JP6817465B2 - 指紋の視認性を低下させた、導電性コーティングを有するペイン - Google Patents

Description

本発明は、導電性コーティングを有するペインに関し、またその製造及び使用にも関する。

透明な導電性コーティングを有するガラスペインが知られている。これらのガラスペインは、こうして、ペインを通した見通しを実質的に乱すことのない機能を備えることができる。このようなコーティングは、例えば、乗り物又は建物のためのウィンドーペイン上の加熱可能なコーティング又は熱放射線反射コーティングとして使用される。

自動車又は建物の内部は、周囲温度が高く直射日光が強烈な夏の間に非常に加熱されることがある。その一方、特に冬に起こる、外部の温度が内部の温度よりも低くなる場合には、冷たいペインがヒートシンクとして働き、これが不快に感じられる。また、ウィンドーペインを介した冷却を避けるために、内部を強く加熱する必要がある。

熱放射線反射コーティング（いわゆる「ｌｏｗ−Ｅコーティング」）は、太陽光、特に赤外領域の太陽光の有意の部分を反射し、これが夏期における内部の加温を低減することになる。更に、このコーティングは、長波長の熱放射線の内部への放射を減少させる。冬期に外部温度が低い場合には、それは、内部から外部環境への熱の外向きの放射も減少させる。

最適な効果のためには、熱放射線反射コーティングは、ペインの露出された内側表面に、すなわちいわば内部と現実のガラスペインとの間に、配置されなくてはならない。そこでは、コーティングは雰囲気に露出されており、腐食しやすい、例えば銀をベースとしたコーティングの使用を不可能にする。透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）をベースとしたコーティングが、それらの耐腐食性及び良好な導電性のために、露出表面上における導電性コーティングとして有用であることが分かっている。そのようなコーティングは、例えば、欧州特許出願公開第２１４１１３５号明細書、国際公開第２０１０／１１５５５８号及び国際公開第２０１１／１０５９９１号から知られている。

露出表面上のコーティングには、個人が触れることによって、場合により指紋を残しかねないという不都合がある。指紋は、多くの場合、コーティング上で特に容易に視認でき、これはペインの美的効果を大きく低下させかねず、あるいは光の反射の憂慮すべき局所的な変化を生じさせかねない。指紋は、時として慣用のクリーニング剤では取り除くのが困難であり、その上、クリーニング中に化学物質又は強い機械的な応力でコーティングを損傷しないように注意することが必要である。

指紋の視認性を低下させる既知のアプローチには、例えば米国特許出願公開第２０１０／３０４０８６号明細書に提示されているように粗化した面又は疎水性で且つ疎油性の層を使用することが含まれる。しかしながら、これは、ペインの製造をより難しくし、あるいはそれらの潜在的な用途を制限する。米国特許出願公開第２００３／１７９４５５号明細書には、指紋の視認性を低下させると想像されるプラスチック部品のための二層反射防止コーティングが開示されている。層の厚さが、好適な干渉効果を得るために、平均波長の半分又は１／４に相当するように選ばれる。

米国特許出願公開第２０１３／０１２９９４５号明細書には、例えば、基材から出発して、窒化ケイ素層、酸化ケイ素層、ＩＴＯ層、もう一つの窒化ケイ素層、もう一つの酸化ケイ素層、及び最終の酸化チタン層から構成される熱放射線反射コーティングを有するペインが開示されている。このコーティングは、外側ガラス表面上に適用され、そして酸化チタンの最終層の結果として自己洗浄特性を有する。指紋の視認性は、米国特許出願公開第２０１３／０１２９９４５号明細書の範囲外である。

米国特許出願公開第２０１５／０１４６２８６号明細書には、基材から出発して、酸化ケイ素層、ＩＴＯ層、窒化ケイ素層、及びもう一つの酸化ケイ素層から構成される熱放射線反射コーティングを有するペインが開示されている。このコーティングは、内側のガラス外表面上に適用される。指紋の視認性は、米国特許出願公開第２０１５／０１４６２８６号明細書の範囲外である。

米国特許第６４１６１９４号明細書には、基材と反射コーティングを含むミラーが開示されている。コーティングの反射率スペクトルは、４２８ｎｍに極大を有する。より短い波長へシフトした極小は開示されていないが、反射率スペクトルの外挿に基づいて、１７５ｎｍと２６０ｎｍの間にあるように見える。

本発明の目的は、露出表面上に導電性コーティングを有し、そこの指紋がそれほどはっきりとは見えない、更に改良されたペインを提供することである。

本発明の目的は、本発明に従い、請求項１のとおりの導電性コーティングを有するペインによって達成される。好ましい実施形態は、従属請求項から明らかである。

本発明によるペインは、基材と、基材の露出表面上の導電性コーティングとを含む。本発明によるコーティングは、少なくとも１つの導電性層を含む。本発明との関連で言えば、「露出表面」という用語は、アクセス可能であって、且つコーティングに個人が直接触れることができ、又はコーティングがほこり、油もしくは脂質によって汚染されかねないような周囲環境と直接接触する、基材の表面を意味する。コーティングは、露出表面上で使用するのに十分に耐食性である。

指紋は、いろいろな生物学的物質の混合物、特に脂質及び酸の混合物からなる。文献の数値によると、指紋についてはおよそ１．３〜１．６の屈折率を想定することができる。発明者らは、白色光干渉顕微鏡検査（ＷＬＩＭ）での測定から、標準的な指紋は数ナノメートルから最大で数百ナノメートルまでの厚さを有することを見いだした。本発明は、数百ナノメートルの厚さまでの指紋の視認性は干渉光学による影響を受けることができ、言い換えるとコーティングを形成している層システムの設計を通して調節することができるという知見に基づいている。非常に厚い指紋は、確かに干渉光学による影響をそれほど受けることができないが、しかしながら、少なくとも全ての指紋の大部分を構成する厚さが数百ナノメートルの指紋がそれほど視認できない場合には、ペインの全体としての見え方は実質的に改善される。発明者らは、意外にも、反射率の極小が３１０〜３６０ｎｍの範囲にあり且つ反射率の極大が４００〜４６０ｎｍの範囲にあるように設定された導電性コーティングを有するペインが、標準的な指紋の視認性を低下させるということに気づいた。反射率の極小は、好ましくは３１５〜３５５ｎｍ、特に好ましくは３２０〜３５０ｎｍの範囲にある。反射率の極大は、好ましくは４１５〜４５０ｎｍの範囲にある。これらの局所的な極値は、最小限の要件として理解すべきであり、これらが包括的な極値であるということを除外することを意図するものではない。反射率の極大の場合には、可視範囲の少なくとも外側に、反射率がより高いスペクトル範囲が存在するとは言え、上述の反射率の極小は、数学的な意味において包括的な極小であると考えることもできる。

「反射率」という用語は、標準規格ＤＩＮ ＥＮ ４１０で定義されているとおりに使用される。「反射率」は、常に、ペインのコーティングされた面が光源及び検出器の方を向いているときに測定される層側の反射率を指す。屈折率について表示される値は、５５０ｎｍの波長で測定される。

本発明によるコーティングは、好ましい実施形態において、熱放射線反射コーティングである。このようなコーティングは、多くの場合、ｌｏｗ−Ｅコーティング、低放射率コーティング、あるいは放射率低減コーティングとも称される。その機能は、内部への熱の放射（太陽光のうちのＩＲ部分、及び特にペイン自体の熱放射線）を防ぎ、そしてまた内部からの熱の放出を防ぐことである。しかしながら、コーティングは、基本的に、電流が流れる結果として加熱されるように電気的に接続しているときにはほかの機能を果たすこともできる。

本発明によるペインは、好ましくはウィンドーペインであり、開口部において、例えば乗り物又は建物の開口部において、内部を外部環境から切り離すことを目的とする。本発明によるコーティングが配置される露出表面は、好ましくは、ペイン又は基材の内側表面である。本発明との関連で言えば、「内側表面」という用語は、ペインを取り付けた位置において内側の方に向くことを意図する表面を意味する。これは、内側における熱的な快適さの点から見て特に有利である。高い屋外温度及び強い太陽光の場合に、本発明によるコーティングは、ペイン全体によって内側の方向に放射される熱放射線を特に効果的に少なくとも部分的に反射することができる。低い屋外温度の場合には、本発明によるコーティングは、内側から放射される熱放射線を効果的に反射することができ、したがって冷たいペインのヒートシンクとしての効果を低減することができる。慣習的に、グレージングの面には、内側面を単一グレージングの場合には「面２」と称し、二層グレージング（例えば積層ガラス又は断熱グレージングユニット）の場合には「面４」と称するように、外側から内側へと番号が付けられる。しかし、コーティングは、別の形態として、ペインの外側表面に配置することもできる。それは、特に建築部門において、例えばウィンドーペイン上の結露防止コーティングとして有用であることもできる。

しかしながら、それとは別に、コーティングは、その他の機能、例えば、多くの場合に指紋によって必然的に汚される触感用途用の電気をベースとした容量式又は抵抗式のセンサーとしての機能、例えばタッチセンサー又はタッチパネルとしての機能を果たすこともできる。

コーティングは、薄層が連続しているもの（層の構造体、層の積層体）である。電気伝導性は少なくとも１つの導電性層によって確保されるのに対して、光学的特性、特に透過率と反射率は、有意に他の層の影響を受け、そしてそれらの設計によって選択的に設定することができる。屈折率が導電性層よりも低くその上と下に配置される、いわゆる「反射防止層」は、この状況において特別の影響を及ぼす。特に干渉効果の結果として、これらの反射防止層はペインを通過する透過率を増大させることができ、反射率を低下させることができる。この効果は、明らかに、屈折率と層の厚さの作用である。有利な実施形態では、コーティングは、いずれの場合にも、導電性層の下と上に少なくとも１つの反射防止層を含み、この反射防止層は、導電性層よりも低い屈折率を有し、好ましくは最大で１．８、特に最大で１．６の屈折率を有する。

本発明によるグレージングは透明であり、したがってペインを通しての見通しを目につくほど制限しない。コーティングの吸収率は、好ましくは、可視スペクトル範囲においておよそ１％〜およそ２０％である。「可視スペクトル範囲」という用語は、３８０〜７８０ｎｍのスペクトル範囲を意味する。

本発明との関連で言えば、第１の層が第２の層の「上」に配置される場合、これは第１の層が第２の層よりも基材から遠くにあることを意味する。本発明との関連で言えば、第１の層が第２の層の「下」に配置される場合、これは第２の層が第１の層よりも基材から遠くにあることを意味する。本発明との関連で言えば、第１の層が第２の層の上又は下に配置される場合、これは必ずしも、第１及び第２の層が互いに直接接触していることを意味するとは限らない。明確に除外されていない限り、１以上の追加の層を第１及び第２の層の間に配置してもよい。

コーティングは、一般的には基材表面の全面に適用されるが、場合によっては、周辺端部領域及び／又は、例えばデータの伝送の役割を果たすことができるその他の局所的に限定された領域が除外される。基材表面のうちのコーティングされる部分は、好ましくは少なくとも９０％である。

本発明との関連で言えば、層又はその他の構成要素が少なくとも１つの材料を「含む」（又は「含有する」）場合、これは、層がこの材料で製作されている場合を包含し、原則としてこれもやはり好ましい。本発明の範囲内で説明される化合物、特に酸化物、窒化物、及び炭化物は、よりよい理解のために化学量論的分子式が挙げられているとは言え、原則として、化学量論的、準化学量論的、又は超化学量論的であることができる。

指紋又は表面の汚染の視認性を低下させるためには、本発明による反射率の局所的極値の存在が重要である。これらの特性は、基本的には、コーティングの層構造の多数の実施形態により実現することができ、そして本発明は、特定の層構造に限定されるべきでない。基本的に、極値の分布は、層の順序、個々の層の材料、及びそれぞれの層の厚さの選択によって決定され、それにはコーティング後に行う温度処理が影響を及ぼすことがある。しかし、最適化された材料の用途及びその他の光学的特性の点から見て、下記に提示する特定の実施形態が特に有利であることも分かっている。

導電性層は、１．７〜２．３の屈折率を有することが好ましい。有利な実施形態においては、導電性層は、少なくとも１つの透明導電性酸化物（ＴＣＯ（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｏｘｉｄｅ））を含んでいる。このような層は、耐食性であり、露出表面上で使用することができる。導電性層は、特にシート抵抗の点から比抵抗が小さくバラツキが少ないためにそれ自体が特に満足なことが分かっている、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含むのが好ましい。しかし、それとは別に、導電性層は、例えば、混合インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、ガリウムをドープした酸化スズ（ＧＴＯ）、フッ素をドープした酸化スズ（ＳｎＯ_２：Ｆ）、又はアンチモンをドープした酸化スズ（ＳｎＯ_２：Ｓｂ）を含むこともできる。

導電性層の厚さは、好ましくは５０〜１３０ｎｍ、特に好ましくは６０〜１００ｎｍ、例えば６５〜８０ｎｍである。この場合に、導電性の点で特に良好であり、同時に光学的透明性が十分である結果が得られる。

有利な実施形態では、コーティングは、導電性層の下に配置される誘電性の下方反射防止層を含む。この下方反射防止層の屈折率は、好ましくは最大で１．８であり、特に好ましくは１．３〜１．８である。下方反射防止層の厚さは、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは１０〜３０ｎｍ、例えば１０〜２０ｎｍである。

有利な実施形態では、コーティングは、導電性層の上に配置される誘電性の上方反射防止層を含む。この上方反射防止層の屈折率は、好ましくは最大で１．８であり、特に好ましくは１．３〜１．８である。上方反射防止層の厚さは、好ましくは１０〜１００ｎｍ、より好ましくは３０〜７０ｎｍ、例えば４５〜５５ｎｍである。

特に有利な実施形態では、コーティングは、導電性層の下の下方反射防止層と導電性層の上の上方反射防止層の両方を有する。

反射防止層は、特に、ペインの有利な光学的特性をもたらす。それらは、ペインの反射率を低下させ、したがって透過率を増大させるとともに、無彩色の印象を保証する。反射防止層は、好ましくは酸化物又はフッ化物を含有し、特に好ましくは酸化ケイ素、酸化アルミニウム、フッ化マグネシウム、又はフッ化カルシウムを含有する。酸化ケイ素はドープされてもよく、好ましくはアルミニウムをドープされ（ＳｉＯ_２：Ａｌ）、ホウ素をドープされ（ＳｉＯ_２：Ｂ）、チタンをドープされ（ＳｉＯ_２：Ｔｉ）、又はジルコニウムをドープされる（ＳｉＯ_２：Ｚｒ）。しかし、上記の層は、それとは別に、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を含有することもできる。

特に有利な実施形態では、上方反射防止層は、コーティングの一番上の層である。したがってそれは、基材表面から一番大きな距離を有し、そして露出されていて且つ個人がアクセス可能で触れることができる、積層体の最終層である。この場合に、積層体の光学的特性は、指紋の低下した視認性の点で最良となる。反射防止層の上の追加の層、特に反射防止層よりも高い屈折率の層は、光学的特性を変化させ、所望の効果を低減させかねないであろう。

導電性層の、特にこれがＴＣＯをベースとしている場合の、酸素含有量は、その特性に、特に透明性と導電率に、有意の影響を及ぼすということが明らかになっている。ペインの製造には、一般的に、温度処理、例えば熱強化処理が含まれ、その際に酸素が導電性層に拡散し、それを酸化させることがある。有利な実施形態では、コーティングは、導電性層と上方反射防止層との間に、屈折率が少なくとも１．９である、酸素の拡散を調節するための誘電性バリア層を含む。このバリア層は、酸素の供給を最適なレベルに調整する役目を果たす。バリア層の屈折率が１．９〜２．５である場合に、特に良好な結果が得られる。

酸素の拡散を調節するための誘電性バリア層は、少なくとも金属、窒化物。又は炭化物を含有する。バリア層は、例えば、チタン、クロム、ニッケル、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、又はタングステン、あるいはタングステン、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、ハフニウム、クロム、チタン、ケイ素又はアルミニウムの窒化物又は炭化物を含有することができる。好ましい実施形態では、バリア層は、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）又は炭化ケイ素、特に窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）を含有し、それでもって特に良好な結果が得られる。窒化ケイ素は、ドープされていてもよく、好ましい更に発展した実施形態では、アルミニウムをドープされたもの（Ｓｉ_３Ｎ_４：ＡＩ）、ジルコニウムをドープされたもの（Ｓｉ_３Ｎ_４：Ｚｒ）、チタンをドープされたもの（Ｓｉ_３Ｎ_４：Ｔｉ）、又はホウ素をドープされたもの（Ｓｉ_３Ｎ_４：Ｂ）である。本発明によるコーティングの適用後の温度処理において、窒化ケイ素は部分的に酸化されることがある。この場合、Ｓｉ_３Ｎ_４として堆積させたバリア層は、温度処理後にＳｉ_ｘＮ_ｙＯ_ｚを含有しており、ここでの酸素含有量は一般的に０〜３５原子％になる。

バリア層の厚さは、好ましくは５〜２０ｎｍ、特に好ましくは７〜１２ｎｍ、例えば８〜１０ｎｍである。こうして、導電性層の酸素含有量が、特に有利に調節される。バリア層の厚さは、酸素の拡散に関して選択されるが、ペインの光学的特性に関してはそれほどでない。しかし、上記の範囲の厚さを有するバリア層は、本発明によるコーティング及びその光学的要件とうまく適合することが分かっている。

有利な実施形態では、コーティングは、導電性層の下に、及び任意選択的に下方反射防止層の下に、アルカリの拡散に対する誘電性ブロッキング層を含む。ブロッキング層は、ガラス基材から層システム中へのアルカリイオンの拡散を減らすか又は防止する。アルカリイオンは、コーティングの特性に悪影響を及ぼしかねない。更に、ブロッキング層は、下方反射防止層との相互作用でもって、コーティング構造体の全体としての光学系の設定に有利に寄与する。ブロッキング層の屈折率は、好ましくは少なくとも１．９である。特に良好な結果は、ブロッキング層の屈折率が１．９〜２．５のときに得られる。ブロッキング層は、好ましくは酸化物、窒化物、又は炭化物を含有し、好ましくはタングステン、クロム、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、ハフニウム、チタン、ケイ素、又はアルミニウムのそれら、例えば、ＷＯ_３、ＮＢ_２Ｏ_５、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、ＳｎＯ_２、又はＺｎＳｎＯ_ｘなどの酸化物、あるいはＡｌＮ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＺｒＮ、又はＮｂＮなどの窒化物を含有する。ブロッキング層は、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）を含有するのが特に好ましく、それでもって特に良好な結果が得られる。窒化ケイ素は、ドープされていてもよく、好ましい更に発展した実施形態では、アルミニウムをドープされたもの（Ｓｉ_３Ｎ_４：ＡＩ）、チタンをドープされたもの（Ｓｉ_３Ｎ_４：Ｔｉ）、ジルコニウムをドープされたもの（Ｓｉ_３Ｎ_４：Ｚｒ）、又はホウ素をドープされたもの（Ｓｉ_３Ｎ_４：Ｂ）である。ブロッキング層の厚さは、好ましくは１０〜５０ｎｍ、特に好ましくは２０〜４０ｎｍ、例えば２５〜３５ｎｍである。ブロッキング層は、好ましくは積層体の最下層であり、すなわち基材表面に直接接しており、そこで最適な効果を奏することができる。

有利な実施形態において、コーティングは専ら、屈折率が少なくとも１．９、又は最大で１．８、好ましくは最大で１．６の、複数の層からなる。特に好ましい実施形態では、コーティングは、上述した層のみからなり、そして更なる層を含まない。この場合、コーティングは、基材表面から出発して、表示した順番の下記の層からなる：
・アルカリの拡散に対するブロッキング層、
・下方反射防止層、
・導電性層、
・酸素の拡散を調節するためバリア層、
・上方反射防止層。

本発明によるペインの内側放射率は、好ましくは４５％以下、特に好ましくは３５％以下、最も特に好ましくは３０％以下である。ここで、「内側放射率」という用語は、取り付けた位置におけるペインが、内側にある、例えば建物又は乗り物の内側にある理想的な放熱体（黒体）と比較して、どれだけの熱放射線を放つかを示す測定値を指す。本発明との関連で言えば、「放射率」は、標準規格ＥＮ １２８９８による２８３Ｋでの全垂直放射率を意味する。

本発明によるコーティングのシート抵抗は、好ましくは１０〜１００Ω／□、特に好ましくは１５〜３５Ω／□である。

基材は、電気絶縁材料、特に剛体材料、好ましくはガラス又はプラスチックで製作される。好ましい実施形態では、基材は、ソーダ石灰ガラスを含むが、基本的には、ほかのタイプのガラス、例えばホウケイガラス又は石英ガラスを含むこともできる。別の好ましい実施形態では、基材は、ポリカーボネート（ＰＣ）又はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む。基材は、可能な限り透明であることができ、あるいはまた着色されていてもよい。基材の厚さは、好ましくは０．１〜２０ｍｍ、一般には２〜５ｍｍである。基材は、平坦であっても湾曲していてもよい。特に有利な実施形態では、基材は、熱強化されたガラスペインである。

本発明はまた、導電性コーティングを有するペインを製造するための方法も含むものであり、この方法においては、
（ａ）導電性層を少なくとも１つ含む導電性コーティングを基材の露出表面に適用し、
（ｂ）このコーティングを備えた基材に少なくとも１００℃で温度処理を施し、その後に基材は、３１０〜３６０ｎｍの範囲、特に３２０〜３５０ｎｍの範囲に反射率の極小を有し、且つ４００〜４６０ｎｍの範囲に反射率の極大を有する。

ペインには、加熱可能なコーティングの適用後に、温度処理、特に機能層の結晶性をよくする温度処理が施される。温度処理は、少なくとも３００℃で行うのが好ましい。特に、温度処理は、コーティングのシート抵抗を低下させる。更に、ペインの光学的特性が有意に向上し、特に透過率が上昇する。

温度処理は、いろいろな方法で行うことができ、例えば、加熱炉又は輻射加熱器を使ってペインを加熱することにより行うことができる。それとは別に、温度処理は、光を照射することで、例えば光源としてランプ又はレーザーを用いて照射することにより行うこともできる。

有利な実施形態では、温度処理は、ガラス基材の場合、熱強化処理中に行われる。加熱した基材には、基材を急速に冷却する空気流が当てられる。ペインの表面には圧縮応力が生じ、ペインの芯部には引張応力が生じる。応力のこの特徴的な分布が、ガラスペインの破壊強度を増加させる。強化より先に、曲げ加工処理を行うこともできる。

加熱可能な個々の層は、それ自体は公知の方法により、好ましくはマグネトロン陰極スパッタリングにより堆積される。これは、簡単で、素早く、経済的で、且つ基材の均一なコーティングという点で、特に有利である。陰極スパッタリングは、保護用のガス雰囲気中で、または反応性のガス雰囲気中で、酸素又は窒素を加えることにより行われる。しかしながら、層は、当業者に公知のその他の方法を使って、例えば蒸着又化学気相成長（ＣＶＤ）により、原子層堆積（ＡＬＤ）により、プラズマ支援化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）により、又は湿式の化学的方法を使って、適用することもできる。

有利な実施形態では、アルカリ拡散に対するブロッキング層を、導電性層の前に適用する。有利な実施形態では、下方反射防止層を、導電性層の前、及び任意選択的にブロッキング層の後に適用する。有利な実施形態では、酸素拡散を調節するためのバリア層を、導電性層の後に適用する。有利な実施形態では、上方反射防止層を、導電性層の後、及び任意選択的にバリア層の後に適用する。

本発明による反射率スペクトルを実現するために好適な材料及び層厚さを選択するためには、当業者は、例えば、当該技術分野における通例のシミュレーションを利用することができる。

本発明はまた、建物、電気又は電子装置において、あるいは陸上、航空、又は水上移動のための輸送手段において、本発明によるペインを使用することも含む。ペインは、好ましくは、ウィンドーペインとして、例えば建物のウィンドーペイン、又は乗り物、特に自動車の屋根パネル、側面ウインドー、後方ウインドー、もしくは風防として使用される。それとは別に、ペインは、触感用途向けの電気をベースとした容量式又は抵抗式のセンサーとして、例えばタッチセンサー又はタッチパネルとしても好ましい。

以下において、図面と代表的な実施形態とを参照して本発明を詳しく説明する。これらの図面は、略図であり、一定の縮尺にはなっていない。これらの図面は、決して本発明を限定するものではない。

加熱可能なコーティングを有する本発明によるペインの実施形態の断面図である。 本発明による方法の実施形態のフローチャートである。 本発明による４つの例及び３つの比較例について反射率Ｒ_Ｌを波長の関数として示す図である。 図３の例及び比較例についてコーティング上に付着した油膜の厚さの関数としての相対反射率のシミュレーション結果を示す図である。

図１は、基材１と導電性コーティング２を有する本発明によるペインの実施形態の断面図を示している。基材１は、例えば、着色したソーダ石灰ガラス製のガラスペインであり、厚さが２．１ｍｍである。コーティング２は、熱放射線を反射するコーティング（ｌｏｗ−Ｅコーティング）である。このペインは、例えば、自動車の屋根パネルとしようとするものである。屋根パネルは、一般的には、複合ガラスペイントして実施され、基材１が、熱可塑性フィルムを介してコーティング２から遠い方を向いた面により外側ペイン（図示せず）に接合される。基材１は、複合ガラスの内側ペインを形成し、コーティング２が、乗り物内の人が直接触れることができる露出した内側表面に適用される。その結果、コーティング２の上に指紋がたまることがある。コーティング２の光学的特性は、従来のコーティングを用いるよりも指紋がそれほどひどく目に見えないように最適化される。これは、ペインの反射率Ｒ_Ｌの極小が３２０〜３５０ｎｍの範囲にあり、反射率Ｒ_Ｌの極大が４００〜４６０ｎｍの範囲にあるようにコーティングを設計するという点において、本発明に従ってなされる。意外なことに、指紋はこの条件下ではそれほど目立たない。

コーティング２は、基材１から開始して、アルカリ拡散に対するブロッキング層７、下方反射防止層３、導電性層４、酸素拡散を調節するためのバリア層５、及び上方反射防止層６という個別の層を含む、薄層が連続したものである。材料及び層の厚さを表１に要約する。コーティング２の個々の層は、マグネトロン陰極スパッタリングにより堆積させた。

図２は、本発明による製造方法の典型的実施形態のフローチャートを示している。

図３は、本発明による４つの例及び３つの比較例について反射率Ｒ_Ｌを示す図である。例１〜４のコーティング２の材料と層厚さを表２に要約し、比較例１〜３のそれらを表３に要約する。例１〜４では、ペインは、光透過率Ｔ_Ｌがおよそ２５％の着色したソーダ石灰ガラスの基材１と、基材１から開始して、ブロッキング層７、下方反射防止層３、導電性層４、バリア層５、及び上方反射防止層６から構成されたコーティング２を含んでいた。これらの層は、同じ材料から形成されたが、例１〜４のコーティング２は、層の厚さが異なっていた。しかし、本発明による例１〜４については、比較例とは違って、コーティング２を、各ケースにおいてペインが図に見られるように３２０〜３５０ｎｍの範囲に反射率Ｒ_Ｌの極小を有し、４００〜４６０ｎｍの範囲に反射率Ｒ_Ｌの極大を有するように調整した。全てのペインに、ガラスの曲げ加工処理中におよそ６５０℃の温度処理を施した。

比較例１及び２は、ブロッキング層７がないため本発明による例とは基本的に異なっており、その結果として、本発明による極値が生じないように反射率スペクトルが有意に変化することになった。比較例３では、例えば自己クリーニングコーティングにおいて光触媒層として使用されるような、更に別のＴｉＯ_２層を、上方反射防止層６の上に適用した。したがって、上方反射防止層６は、コーティング２の最上層ではなかった。

本発明による例１〜４とは違って、比較例１〜３での反射率Ｒ_Ｌの極値は、本発明によるスペクトル内になかった。極値の生じたところを表４に要約する。提示した反射率Ｒ_Ｌの値は、ＣＯＤＥソフトウェアを使用したシミュレーションにより求めた。

指紋の影響を考慮に入れるために、コーティング２上の油膜（屈折率１．５８）によりシミュレーションを拡張した。その後、上記の例及び比較例についての相対的な反射率を、（油膜ありのペインの反射率）／（油膜なしのペインの反射率）の商として計算した。結果を、油膜の厚さの関数として図４に提示する。

本発明による例１及び２では、およそ２０ｎｍまでの薄い油膜についての相対反射率は、およそ１であり、すなわち反射率は、油膜によってほとんど変化していない。油膜がより厚くなると、反射率は、１００ｎｍの油膜でのおよそ２．５の値までゆっくりと増大する。例３及び４では、相対反射率は、最初にわずかに低下し、そしておよそ３０ｎｍの油膜厚さのところからゆっくりと増加し始める。

比較例１及び２では、有意に異なる挙動が見られる。既に油膜があると、反射率は有意に変化し、そして相対反射率は最初に急に低下する。その後、それはやはり、およそ２０ｎｍの油膜厚さのところから上昇し始めるが、本発明による例におけるよりも有意に急な上昇である。比較例３の場合には、非常に薄い油膜で、既にはるかに急な相対反射率の上昇が見られる。

上記の例及び比較例から、油膜が存在することによって、本発明によるコーティング２の場合には、本発明によらないコーティングの場合よりも反射率が有意に目立つほど変化しないということを明らかに見ることができる。このように、本質的に脂質の付着物であり光学的に油膜と全く同類である指紋は、コントラストがより小さいために、それほどはっきりと見ることができない。コーティングの光学的特性を単純に最適化することにより指紋の視認性を低下させることができるということは、思いもよらぬことであり、当業者にとって驚くべきことであった。

本発明による追加の例（例６〜１２）と比較例（比較例４〜１２）を、表５に提示する。各例において、基材１（着色したソーダ石灰ガラス）から始まる個々の層の厚さを左から右へと示している。反射率Ｒ_Ｌの極値のスペクトル上の位置を表６に要約する。全部のペインに、やはりガラスの曲げ加工処理においておよそ６５０℃の温度処理を施した。

実際には、厚さが１μｍより大きい層を持つものも含めて、指紋は厚さの範囲が広い。そのような厚い付着物の場合には、干渉光学の効果は、コーティング２の光学的特性が視認性にもはや有意の影響を及ぼすことができないように、もはや明白な役割を果たすことがない。しかしながら、およそ１００ｎｍまでの範囲の指紋の大部分については、視認性を有意に低下させることができる。これは、ペインの全体的な印象を有意に改善する。

１ 基材
２ 加熱可能なコーティング
３ 下方反射防止層
４ 導電性層
５ 酸素拡散を調節するためのバリア層
６ 上方反射防止層
７ アルカリ拡散に対するブロッキング層
Ｒ_Ｌ 反射率（ＤＩＮ ＥＮ ４１０による）

Claims (14)

1. 基材（１）、及び前記基材（１）の露出表面上の導電性コーティング（２）を含む、導電性コーティングを有するペインであって、前記コーティングが、前記基材（１）から開始して、少なくとも次のものを含み：
   ・少なくとも１．９の屈折率を有する、アルカリ拡散に対するブロッキング層（７）、
   ・１．３〜１．８の屈折率を有する、誘電性の下方反射防止層（３）、
   ・導電性層（４）、
   ・少なくとも１．９の屈折率を有する、酸素拡散を調節するための誘電性のバリア層（５）、及び
   ・１．３〜１．８の屈折率を有する、誘電性の上方反射防止層（６）、
   当該ペインは、３１０〜３６０ｎｍの範囲に反射率（Ｒ_Ｌ）の極小を有し、且つ４００〜４６０ｎｍの範囲に反射率（Ｒ_Ｌ）の極大を有する、
   導電性コーティングを有するペイン。
2. 前記導電性層（４）が、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、好ましくは酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含有している、請求項１に記載のペイン。
3. 前記導電性層（４）が、５０〜１５０ｎｍ、好ましくは６０〜１００ｎｍの厚さを有する、請求項１又は２に記載のペイン。
4. 前記下方反射防止層（３）及び／又は前記上方反射防止層（６）が、少なくとも１種の酸化物、好ましくは酸化ケイ素、特に好ましくはアルミニウムをドープした、ジルコニウムをドープした、チタンをドープした、又はホウ素をドープした酸化ケイ素を含有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のペイン。
5. 前記下方反射防止層（３）が、５〜５０ｎｍ、好ましくは１０〜３０ｎｍの厚さを有し、前記上方反射防止層（６）が、１０〜１００ｎｍ、好ましくは３０〜７０ｎｍの厚さを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のペイン。
6. 前記上方反射防止層（６）が、前記コーティング（２）の最上層である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のペイン。
7. 前記バリア層（５）が、１．９〜２．５の屈折率を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のペイン。
8. 前記バリア層（５）が、金属、窒化物、又は炭化物、好ましくは窒化ケイ素又は炭化ケイ素、特に窒化ケイ素を含有している、請求項１〜７のいずれか一項に記載のペイン。
9. 前記バリア層（５）が、５〜２０ｎｍ、好ましくは７〜１２ｎｍの厚さを有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のペイン。
10. 前記ブロッキング層（７）が、１．９〜２．５の屈折率を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のペイン。
11. 前記ブロッキング層（７）が、窒化ケイ素、好ましくはアルミニウムをドープした、ジルコニウムをドープした、チタンをドープした、又はホウ素をドープした窒化ケイ素を含有している、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のペイン。
12. 前記ブロッキング層（７）が、１０〜５０ｎｍ、好ましくは２０〜４０ｎｍの厚さを有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のペイン。
13. 導電性コーティングを有するペインを製造するための方法であって、
    （ａ）基材（１）の露出表面に、前記基材（１）から開始して、
    ・少なくとも１．９の屈折率を有する、アルカリ拡散に対するブロッキング層（７）、
    ・１．３〜１．８の屈折率を有する、誘電性の下方反射防止層（３）、
    ・導電性層（４）、
    ・少なくとも１．９の屈折率を有する、酸素拡散を調節するための誘電性のバリア層（５）、及び
    ・１．３〜１．８の屈折率を有する、誘電性の上方反射防止層（６）、
    を少なくとも含む導電性コーティング（２）を適用し、
    （ｂ）前記コーティング（１）を有する前記基材（１）に、少なくとも１００℃で温度処理を施し、その後に前記ペインが、３１０〜３６０ｎｍの範囲に反射率（Ｒ_Ｌ）の極小を有し、且つ４００〜４６０ｎｍの範囲に反射率（Ｒ_Ｌ）の極大を有する、
    導電性コーティングを有するペインの製造方法。
14. 建物、電気又は電子装置における、あるいは陸上、航空、又は水上移動のための輸送手段における、特にウィンドーペインとしての、例えば建物のウィンドーペイン、又は乗り物の屋根パネル、側面ウインドー、後方ウインドー、もしくは風防としての、又は触感用途向けの容量式又は抵抗式のセンサーとしての、例えばタッチセンサー又はタッチパネルとしての、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のペインの使用。