JPS62185153A - 結露センサ付防曇ウインドガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は結露センサ付防号ガラスに関し、詳しくはヒー
タと結露センサの機能を兼備した自動重用ウィンドガラ
スに好適な結露センサ付防曇ウィンドガラスに関する。

〔従来の技術〕

自動車の窓ガラスやミラーに付着した水滴や水結による
曇りを除去するために、従来はファンによって温風を窓
ガラス表面に吹き当てるデフロスタ装置や熱線デフォツ
ガ等が用いられていた。

しかし、デフロスタ装置には以下の如き問題がある。

第１に、大容量のデフロスタ装置が必要になる。

第２に、デフロスタ装置は空調装置と一体になっている
ため、デフロスタ装置作動時には・デフロスタ装置から
吹き出す温風によって必要以上に車室温が高まり、車内
温度を快適温度に保つことが困難である。

第３に、デフロスタ装置はその作動時の騒音が大きい。

第４に、エンジン冷却水低温時においては、解曇王たは
解凍までに時間が掛かる。

また、熱線デフォツガには以下の如き問題がある。

第１に、熱線デフォツガを取り付けたことにより見える
横縞が晃苦しい。

第２に、解曇または解凍パターンも横縞模様となり、視
認性が十分とは言えない。

そこで、かかる問題を解消するために、従来のデフロス
タ装置または熱線デフォツガに代わり、ガラス全体に透
明導電性薄膜を形成し、透明ヒータ膜とした透明導電ガ
ラスが考えられている。

そして、本件出願人も透明導電性薄膜をヒータ膜として
利用する発明または考案を何件か出願している（例えば
、実願昭５９−８４０１３号、実願昭５９−８４０１６
号等：未公知）。

また、近年、自動車のバックウィンドガラス等において
、曇りが生じた時に、自動的に曇りを検知し、デフォツ
ガや導電性被膜に通電゛して曇りを除去するオートデフ
ォツガが開発されている（例えば、実開昭５３−５８９
５６号）。

このオートデフォツガには曇りを検出する結露センサ（
水分検出センサ）が用いられる。この結露センサには抵
抗検出型、静電容量検出型結露センサ等がある。このう
ち、静電容量検出型結露センサは、透明基板上に形成さ
れたくし歯形透明電極とこの電極を絶縁する絶縁保護膜
とからなり、対向電極に跨がって水分が付着したときの
静電容量の変化を検知して、この値が所定値を超えた時
に抵抗加熱素子に通電するものである。この静電容量検
出型結露センサのくし歯形透明電極として、面ヒータと
して使用される透明導電性薄膜が用いられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、オートデフォツガ機能を持たせるため、結露
センサ付防曇ガラスが考えられているが、一般にはヒー
タとして熱線デフォツガが用いられている。従って、ウ
ィンドガラス面はガラス材質からなっており、一方結露
センサの表面は絶縁保護膜、通常は酸化アルミニウムや
酸化ジルコニウム等のセラミック材質となっている。こ
のため、ウィンドガラス表面と結露センサ表面の結露の
状況が異なり、必ずしも正確なセンサとは成りえないと
いう問題がある。

また、一般に透明導電性薄膜を真空蒸着法、スパッタリ
ング法等の真空成膜法で形成する場合、材料費、設備費
等が比較的高いという問題がある。

従って、結露センサのみを真空成膜法で形成する方法は
、ウィンドガラス全面のごく一部に形成するのみである
ため、高コスト化につながり、工業的には引き合わない
という問題がある。

そこで、比較的低コストで、結露センサの性能のよい防
曇ウィンドガラスを得る工夫が求められていた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題は、次に述べる本発明の結露センサ付防曇ウィ
ンドガラスによって解決される。

即ち、本発明の結露センサ付防曇ウィンドガラスは、自
動車のウィンドガラス形状の透明基板と、この透明基板
上の縁部に形成される少なくとも一対の給電用電極と接
続され、透明基板のほぼ全面を覆うように設けられる面
ヒータとしての透明導電性薄膜と、透明基板上でこの透
明導電性薄膜の近傍で、かつ透明導電性薄膜と接触しな
い端部に形成されるくし歯形透明電極と、この透明導電
性薄膜およびくし歯形透明電極の両方を覆うように形成
される絶縁保護膜とを有することを特徴としている。−
・−−−−一第１の発明 また、本発明の結露センサ付防曇ウィンドガラスは、自
動車のウィンドガラス形状の透明基板と、この透明基板
上の縁部に形成される少なくとも一対の給電用電極と接
続され、透明基板のほぼ全面を覆うように設けられる面
ヒータとしての第１の透明導電性薄膜と、透明基板上で
この第１の透明、！電性薄膜と接触しない端部に形成さ
れるくし歯形透明電極と、第１の透明導電性薄膜および
くし歯形透明電極と接触しない場所でくし歯形透明電極
を取り囲むように形成されるくし歯形透明電極加熱用の
第２の透明導電性８１Ｍ！とを有し、この第１の透明導
電性薄膜、第２の透明導電性薄膜およびくし歯形透明電
極を覆うように絶縁保護膜が形成されていることを特徴
としている。−−−−−・−第２の発明 次に、本発明について更に詳細に説明する。

本発明の結露センサ付防曇ウィンドガラスは、ウィンド
シールドガラス、バック（リヤ）ウィンドガラス、サイ
ドウィンドガラス等の窓ガラスに通用することができ、
特にバックウィンドガラスに好適である。

本発明において、透明裁板としては、ポリアクリロニト
リル、ポリカーボネート等の透明樹脂、ガラス等を用い
ることができるが、現状ではガラスが一般的である。

透明導電性薄膜としては、酸化インジウム（Ｉｎ、ｏ、
）　、この酸化インジウムにドーパントとして錫（Ｓ　
ｎ）または弗素（【？）が用いられた酸化インジウム−
錫固溶体（＋’ｌ’ｏ）、酸化インジウム−弗素固溶体
、二酸化錫（Ｓｎｏｗ）、この二酸化錫にドーパントと
して弗素（Ｆ）、リン（Ｐ）またはアンチモン（Ｓｂ）
を用いた二酸化錫−弗素固溶体、二酸化錫−リン固溶体
、二酸化錫−アンチモン固溶体を用いることができ、更
には金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）　、クロム（
Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）または
これらの合金からなる金属（合金）薄膜を用いることが
できる。

透明導電性薄膜の面抵抗の値は、解曇効果に最適な余勢
量、およびバフテリｉ１ｍの起電力を考慮すると５Ω／
口以下がよい。従うて、第１の透明導電性薄膜の膜厚ば
０．５〜ｌａｍ程度が適当である。もし、これより膜厚
が厚Ｘなると密着性および膜自体の耐久性に悪影響を及
ぼす。また、これより薄い場合は抵抗値が大きくなり過
ぎ、電流がほとんど流れないため、バッテリ電源では有
効な解曇効果を発揮しえな（なる。

金属薄膜を用いる場合には、厚くすると着色するので数
百人程度が望ましい。

なお、透明導電性Ｆｊｆ膜は真空蒸着法、スパッタリン
グ、イオンブレーティング等の真空成膜法、または加水
分解反応、熱分解反応等の化学蒸着法（ＣＶ　Ｄ）等に
より、透明基板上に形成される。

本発明において、結露センサは直接自動車のウィンドガ
ラスに形成することが望ましいが、縦横数士鶴程度の小
さな透明基板に形成して、この透明基板をウィンドガラ
スに貼着してもよい。

結露センサの主要部をなすくし歯形透明電極としては、
上記した透明導電性薄膜と同じ材料を用いることができ
る。このくし歯形透明電極は、例えば電極幅を０．０５
　ｍ−０，１ｖｎａ、ギャップ幅を０゜０１ｗ〜０．　
ｌ　ｔａ程度とすることができる。また、このくし歯形
透明電極は透明導電性薄膜と同様に真空成膜法等で形成
することができ、厚さは例えば数百〜数千人程度とされ
る。

また、ウィンドガラス形状の透明基板上の一辺と、この
−辺と隣り合うかあるいは対向する辺であって、望まし
くは窓ガラスを閉めた状態で外部から見えない位置の窓
ガラス上に、少なくとも一対の給電用電極（バスバー）
が設けられる。

給電用電極は、上記透明導電性薄膜に電流を供給する端
子としての機能を有する。給電用電極としては、アルミ
ニウム（ＡＮ）、ニッケル（Ｎｉ）、１ｍ（Ａｇ）、ク
ロム（Ｃｒ）等の低抵抗の材料を用いることができる。

これらの電極は真空蒸着法、スパッタリング、イオンブ
レーティング、上記材料ペーストの印刷焼付等によって
形成される。なお、電極にはハンダ付け、ロウ付は等に
よってリード線を取着し、このリード線は車載のバッテ
リ電源等にスイッチを介して接続する。

また、透明導電性薄膜と（し歯形透明電極の上および両
者の間には、絶縁と保護のために絶縁保護膜を形成する
。この絶縁保護膜としては、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ
２）、酸化アルミニウム（ＡｆｆｚＯ：＋）、二酸化珪
素（ＳｉＯｚ）等を用いることができる。

上記絶縁保護膜は、真空蒸着法、イオンブレーティング
、スパッタリング等の真空成膜法により形成することが
できる。

また、結露センサはくし歯形透明電極の容量変化により
、ガラス上の曇りが除去されているがどうかを検知する
もので、結露状況の信号を判定回路に送る。

判定回路では、この結露センサからの信号を受け、解巻
もしくは解凍しているか否かを判断してその信号を制御
回路に送る。

制御回路では、判定回路からの信号を受け、予め定めら
れた方法で給電用電極への通電の制御を行う。即ち、給
電用電極に通電し、この部分が解巻もしくは解凍した後
は通電を中止しあるいは電圧を下げる。なお、一度解巻
した部分が、再び結露したような場合には、結露センサ
からの信号により再度通電を行うか、あるいは既定の電
圧をｉａ電する。

なお、第２の発明では、くし歯形透明電極の周りに第２
の透明感電性薄膜（ヒータ膜）を形成しているが、これ
はウィンドガラスの解合の速度と結露センサ表面の解巻
の速度を一定にするためであり、第２の透明導電性薄膜
の面積はかかる意図から適当な大きさに決められる。

〔作用〕

本発明の結露センサ付防曇ウィンドガラスによれば、結
露センサに露等が付着すると、結露センサを構成するく
し歯形透明電極に容量変化が生じる。そして、この容量
変化の信号が判定回路に送られ、この静電容量の変化が
所定値以上の場合は制御回路により通電がなされる。こ
の結果、透明導電性薄膜が発熱してヒータとして機能し
、透明幕板上の曇杓、氷結等を解巻あるいは解氷する・
解巻後は、給電用電極への通電を止め、あるいは電圧を
下げる。

また、一度解借した部分が再び結露したような場合には
、結露センサからの信号により制御回路が作動し、再度
解合するまで既定電圧の通電を行う。

なお、結露センサに関して、ウィンドガラス表面に雨滴
が付着した場合と、雨滴等の水分が結露、結氷した場合
とで容量変化の値が異なるため、前者の場合はワイパー
のみ作動させ、後者の場合はヒータが作動するようにも
できる。

本発明においては、透明導電性薄膜およびくし歯形透明
電極の表面が、共に同じ材質の絶縁保護膜で被覆されて
いるため、ウィンドガラス表面と結露センサ表面が同じ
表面性状となり、結露の生じ方、解合状況等も同じとな
る。このため、結露センサの性能の向上が図れる。

更に、本発明では透明導電性薄膜と（し歯形透明電極を
同じ真空成膜法等の方法で同時に形成することができ、
かつ絶縁保護膜も同じ方法で形成できるため、非常に効
率的であり、従来の方法に比べ低コスト化が図れる。

〔実施例〕

次に、本発明の望ましい実施例について、図面を参考に
して説明する。

（第１実施例） この実施例は本発明（第２の発明）をバックウィンドガ
ラスに適用した例を示す。

ここで、第１図は本発明の第１実施例に係る結露センサ
付防曇ウィンドガラスを示す概略構成図、第２図は第１
図の■−■線断面図、第３図は第１図のＡ部拡大図１．
第４図は本発明の第１実施例で使用した結露センサの概
略構成図である。

自動車用バックウィンドガラス形状の透明基板１を有機
溶剤と純水で十分に洗浄した後、給電用電極（バスバー
）としてガラスフリフトの入った銀ペーストを第１図に
示すように上辺と下辺および右辺の一部にスクリーン印
刷し、１５０℃で２０分間乾燥後・５００℃で３０分間
焼付ける。このとき、電極面とガラス面との段差（通常
５０μｍ程度）を無くすために、アルミナ微粉の入った
研磨剤を用いて研磨して段差をなくし、なだらかな傾斜
面に仕−Ｅげる。この結果、第１の給電用電極（第１の
バスバー）２と第２の給電用電極（第２のバスバー）３
が形成される。

続いて、透明基板ｌのうち、第１の面ヒータおよび第２
の面ヒータを形成しない部分、並びにくし歯形透明電極
の電極以外の部分にマスキング材を印刷する。続いて、
透明基板ｌ全体をスパッタリング真空槽に入れ、スパッ
タリングにより透明導電性薄膜を形成した。即ち、真空
槽内部を２×１０−”’［’　ｏ　ｒ　ｒ程度まで排気
した後、２ＸｌＯ−””ｌ”　ｏ　ｒ　ｒまでアルゴン
ガスを導入する。このとき、（１゛０を焼結したターゲ
ット（ｆｎｚＯ＋に１０ｗｔ％ＳｎＯ２を含む）を用い
、第１の面ヒータとして能する第１の透明導電性薄膜４
と、第２の面ヒータとして機能する第２の透明導電性薄
膜５並びにくし歯形透明電極６をそれぞれ約０．５μｍ
の厚さに形成する。なお、説明の便宜上、図中、第１の
透明導電性薄膜４、第２の透明導電性薄膜５およびくし
歯形透明電極６を破線ハツチングを付して示した。続い
て、マスキング材を除去したのち、同様な方法で絶縁保
護膜７としての酸化ジルコニウムを約０．３μｍの厚さ
に第１の透明導電性薄膜４、第２の透明導電性薄膜５お
よびくし歯形透明電極６を覆うように透明基板１上に形
成する。この結果、第１の面ヒータ、第２の面ヒータと
共に、結露センサ８が形成される。

次に、第１の給電用電極２と第２の給電用電極３の各々
の端部にリート線９．１０を取り出すターミナルをハン
ダ付けで接合し、リート線９．１０を制御回路１１と接
続し、この制御回路１１を判定回路１２を介して結露セ
ンサ８と接続した。

また、制御回路１１は電源１３と接続されている。

この結果、第１図に示す結露センサ付防曇ウィンドガラ
スとしてのバックウィンドガラス１４が得られた。

以上より、本実施例のバックウィンドガラスは、全体を
絶縁保護膜が覆っているため、結露状況がバックウィン
ドガラス１４全体でほぼ同じとなる。

このため、結露センサ８の精度が向上し、優れた解合効
果を得ることができる。

また、本実施例のバックウィンドガラス１４は、ヒータ
と結露センサの機能を兼備している。そして、透明導電
性薄膜４．５、くし歯形透明電極６および絶縁保護膜７
はすべて同じスパッタリング法で形成できるため、別々
に製造する場合に比べて低コスト化が図れる。

また、透明導電性薄膜は透明であるため、運転者等の視
界を妨げることがなく、視認性が十分確保できる。

（第２実施例） 第２実施例として第２の発明の詳細な説明する。

ここで、第５図は本発明の第２実施例に係る結露センサ
付防曇ウィンドガラスの結露センサ部近傍を示す概略構
成図である。

第２実施例において、第１実施例と異なる点は、第２の
面ヒータに給電用電極を設けることなく、第２の透明導
電性薄膜５を第５図に示すように略コの字状に形成し、
端部からリード線を引き出すようにしたことにあり、他
は実質的に第１実施例と同様にして結露センサ付防曇ウ
ィンドガラスを製造した。

この結果得られた防曇ウィンドガラスは、第１実施例と
同様な効果を奏する。

（第３実施例） 第３実施例として第１の発明を説明する。

ここで、第６図は本発明の第３実施例に係る結露センサ
付防曇ウィンドガラスの結露センサ部近傍を示す概略構
成図である。

第３実施例において、第１実施例と異なる点は、結露セ
ンサを専用に加熱する第２の面ヒータを設けることなく
、第１の透明導電性薄膜（第１の面ヒータ）４の近傍に
結露センサを形成し、第１の面ヒータによりウィンドガ
ラスと結露センサの解合速度を同じにした点にあり、他
は実質的に第１実施例と同様にして防曇ウィンドガラス
を製造した。

この結果得られた防曇ウィンドガラスは、第１実施例に
比べ若干結露センサの精度が劣るものの、実質的に略第
１実施例と同様な効果が得られた。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく・特許請求の
範囲内において種々の実施態様を包含するものである。

例えば、実施例では本発明をバックウィンドガラスに適
用した例を示したが、ウィンドシールドガラス等の他の
窓ガラスにも適用することができる。

〔発明の効果〕

以上より、本発明の結露センサ付防曇ウィンドガラスに
よれば、以下の効果を奏する。

（イ）防曇ウィンドガラスの内面が同じ絶縁保護膜で覆
われているため、結露センサ上面の結露状態はウィンド
ガラス面の結露状態と同じとなる。

従って、結露センサの精度が向上する。

（ロ）面ヒータとくし歯形透明電極を同時に形成でき、
かつ絶縁保護膜を含めて同じ真空成膜法で形成できるた
め、製造工程の簡略化が図れると共に、低コスト化が図
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る結露センサ付防曇ウ
ィンドガラスを示す概略構成図、第２図は第１図のｎ−
ｕ線断面図、 第３図は第１図のＡ部拡大図、 第４図は本発明の第１実施例で使用した結露センサの概
略構成図、 第５図は本発明の第２実施例に係る結露センサ付防曇ウ
ィンドガラスの結露センサ部近傍を示す概略構成図、 第６図は本発明の第３実施例に係る結露センサ付防曇ウ
ィンドガラスの結露センサ部近傍を示す概略構成図であ
る。 ■−・−・−・−透明基板 ２・−・−・−第１の給電用電極（第１のバスバー）３
−・・・・・第２の給電用電極（第２のバスバー）４・
−・・−・−第１の透明導電性薄膜（第１の面ヒータ）
５−・・・・−第２の透明導電性薄膜（第２の面３−タ
ゝ６〜・−・・−くし歯形透明電極 ７−・−・−絶縁保護膜 ８−・・−結露センサ ９、ｔ　ｏ−−−−−−−・・リード線１１−・・−・
・−制御回路 １２−−−−−−・−判定回路 １５−−−−−−一電源 １４−・−バックウィンドガラス 出願人　　トヨタ自動車株式会社 第１図 第５０ 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒータと結露センサの機能を兼備した自動車用防
   曇ウインドガラスであって、 自動車のウインドガラス形状の透明基板と、この透明基
   板上の縁部に形成される少なくとも一対の給電用電極と
   接続され、透明基板のほぼ全面を覆うように設けられる
   面ヒータとしての透明導電性薄膜と、透明基板上でこの
   透明導電性薄膜の近傍で、かつ透明導電性薄膜と接触し
   ない端部に形成されるくし歯形透明電極と、この透明導
   電性薄膜およびくし歯形透明電極の両方を覆うように形
   成される絶縁保護膜とを有することを特徴とする結露セ
   ンサ付防曇ウインドガラス。
2. （２）ヒータと結露センサの機能を兼備した自動車用防
   曇ウインドガラスであって、 自動車のウインドガラス形状の透明基板と、この透明基
   板上の縁部に形成される少なくとも一対の給電用電極と
   接続され、透明基板のほぼ全面を覆うように設けられる
   面ヒータとしての第１の透明導電性薄膜と、透明基板上
   でこの第１の透明導電性薄膜と接触しない端部に形成さ
   れるくし歯形透明電極と、第１の透明導電性薄膜および
   くし歯形透明電極と接触しない場所でくし歯形透明電極
   を取り囲むように形成されるくし歯形透明電極加熱用の
   第２の透明導電性薄膜とを有し、この第１の透明導電性
   薄膜、第２の透明導電性薄膜およびくし歯形透明電極を
   覆うように絶縁保護膜が形成されていることを特徴とす
   る結露センサ付防曇ウインドガラス。