する回折角度は、ｓｉｎθ＝ｍλ／ａの関係から、λ＝０．５μｍの光に対しては１．１２°であるとわかる。グラフＡはグラフＢ，Ｃと比べて１０次より大きい回折次数においては回折効率が低い。つまり、回折角度１．１２°より大きい角度では、図２２のグラフからわかるように、すそ引きがほとんど存在しない。一方、比較例１，２では、図２２のグラフＢ，Ｃからわかるように、より高次の回折次数においても、すなわちより大きい回折角度においても、回折効率が比較的高く、「すそ引き」が視認されてしまう。

以上のように、本実施の形態における透明発熱板１０は、一対の基板１１，１２と、一対の基板１１，１２の間に配置された導電性細線３１を含む発熱用導電体３０と、を備え、導電性細線３１の側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂは、波線、折れ線、又は、波線及び折れ線を組み合わせてなる線となっている。このような透明発熱板１０によれば、回折光の振幅分布において、高次の回折効率が低く、「すそ引き」が短くすることができる。従って、回折像の広がりを抑制することができ、視認される光芒を小さくすることができる。このようにして、透明発熱板１０を通してより良好な視界を確保することができる。

また、本実施の形態における透明発熱板１０では、側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂのピッチは、可視光帯域の最長波長未満、好ましくは可視光帯域の最短波長未満である。このような透明発熱板１０によれば、側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂのピッチｐより長い波長の光に対して、導電性細線３１の幅方向において、空間振幅分布が、当該幅方向における導電性細線３１の長さに依存する。「すそ引き」が短くなる光の波長は、側縁３１ａの輪郭をなす線３１ｂのピッチｐより長い波長の光であるので、可視光帯域の光に対して「すそ引き」が短くなる効果を発揮することができる。従って、視認される光芒を小さくする効果を確実に発揮することができる。

前述した実施の形態において、透明発熱板１０が曲面状に形成されている例を示したが、この例に限られず、透明発熱板１０が、平板状に形成されていてもよい。

また、前述した実施の形態において、導電性細線３１の透過部と遮蔽部を逆転させると、空間振幅分布がガウス分布になる例を示したが、分布はガウス分布に限られない。例えば、余弦関数型等のアポダイゼーション関数として用いられている関数の分布であってもよい。

透明発熱板１０は、自動車１のリアウィンドウ、サイドウィンドウやサンルーフに用いてもよい。また、自動車以外の、鉄道、航空機、船舶、宇宙船等の乗り物の窓に用いてもよい。

また、透明発熱板１０は、電熱パネルヒータ等の暖房器具として用いることもできる。

あるいは、透明発熱板１０は、住宅、事務所、店舗、病院乃至医院等の各種建築物用の窓以外にも、特に室内と室外とを区画する透明部を有する箇所、例えば扉（硝子戸）、間仕切、壁面（透明壁）等に使用することもできる。また、窓、扉、間仕切り等の室内外を区劃するものには限らず、住宅の内部の透明部分を有する窓や扉、浴槽の仕切り窓や天窓など、建築物用用途一般に霜取りや防曇等を目的として用いることもできる。

１ 自動車
５ フロントウィンドウ
７ 電源
１０ 透明発熱板
１１ 第１基板
１２ 第２基板
１３ 第１接合層
１４ 第２接合層
１５ 配線部
２０ 導電体付きシート
２１ 基材フィルム
２５ バスバー
３０ 発熱用導電体
３１ 導電性細線
３１ａ 側縁
３２ 分岐点
３３ 開口
３４ 接続要素
３５ 隙間
３６ 導電性金属層
３７ 第１の暗色層
３８ 第２の暗色層

Claims (5)

1. 一対の基板と、
   前記一対の基板の間に配置された導電性細線を含む発熱用導電体と、を備え、
   前記導電性細線の側縁の輪郭をなす線は、波線、折れ線、又は、波線及び折れ線を組み合わせてなる線となっており、
   前記側縁をなす線のピッチは、可視光帯域の最長波長未満である、透明発熱板。
2. 前記側縁をなす線のピッチは、可視光帯域の最短波長未満である、請求項１に記載の透明発熱板。
3. 請求項１または２に記載された透明発熱板を備えた乗り物。
4. 請求項１または２に記載された透明発熱板を備えた暖房器具。
5. 請求項１または２に記載された透明発熱板を備えた建築物用窓。