TWI825068B - 玻璃用天線單元、附天線之玻璃板及玻璃用天線單元之製造方法 - Google Patents

玻璃用天線單元、附天線之玻璃板及玻璃用天線單元之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明之玻璃用天線單元係設置於玻璃板之室內側,且自上述室內側通過上述玻璃板進行電磁波之收發。

Description

玻璃用天線單元、附天線之玻璃板及玻璃用天線單元之製造方法
本發明係關於玻璃用天線單元,附天線之玻璃板及玻璃用天線單元之製造方法。
正開發出行動電話、網際網路通信、電台播放、GPS(Global Positioning System,全球定位系統)等採用無線技術之多種通信系統。為了應對該等通信系統,需要能夠進行被使用於各通信系統之電磁波之收發之天線。
作為設置於建築物之外壁面而使用之天線單元,例如,提案有具有介電常數不同之3層,且將各層設定為特定之厚度,並使用具有良好之電波透過性能之電波透過體之電波單元(例如,參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第3437993號公報
[發明所欲解決之問題]
於專利文獻1記載之電波透過體於最外層即第1層使用玻璃等之表面精加工物料,於最外層之內側使用空氣層等之第2層,於其內側,使用多孔質體或丙烯樹脂等第3層。且,電波透過體之介電常數按照第1層、第3層、第2層之順序變小。
本發明之一態樣之目的在於提供可通過玻璃板進行電磁波之收發之玻璃用天線單元。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣之玻璃用天線單元設置於玻璃板之室內側,且自上述室內側通過上述玻璃板進行電磁波之收發。
本發明之一態樣之玻璃用天線單元係安裝於玻璃板之玻璃用天線單元,較佳為具有天線、及以於上述玻璃板與上述天線之間形成可供空氣流動之空間之方式將上述天線固定於上述玻璃板之固定部。 [發明之效果]
本發明之一態樣之玻璃用天線單元可通過玻璃板進行電磁波之收發。
以下,對本發明之實施形態進行詳細說明。另,於圖式中,為便於理解而存在各構件之縮尺與實際不同之情形。於本說明書中,使用3軸方向(X軸方向,Y軸方向,Z軸方向)之3維正交座標系,以玻璃板之寬度方向為X方向,以厚度方向為Y方向,且以高度方向為Z方向。將自玻璃板之下朝向上之方向設為+Z軸方向,將其相反方向設為-Z軸方向。於以下之說明中,有將+Z軸方向設為上,將-Z軸方向設為下之情形。
<玻璃用天線單元> 對一實施形態之玻璃用天線單元(以下,簡稱為天線單元)進行說明。另,所謂「玻璃用天線單元」中之「玻璃用」表示使用於通過玻璃進行電磁波之收發之用途。
圖1係顯示將天線單元應用於玻璃板之狀態之透視立體圖,圖2係天線單元之透視立體圖,圖3係自固定部側觀察圖1所示之天線單元之透視立體圖。
如圖1~圖3所示,天線單元10具有天線11、設置有天線11之平板狀之基板(天線設置用基板)12、及安裝於天線設置用基板12之固定部13A。天線單元10藉由固定部13A,以於天線設置用基板12與玻璃板20之間形成空間S之方式,安裝於玻璃板20。另,於玻璃板20為窗戶玻璃之情形時,玻璃板20以玻璃板20之外緣被窗框21夾持之狀態保持。於圖1中,天線單元10安裝於玻璃板20之室內側之主表面。且,於玻璃板20之與室內側為相反側之主表面照射日光等。
另,於本實施形態中,天線單元10於圖1中藉由固定部13A固定於玻璃板20(窗戶玻璃),但並未限定於此。例如,亦可將天線單元10自天花板懸吊,或固定於存在於玻璃板20(窗戶玻璃)之周邊之突起物(例如,窗框21或窗戶窗框等)。
天線11設置於天線設置用基板12之第1主表面121。亦可藉由至少一部分重疊於設置於天線設置用基板12之第1主表面121上之陶瓷層14上之方式印刷金屬材料,而形成天線11。藉此,天線11於天線設置用基板12之第1主表面121上,橫跨形成陶瓷層14之部分與其以外之部分而設置。
作為形成天線11之金屬材料,可使用金、銀、銅或鉑等導電性材料。又,天線11例如可使用插接天線或偶極天線等。
作為形成天線11之另一種材料,可列舉摻氟氧化錫(FTO)或銦錫氧化物(ITO)等。
陶瓷層14可藉由印刷等形成於天線設置用基板12之第1主表面121上。藉由設置陶瓷層14,可覆蓋並遮掩安裝於天線11之配線(未圖示),且設計性較好。另,於本實施形態中,陶瓷層14亦可不設置於第1主表面121上,亦可設置於天線設置用基板12之第2主表面122上。由於藉由印刷將天線11與陶瓷層14於相同步驟下設置於天線設置用基板12,故將陶瓷層14設置於天線設置用基板12之第1主表面121上為較佳。
陶瓷層之材料為玻璃料等,其厚度較佳為1~20 μm。
另,於本實施形態中,天線11設置於天線設置用基板12之第1主表面121,但亦可設置於天線設置用基板12之內部。於該情形時,天線11例如可呈線狀設置於天線設置用基板12之內部。
於天線設置用基板12係包含一對玻璃板與設置於一對玻璃板彼此之間之樹脂層之疊層玻璃之情形時,天線11亦可設置於構成疊層玻璃之玻璃板與樹脂層之間。
又,天線11亦可將天線本身形成平板狀。於該情形時,亦可不使用天線設置用基板12,而將平板狀之天線直接安裝於固定部13A。
天線11除了設置於天線設置用基板12以外,亦可設置於收容容器之內部。於該情形時,天線11例如可將平板狀之天線設置於上述收容容器之內部。收容容器之形狀並未特別限定,亦可為矩形。
天線11較佳為具有光透過性。若天線11具有光透過性,則設計性良好,且,可使平均日射吸收率下降。天線11之可見光透過率較佳為40%以上,從透明性一點上考慮,從可維持作為窗戶玻璃之功能一點上出發較佳為60%以上。另,可見光透過率可藉由JIS R 3106(1998)而謀求。
為了具有光透過性,天線11較佳為形成為網絡狀。另,網格係指於天線11之平面上開設有網眼狀之透孔之狀態。
於天線11形成網格狀之情形時,網格之眼可為方形,亦可為菱形。網格之線寬較佳為5~30 μm,更佳為6~15 μm。網格之線間隔較佳為50~500 μm,更佳為100~300 μm。
天線11之開口率較佳為80%以上,更佳為90%以上。天線11之開口率係包含電磁遮蔽層16之開口部之單位面積之開口部之面積之比例。天線11之開口率越大,越可提高天線11之可見光透過率。
天線11之厚度較佳為400 nm以下,更佳為300 nm以下。天線11之厚度之下限並未特別限定,可為2 nm以上,較佳為10 nm以上,更佳為30 nm以上。
又,於天線11形成為網格狀之情形時,天線11之厚度亦可為2~40 μm。藉由天線11形成為網格狀,即便天線11較厚,亦可提高可見光透過率。
天線設置用基板12相對於玻璃板20平行地設置。天線設置用基板12於俯視下,形成為矩形,具有第1主表面121及第2主表面122。第1主表面121以與安裝之玻璃板20之主表面對向之方式設置,第2主表面122以成為與玻璃板20之主表面側為相反方向之方式設置。
另,於本實施形態中,天線設置用基板12亦可相對於玻璃板20(窗口玻璃)以具有特定之角度之方式設置。天線單元10有於相對於天線單元10形成之面之法線方向(Y軸之正方向)成角度之方向設定傾斜角,且放射電磁波之情形。例如,天線單元10設置於較大廈之玻璃窗等之地表面更上方,且有為了於地表面形成區域而向地表面放射電磁波之情形等。天線設置用基板12與玻璃板20(窗戶玻璃)之角度於使電波之傳遞方向良好之點上可為0度以上,亦可為5度以上,亦可為10度以上。又,為了將電波向室外傳遞,天線設置用基板12與玻璃板20(窗戶玻璃)之角度為50度以下,亦可為30度以下,亦可為20度以下。
形成天線設置用基板12之材料根據天線11所尋求之能量或指向性等天線性能而設計,例如,可使用玻璃、樹脂或金屬等。天線設置用基板12亦可以樹脂等形成為具有光透過性。藉由以具有光透過性之材料形成天線設置用基板12,可通過天線設置用基板12觀察玻璃板20,故可減少遮蔽自玻璃板20可觀察到之視界。
於使用玻璃板作為天線設置用基板12之情形時,作為玻璃之材質,例如,可列舉鈉鈣矽玻璃、硼矽酸玻璃、鋁矽酸鹽玻璃或無鹼玻璃。
作為天線設置用基板12使用之玻璃板可使用浮式法、熔化法、重繪法、按壓成形法或提拉法等周知之製造方法製造。作為玻璃板之製造方法,自生產性優異及低成本之點考慮,較佳為使用浮式法。
玻璃板於俯視下,形成為矩形。作為玻璃板之切斷方法,例如,可列舉藉由對玻璃板之表面照射雷射光並於玻璃板之表面上使雷射光之照射區域移動而切斷之方法、或銑磨輪等機械切斷之方法。
於本實施形態中,矩形係指除長方形或正方形以外,還包含於長方形或正方形之角形成圓度之形狀。玻璃板之俯視下之形狀並不限定於矩形,亦可為圓形等。又,玻璃板並不限定於單板,可為疊層玻璃,亦可為複數層玻璃。
於使用樹脂作為天線設置用基板12之情形時,樹脂較佳為透明之樹脂,可列舉液晶聚合物(LCP)、聚醯亞胺(PI)、聚丙乙烯(PPE)、聚碳酸酯、丙烯酸系樹脂或氟樹脂等。自低介電係數之點考慮較佳為氟樹脂。
作為氟樹脂,可列舉乙烯-四氟乙烯系共聚物(以下,亦稱為「ETFE」。)、六氟丙烯-四氟乙烯系共聚物(以下,亦稱為「FEP」。)、四氟乙烯-丙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-丙烯共聚物、全氟(烷基乙烯基醚)-四氟乙烯系共聚物(以下,亦稱為「PFA」。)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯系共聚物(以下,亦稱為「THV」。)、聚偏二氟乙烯(以下,亦稱為「PVDF」。)、偏二氟乙烯-六氟丙烯系共聚物、聚氟乙烯、三氟氯乙烯系共聚物、乙烯-三氟氯乙烯系共聚物(以下,亦稱為「ECTFE」。)或聚四氟乙烯(PTFE)等。該等可以單獨使用任意1種,或亦可混合2種以上使用。
作為氟樹脂,較佳為自包含ETFE、FEP、PFA、PVDF、ECTFE及THV之群中選擇之至少1種,自透明性、加工性及耐候性優異之點考慮,ETFE尤其較佳。
又,作為氟樹脂,亦可使用Aflex(註冊商標)。
天線設置用基板12之厚度較佳為25 μm~10 mm。天線設置用基板12之厚度可根據天線11之配置之場所而任意設計。
於天線設置用基板12為樹脂之情形時,較佳使用樹脂成形為薄膜或薄片狀者。薄膜或薄片之厚度自天線保持之強度優異之點而言,較佳為25~1000 μm,更佳為100~800 μm,尤佳為100~500 μm。
於天線設置用基板12為玻璃之情形時,於天線保持之強度之方面,天線設置用基板12之厚度係1.0~10 mm為較佳。
天線設置用基板12之第1主表面121之算術平均粗糙度Ra較佳為1.2 μm以下。此係由於,若第1主表面121之算術平均粗度Ra為1.2 μm以下,則如後所述,於天線設置用基板12與玻璃板20之間形成之空間S內空氣容易流動。第1主表面121之算術平均粗度Ra更佳為0.6 μm以下,尤佳為0.3μm以下。算術平均粗度Ra之下限雖未特別限定,例如為0.001 µm以上。
另,算術平均粗度Ra可基於日本工業規格JIS B0601:2001而測定。
於天線11為平板狀之天線之情形時,天線11之玻璃板側之主表面之算術平均粗度Ra較佳為1.2 μm以下,更佳為0.6 μm以下,進而更佳為0.3 μm以下。又,於天線11設置於收容容器之內部之情形時,收容容器之玻璃板側之主表面之算術平均粗度Ra較佳為1.2 μm以下,更佳為0.6 μm以下,尤佳為0.3 μm以下。算術平均粗度Ra之下限雖未特別限定,例如為0.001 µm以上。
固定部13A係使玻璃板20與天線設置用基板12之間形成可供空氣流動之空間S者,且係用於將天線設置用基板12固定於玻璃板20者。固定部13A安裝於天線設置用基板12之第1主表面121。於本實施形態中,固定部13A於天線設置用基板12之X軸方向之兩端,沿Z軸方向設置成矩形狀。於本實施形態中,於玻璃板20與天線設置用基板12之間形成空氣流動之空間S係為了抑制位於與天線設置用基板12對向之位置之玻璃板20之表面溫度局部上升。一旦對玻璃板20之外側之主表面照射日光,則玻璃板20受到加熱。此時,若於天線單元10之附近空氣之流動受到阻礙,則天線單元10之溫度上升,故有安裝有天線單元10之玻璃板20之表面之溫度較玻璃板20之另一表面之溫度容易上升之傾向。為了抑制該溫度上升,於玻璃板20與天線設置用基板12之間形成空間S。關於該點之詳細將予以後述。
作為形成固定部13A之材料,只要為可固定於天線設置用基板12及玻璃板20之接觸面之材料即可,並不特別限定,例如,可使用接著劑或彈性密封。作為形成接著劑或密封材之材料,例如,可使用矽氧系樹脂、聚硫化物系樹脂或丙烯酸系樹脂等周知之樹脂。又,固定部13A亦可使用以鋁等金屬或AES(丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚合體)等樹脂形成之間隔件。使用間隔件之情形係例如藉由矽密封劑等接著劑,將間隔件固定於天線設置用基板12及玻璃板20之接觸面。
固定部13A之平均厚度t較佳為0.5 mm~100 mm。若平均厚度t過小,則以天線設置用基板12與玻璃板20形成之空間S之厚度變小(變薄),空氣無法順利地於空間S內流通。另,藉由使天線設置用基板12與玻璃板20之間之空間S變小,空間S之厚度薄,但空間S可作為絕熱層而發揮功能。又,即便空間S之厚度較小,也會有某種程度之量之空氣流動。即,藉由對玻璃板20照射日光,玻璃板20之溫度上升,且空間S內之空氣之溫度亦上升。且,空氣之溫度越上升,空氣越膨脹,故結果,空間S內之上方之空氣上升而自空間S之上側向外側流出。且,空氣自空間S內之下部側依次上升。因此,即便於空間S之厚度較小之情形時,亦有空氣隨著空間S內之空氣溫度升高而流動之傾向。
另一方面,若增大固定部13A之平均厚度t,則由於空間S相應地變大(變厚),故空間S內之空氣之流動較佳。然而,由於玻璃板20之主表面與天線設置用基板12之間隔隔開(變大),故有對電磁波之透過性能產生障礙之可能性。又,由於天線單元10自玻璃板20之主表面較大地突出,故天線單元10成為玻璃板20之障礙物。
只要固定部13A之平均厚度t在上述範圍內,藉由溫度些許上升,流入空間S內之空氣可通過空間S。藉此,玻璃板20藉由流動於空間S之空氣,可抑制變暖,故可抑制天線設置用基板12之第1主表面121之過度升溫。
固定部13A之平均厚度t更佳為2 mm~16 mm,尤佳為4 mm~14 mm,尤佳為6 mm~12 mm。為了抑制熱裂紋,固定部13A之平均厚度t可為2 mm以上,亦可為6 mm以上,亦可為15 mm以上,亦可為20 mm以上,亦可為30 mm以上,亦可為50 mm以上。又,為了提高設計性,固定部13A之平均厚度t可為80 mm以下,亦可為60 mm以下,亦可為55 mm以下。
另,於本實施形態中,厚度係指固定部13A相對於天線設置用基板12及玻璃板20之接觸面之垂直方向(Y軸方向)之長度。於本實施形態中,所謂固定部13A之平均厚度t係指固定部13A之厚度之平均值。例如,於固定部13A之剖面中,於Z軸方向在任意之部位測定若干部位(例如,3個部位)時,係指該等之測定部位之厚度之平均值。
於天線設置用基板12相對於玻璃板20(窗戶玻璃)具有某種角度之情形時,固定部13A於剖面中亦可構成梯形狀。
於天線設置用基板12相對於玻璃板20(窗戶玻璃)具有一定角度之情形時,固定部13A之厚度之最短值較佳為0.5 mm~100 mm。又,為了抑制熱裂紋,固定部13A之厚度之最短值可為2 mm以上,亦可為4 mm以上,亦可為6 mm以上,亦可為15 mm以上,亦可為20 mm以上,亦可為30 mm以上,亦可為50 mm以上。為了提高設計性,固定部13A之厚度之最短值可為80 mm以下,亦可為60 mm以下,亦可為55 mm以下。
空間S係如上所述,藉由固定部13A,於玻璃板20與天線設置用基板12之間形成之可供空氣流動之空間。因此,空間S之厚度與固定部13A之平均厚度t為大致相同之厚度。
另,於玻璃板20之主表面例如除照射日光之外還於玻璃板20之附近設置熱源之狀況等之情形時,亦有僅由空間S中自然流動的空氣量無法充分抑制溫度上升之情形。於該情形時,亦可強制地將空氣吹入空間S。吹入空間S之、天線設置用基板12之單位面積之空氣之風量(以下,僅稱為空氣之風量。)較佳為2 m3 /小時以上。若空氣之風量為2 m3 /小時(hour)以上,則可降低位於與天線設置用基板12對向之位置之玻璃板20之主表面之溫度上升。空氣之風量更佳為5 m3 /小時以上。空氣之風量之上限並未特別限定,例如為10 m3 /小時以下。作為將空氣強制地吹入空間S之機構,亦可使用例如送風機。
如此,天線單元10藉由形成空間S,可使天線設置用基板12之第1主表面121之平均日射吸收率下降。藉此,可抑制玻璃板20之表面溫度上升。天線設置用基板12之第1主表面121之平均日射吸收率依存於天線設置用基板12之大小或空間S之厚度等,較佳為60%以下,更佳為40%以下,尤佳為25%以下。
於本實施形態中,平均日射吸收率是指天線設置用基板12之第1主表面121之日射吸收率之平均值。例如,於第1主表面121之具有天線之部分與不具有天線之部分中,藉由求出面積,分別於任意之部位逐個測定若干部位(例如,各3個部位)之日射吸收率,可求出日射吸收率之平均值。日射吸收率可藉由JIS R 3106(1998)求出。
於天線11為平板狀之天線之情形時,天線11之玻璃板側之主表面之平均日射透過率較佳為60%以下,更佳為40%以下,尤佳為25%以下。又,於天線11設置於收容容器之內部之情形時,收容容器之玻璃板側之主表面之平均日射透過率較佳為60%以下,更佳為40%以下,尤佳為25%以下。
於天線單元10中,空氣自天線設置用基板12之下側(-Z軸方向)流入空間S內。流入空間S內之空氣可朝向天線設置用基板12之上側(+Z軸方向)於空間S內自由流動。流動於空間S內之空氣一面接觸於位於與天線設置用基板12對向之位置之玻璃板20之主表面,一面自天線設置用基板12之上側(+Z軸方向)流出。因空間S內之空氣接觸於位於與天線設置用基板12對向之位置之玻璃板20之主表面,而抑制位於與天線設置用基板12對向之位置之玻璃板20之主表面因外部氣體或太陽光等而過度升溫。又,因固定部13A於上下方向連續形成,故相應地空間S內之上部與下部之溫度差變大。因此,利用所謂之煙囪效應,可增大流通於空間S內之空氣之流動速度。
天線單元10以於玻璃板20與天線設置用基板12之間形成可供空氣流通之空間S之方式,於天線設置用基板12設置固定部13A。藉此,即便玻璃板20因外部氣體或太陽光等而被加溫,亦可抑制位於與天線設置用基板12對向之位置之玻璃板20之主表面過度升溫。因此,可降低於位於與天線設置用基板12對向之位置之玻璃板20產生熱裂紋之可能性。因此,天線單元10可不使玻璃板20產生損傷而穩定地設置於玻璃板20。
以下,對天線單元10之其他形態進行說明。
此前,已對將固定部13A設置於天線設置用基板12之2個部位之實施形態進行了說明,但只要空氣可於空間S內流通,則固定部13A之態樣並不限定。於圖4中顯示固定部13A之一例。圖4係顯示固定部13A之其他形態之一例之透過立體圖。如圖4所示,亦可將固定部13B分別設置於天線設置用基板12之第1主表面121之X軸方向之兩端、且為其Z軸方向之兩端,從而將天線設置用基板12於4個部位固定。又,4個固定部13B之中,設置於-Z軸方向之固定部13B亦可於天線設置用基板12之下端之例如中央附近僅設置1個,而將天線設置用基板12以3個固定部13B固定於玻璃板20。又,4個固定部13B之中,亦可僅設置位於對角之2個,而將天線設置用基板12以2個固定部13B固定於玻璃板20。
固定部亦可如圖3所示設置於天線設置用基板12之邊之全體,亦可如圖4所示設置於天線設置用基板12之邊之一部分。
又,於圖3中,固定部13A亦可於天線設置用基板12之X軸方向之兩端沿Z軸方向設置成矩形狀,但只要空氣可於空間S內流動,亦可設置於天線設置用基板12之X軸方向之兩端及Z軸方向之兩端中之3個部位。於將固定部13A設置於3個部位之情形時,例如,如上所述,藉由使用送風機使空氣強制地於空間S通風,使空氣於空間S流通。若將固定部沿天線設置用基板12之4邊設置成框狀,則空氣無法於空間S流通,但藉由將固定部設為上述之形態,空氣可於空間S流通。
於本實施形態中,天線單元10於玻璃板20與天線設置用基板12之第1主表面121之間僅形成空間S,但並不限定於此。於圖5中顯示天線單元之其他形態之一例之剖面狀態。如圖5所示,天線單元10於天線設置用基板12之玻璃板20側之第1主表面121,亦可進而具有介電層15。即便於該情形時,於玻璃板20與介電層15之間亦形成空間S。介電層15亦可為第1主表面121之全面,亦可僅為與天線設置用基板12對應之部分。藉由將介電層15設置於天線設置用基板12之第1主表面121,可提高電磁波之透過性能。介電層15可為單層,亦可為複數層。
介電層15較佳為具有天線設置用基板12與空間S之間之介電常數,介電層15之介電常數為例如5.0以下,更佳為3.5以下。形成介電層15之材料亦可為具有天線設置用基板12與空間S之間之介電常數之材料,例如,可使用(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、氟系樹脂、纖維強化塑料(FEP)等。介電層15例如可藉由利用接著劑進行貼附等周知之方法形成。
介電層15之厚度只要可配置於玻璃板20與天線設置用基板12之間即可,例如,較佳為0.2 mm~1.5 mm,更佳為0.3 mm~1.3 mm,進而更佳為0.7 mm~1.2 mm。另,於該情形時,以可形成空間S之方式,固定部13A設為0.7 mm~100 mm。
另,於介電層15設置於天線設置用基板12之第1主表面121之情形時,介電層15之算術平均粗度Ra較佳為與天線設置用基板12之第1主表面121之算術平均粗度Ra相同。介電層15之算術平均粗度Ra之上限值較佳為1.2 μm以下,更佳為0.6 μm以下,尤佳為0.3 μm以下。算術平均粗度Ra之下限值並未特別限定,但較佳為0.001 μm以上。另,於該情形時,玻璃板20之第1主表面121之算術平均粗度Ra並未特別限定。
於本實施形態中,天線單元10係如圖6所示,亦可具有設置於天線設置用基板12之與玻璃板20側為相反側之第2主表面122之電磁遮蔽層16。電磁遮蔽層16可減少電磁波與自室內之電子機器產生之電磁波之電磁波干擾。電磁遮蔽層16可為單層,亦可為複數層。作為電磁遮蔽層16,可使用周知之材料,例如,可使用銅或鎢等之金屬膜或使用透明導電膜之透明基板等。
作為透明導電膜,例如,可使用具有包含銦錫氧化物(ITO)、摻氟氧化錫(FTO)、銦鋅氧化物(IZO)、添加氧化矽之銦錫氧化物(ITSO)、氧化鋅(ZnO)或包含P或B之矽化合物等透光性之導電性材料。
為了具有光透過性,電磁遮蔽層16較佳為形成為網格狀。此處,所謂網格係指於電磁遮蔽層16之平面開設有網格狀之透孔之狀態。於電磁遮蔽層16形成為網格狀之情形時,網格之眼可為方形,亦可為菱形。網格之線寬較佳為5~30 μm,更佳為6~15 μm。網格之線間隔較佳為50~500 μm,更佳為100~300 μm。
作為電磁遮蔽層16之形成方法,可使用周知之方法,例如,可使用濺鍍法或蒸鍍法等。
電磁遮蔽層16之表面電阻率較佳為20Ω/□以下,更佳為10Ω/□以下,尤佳為5Ω/□以下。電磁遮蔽層16之大小較佳為天線設置用基板12之大小以上。藉由於天線設置用基板12之第2主表面122側設置電磁遮蔽層16,可抑制電波向室內之透過。電磁遮蔽層16之表面電阻率取決於電磁遮蔽層16之厚度、材質、開口率變化。開口率係包含電磁遮蔽層16之開口部之單位面積之開口部之面積之比例。
電磁遮蔽層16之可見光透過率於設計性提高之點上,較佳為40%以上,更佳為60%以上。又,為了抑制電波透過室內,電磁遮蔽層16之可見光透過率較佳為90%以下,更佳為80%以下。
又,電磁遮蔽層16之開口率越大可見光透過率越高。電磁遮蔽層16之開口率較佳為80%以上,更佳為90%以上。又,為了抑制電波透過室內,電磁遮蔽層16之可見光開口率較佳為95%以下。
電磁遮蔽層16之厚度較佳為400 nm以下,更佳為300 nm以下。電磁遮蔽層16之厚度之下限並未特別限定,可為2 nm以上,亦可為10 nm以上,亦可為30 nm以上。
又,於電磁遮蔽層16形成為網格狀之情形時,電磁遮蔽層16之厚度亦可為2~40 μm。藉由電磁遮蔽層16形成為網格狀,即便電磁遮蔽層變厚,亦可提高可見光透過率。
另,電磁遮蔽層16並不限定於設置於第2主表面122之例。例如,天線單元10於相對於天線單元10形成之面之法線方向(Y軸之正方向)形成角度之方向設定傾斜角。於該情形時,放射之電磁波之一部分於玻璃板20與室外之邊界面中,相對於邊界面之法線方向(例如,Y軸之負方向)成角度而反射。例如,相對於Y軸之負方向成角度之反射波有於玻璃板20之室內側(Y軸之負方向側)之面,自與設置有天線單元10之區域不同之區域向室內透過之可能性。為了防止此種反射波透過室內,電磁遮蔽層16亦可設置於玻璃板20之室內側之面之與設置有天線單元10之區域不同之區域。例如,電磁遮蔽層16亦可較玻璃板20之室內側之面之設有天線單元10之區域設置於更靠近Z軸之正方向及/或負方向。相對於玻璃板20設置電磁遮蔽層16之位置及/或區域亦可根據設置天線單元10之高度、天線單元10形成之區域、及天線單元10之放射方向(例如,傾斜角)之至少1個而設定。
又,於將電磁遮蔽層16設置於玻璃板20之室內側之情形時,於玻璃板20與電磁遮蔽層16之間,亦可形成與空間S相同之空間。
另,一面維持透光性一面抑制電磁波透過室內之構造亦可取代電磁遮蔽層16而設置於第2主表面122。例如,亦可於第2主表面122設置1個以上之電磁波吸收元件。電磁波吸收元件例如具有將金屬成型為線狀(長條狀)之構造。
另,電磁波吸收元件並不限定於金屬,亦可為複數種原料配合而成之材料。例如,複數種原料可為金屬、合金、碳及/或各種有機物等,各導電率亦可不同。又,電磁波吸收元件亦可使用具有透光性之材料而構成。
複數個電磁波吸收元件例如亦可以長邊方向朝向相同之方向,於與長邊方向正交之方向隔以特定之間隔而排列之方式,於第2主表面122配置複數個。例如,電磁波吸收元件之長邊方向亦可配置於沿自天線單元10放射之電磁波之偏波面之方向之方向。
電磁波吸收元件並不限定於設置於第2主表面122之例,例如,亦可設置於玻璃板20之室內側之面之與設置有天線單元10之區域不同之區域。設置電磁波吸收單元之位置及/或範圍亦可根據設置天線單元10之高度、天線單元10形成之區域及天線單元10之放射方向(例如,傾斜角)之至少1者而設定。
另,於本實施形態中,於將天線設置用基板12與固定部13A設為一體之狀態下將天線單元10安裝於玻璃板20,但並未限定於此。例如,亦可於先僅將固定部13A安裝於玻璃板20之後,將天線設置用基板12固定於固定部13A,於玻璃板20上完成天線單元10。
<附天線之玻璃板> 對應用一實施形態之玻璃用天線單元之附天線之玻璃板進行說明。圖7係附天線之玻璃板之立體圖,圖8係自圖7之A-A方向觀察之部分剖視圖。如圖7及圖8所示,附天線之玻璃板30具有上述之天線單元10與玻璃板31,天線單元10被安裝於玻璃板31。
玻璃板31係使用於建築物等之窗戶之周知之玻璃板。如圖7及圖8所示之玻璃板31於俯視下形成為矩形,具有第1主表面311及第2主表面312。玻璃板31之厚度根據建築物等之要求而設定。於本實施形態中,將玻璃板31之第1主表面311設為室外側,將第2主表面312設為室內側。另,於本實施形態中,有將第1主表面311及第2主表面312總稱為主表面之情形。於本實施形態中,所謂矩形,除了長方形或正方形以外,還包含對長方形或正方形之角進行倒角處理所得之形狀。玻璃板31之俯視下之形狀並不限定於矩形,亦可為圓形等。又,玻璃板31並不限定於單板,可為疊層玻璃,亦可為複數層玻璃。
作為玻璃板31之材質,例如,可列舉鈉鈣矽玻璃、硼矽酸玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、或無鹼玻璃。
玻璃板31可使用浮式法、熔化法、重繪法、按壓成形法或提拉法等周知之製造方法製造。作為玻璃板31之製造方法,自生產性優異及低成本之點考慮,較佳為使用浮式法。
玻璃板31於俯視下,例如形成為矩形。作為玻璃板31之切斷方法,例如,可列舉藉由對玻璃板31之表面照射雷射光並於玻璃板31之表面上使雷射光之照射區域移動而切斷之方法、或銑磨輪等機械切斷之方法。
玻璃板31之外緣以被窗框33夾持之狀態保持。玻璃板31亦可使用接著劑等使玻璃板31之外緣保持於窗框33。作為形成窗框33之材料,可使用周知之材料,例如,可使用不鏽鋼或鋁等之金屬材料。
天線單元10較佳為,於俯視下設置於自窗框33離開特定之距離L以上之位置。特定之距離L較佳為20 mm。例如,當窗框直接暴露於日光下時,玻璃板31之溫度上升而成為高溫。另一方面,由於窗框33與玻璃板31相比溫度較低,故位於窗框33內之玻璃板31變得較窗框33溫度進而更低。即,位於與天線單元10對向之位置之玻璃板31之部分較位於窗框33內之玻璃板31之部分溫度更高。因此,於位於與天線單元10對向之位置之玻璃板31之部分與位於窗框33內之玻璃板31之部分之間產生較大之熱膨脹差,於位於與天線單元10對向之位置之玻璃板31之部分產生較大之熱畸變。根據場合,有於位於與天線單元10對向之位置之玻璃板31之部分或其附近產生熱裂紋之可能性。尤其,藉由安裝天線單元10於玻璃板31之第2主表面312,位於與天線單元10對向之位置之玻璃板31之第2主表面312上之空氣之流通受到阻礙。於該情形時,位於與天線單元10對向之位置之玻璃板31之部分之溫度進一步變高。其結果,有位於與天線單元10對向之位置之玻璃板31之部分或其附近產生之熱畸變進一步變大之可能性。
此處,於圖9中顯示天線單元10距安裝於玻璃板31之窗框33之裏框之位置與於玻璃板31產生之應力(最大拉伸應力)之關係之一例。另,於圖9中,天線單元10之大小設為寬度(X軸方向)400 mm×高度(Z軸方向)400 mm。天線設置用基板12之平均日射吸收率設為大約90%。玻璃板31設為FL-8(硝子公司製)。於玻璃板31產生之最大拉伸應力係通過安裝有天線單元10之玻璃板31中產生之最大拉伸應力與未安裝天線單元10之玻璃板31中產生之最大拉伸應力之比(最大拉伸應力比)進行評估。圖9中之縱軸表示玻璃板31之最大拉伸應力比。圖9中之橫軸係天線單元10距窗框33之裏框之距離。
如圖9所示,於天線單元10距窗框33之裏框約20 mm之位置,最大拉伸應力比成為最大值(大約1.4),於玻璃板31產生之熱畸變變得最大。且,隨著天線單元10之設置位置自窗框33之裏框離開20 mm以上,最大拉伸應力比有變小之傾向。因此,只要天線單元10設置於自窗框33之裏框離開20 mm以上之位置,於玻璃板31產生之熱畸變則會變得更小。又,只要天線單元10距窗框33之內框20 mm以上,由於天線單元10位於自窗框33離開之位置,故天線單元10變得容易施工,故較佳。
於本實施形態中,藉由將天線單元10設置於自窗框33離開20 mm以上之位置,可縮小位於與天線單元10對向之位置之玻璃板31之部分與位於窗框33內之玻璃板31之部分之溫度梯度。進而,使天線單元10之天線設置用基板12與玻璃板31之間形成之空間S內產生空氣之流通。藉此,可進一步縮小位於與天線單元10對向之位置之玻璃板31之部分與位於窗框33內之玻璃板31之部分之溫度梯度。
特定之距離較佳為25 mm,尤佳為30 mm,尤佳為40 mm,最佳為50 mm。即,天線單元10更佳為於俯視下設置於自窗框33離開25 mm以上之位置,尤佳為設置於離開30 mm以上之位置,尤佳為設置於離開40 mm以上之位置,最佳為設置於離開50 mm以上之位置。
由於附天線之玻璃板30具備天線單元10,故可降低於位於與天線單元10對向之位置之玻璃板31之部分產生熱裂紋之可能性。因此,附天線之玻璃板30可適宜用作現有或新設之建築物或家等之窗戶玻璃用之玻璃板。
附天線之玻璃板30可將天線單元10設置於玻璃板31之室內側即第2主表面312。藉此,天線單元10可防止損壞建築物之外觀且可防止暴露於外部氣體中,故可提高耐久性。進而,附天線之玻璃板30將天線單元10設置於玻璃板31之上方且左右之任一方之端部側。因此,藉由將連接於天線單元10之天線設置用基板12之配線自玻璃板31通向天花板內側或牆壁等,可減少於玻璃板20或建築物之室內之壁露出之配線。
附天線之玻璃板30係將天線單元10設置於玻璃板31,故無需於建築物之屋頂上等設置天線單元10。因此,由於附天線之玻璃板30無需進行用以於建築物之屋頂等高處進行設置之作業,故可簡單地設置於建築物。又,例如,即便於天線單元10破損而必須更換之情形等時,亦可容易地在短時間內進行天線單元10之更換。
附天線之玻璃板30可將多個天線單元10設置於玻璃板31。即便於該情形時,天線單元10由於設置於玻璃板31之室內側即第2主表面312,故即便將多個天線單元10設置於玻璃板31,附天線之玻璃板30亦可減少損壞建築物之外觀的情況。又,附天線之玻璃板30藉由將多個天線單元10設置於玻璃板31,可穩定地進行電磁波之收發。
伴隨著小型化,天線亦可設置於建築物內。於將天線設置於建築物時,能以不損壞建築物之外觀且可穩定地進行電磁波之收發之方式,選定天線之適當之設置場所進行設置。
為了謀求無線通信之高速化及大容量化,如第5代移動通信系統(5G)用之頻帶般,使用之頻帶之高頻率化及寬頻帶化正在發展。因此,於具有高頻率及寬頻帶之頻帶之電磁波使用於攜帶電弧或網絡通信等之情形時,為了穩定地進行電磁波之收發,重要的是較先前設置更多之天線。另,所謂5G之頻帶係指3.7GHz帶(3.6~4.2GHz)、4.5GHz帶(4.4~4.9GHz)、28GHz帶(27.5~29.5GHz)之頻率。
根據本實施形態,附天線之玻璃板30藉由將多個天線單元10設置於玻璃板31,可減少損壞建築物之外觀的情況且可穩定地進行電磁波之收發。藉此,由於可穩定地進行具有高頻及寬頻帶之頻帶之電磁波之收發,故可對應於無線通信之高速化及大容量化。
(其他形態) 以下,對附天線之玻璃板30之其他形態進行說明。
於本實施形態中,附天線之玻璃板30係如圖10所示,亦可於玻璃板31之室內側即第2主表面312,設置具有熱線反射功能等之塗佈層35。於該情形時,塗佈層35較佳為於天線單元10之天線設置用基板12、或與平板狀之天線對向之位置具有開口部351A。藉此,附天線之玻璃板30可抑制電波透過性能之下降。
開口部351A較佳為至少與天線設置用基板12或平板狀之天線相同之大小。
又,於天線設置於收容容器之內部之情形時,塗佈層35較佳為於與天線單元10之收容容器對向之位置處有開口部351A,且開口部351A至少與收容容器大小相同。
作為塗佈層35,例如,可使用導電膜。作為導電膜,例如,可使用依次積層透明介電質、金屬膜及透明介電質而成之積層膜、ITO、或摻氟氧化錫(FTO)等。作為金屬膜,例如,可使用自包含Ag、Au、Cu及Al之群選擇之至少一種作為主要成分之膜。
開口部351A之面積較佳設為下述式(1)之值以上。藉此,附天線之玻璃板30可進一步抑制電波透過性能之下降。 a×b…(1) (其中,式(1)中,a係天線設置用基板12、平板狀之天線或收容容器之一邊之長度,b係天線設置用基板12、平板狀之天線或收容容器之另一邊之長度。)
另,於此處,上述式(1)之a及b係,天線設置用基板12、平板狀之天線或收容容器於俯視下為矩形狀,但並不限定於此。天線設置用基板12於俯視下為圓形之情形時,上述式(1)之a及b可設為天線設置用基板12、平板狀之天線或收容容器之直徑,且設為相同值。天線設置用基板12於俯視下為橢圓形之情形時,上述式(1)之a可設為天線設置用基板12、平板狀之天線或收容容器之短軸,b可設為長軸。
又,於天線11設置於天線設置用基板12之內部之情形時,與上述相同,上述式(1)之a為天線設置用基板12之一邊之長度,b為天線設置用基板12之另一邊之長度。於天線11設置於具有平行於玻璃板20之面之收容容器之內部之情形時,上述式(1)之a係收容容器之一邊之長度,b係收容容器之另一邊之長度。於天線11形成為平板狀之情形時,上述式(1)之a設為平板狀之天線之一邊之長度,b設為平板狀之天線之另一邊之長度。
開口部351A除了設為與天線單元10對應之大小以外,亦可保留一部分。於圖11中顯示開口部351A之形態之另一例。如圖11所示,塗佈層35亦可具有形成為狹縫狀之開口部351B。即使於此種情形時,附天線之玻璃板30亦可抑制電波透過性能之劣化。另,開口部351B之大小係以天線單元10之固定部13A位於其外周之方式形成。
狹縫狀之開口部351B之寬度較佳為λ/200以上。狹縫狀之開口部351B無需設為週期構造,但狹縫狀之開口部351B彼此之間隔較佳為λ/2以下。狹縫狀之開口部351B較佳為垂直於電磁波之電場方向而形成。藉此,附天線之玻璃板30可進一步穩定地抑制電波透過性能之下降。於使用水平極化波與垂直極化波之雙極化波作為電磁波之情形時,開口部351B較佳為形成為格子狀。藉此,附天線之玻璃板30可進一步穩定地抑制電波透過性能之下降。另,於不定形地去除塗佈層35之情形時,狹縫狀之開口部351B彼此之間隔較佳為於電場方向以λ/2不連續。藉此,附天線之玻璃板30可抑制電波透過性能之下降。
附天線之玻璃板30係如圖12所示,亦可於玻璃板31之與天線單元10側相反之方向(外側)之第1主表面311具有疏水處理層36。藉由於第1主表面311設置疏水處理層36,可改善玻璃板20之電波透過性能。
<玻璃用天線單元之施工・製造方法> 其次,對一實施形態之天線單元之施工・製造方法進行說明。另,此處言及之天線單元之施工・製造方法可應用於所謂之建設後之建築物之窗戶玻璃(玻璃板)或新建設中之建築物之窗戶玻璃(玻璃板)。
首先,預先進行現場確認以便於建築物之窗戶玻璃安裝天線單元10。現場確認例如於玻璃之種類之選擇或設置場所之方位之確認等進行後,進行建築物之窗戶玻璃40之電波特性之確認等。藉由進行現場確認,決定固定部13A之安裝位置或固定部13A之厚度(空間S之厚度)等。
其後,如圖13所示,以於窗戶玻璃40與天線設置用基板12之間形成可供空氣流通之空間S之方式,將天線單元10經由固定部13A安裝於窗戶玻璃40。
藉此,可於現有之建築物之窗戶玻璃40,施工如圖2所示之天線單元10。
又,天線單元之施工・製造方法亦可應用於在玻璃板31之室內側即第2主表面312設置有具有熱線反射功能等之塗佈層35(參照圖10)之玻璃板31。於該情形時,如圖10及圖11所示,至少去除玻璃板31之與天線單元10之天線設置用基板12對應之位置之塗佈層35。且,較佳形成如圖10所示之開口部351A或如圖11所示之狹縫狀之開口部351B。藉此,由於開口部351A或開口部351B具有至少與天線單元10相同之大小,故附天線之玻璃板30可抑制電波透過性能之下降。
開口部351A、351B之形成時期並未特別限定,但例如,自開口部351A、351B之形成之容易性之點而言,開口部351A、351B較佳為於將天線單元10安裝於建築物之窗戶玻璃40之前形成。
塗佈層35可以研磨或雷射等周知之方法去除。
開口部351A、351B係如上所述,較佳為面積形成為上述式(1)之值以上。藉此,附天線之玻璃板30可進一步抑制電波透過性能之下降。
<附天線之玻璃板之製造方法> 其次,對附天線之玻璃板30之製造方法進行說明。首先,準備天線單元10與形成有主表面之矩形狀之玻璃板31。玻璃板31可藉由周知之切斷方法,將使用周知之製造方法而得之玻璃素板於俯視下形成為矩形。
其後,以於玻璃板31與天線設置用基板12之間形成可供空氣流動之空間S之方式,經由固定部13A將天線單元10安裝於玻璃板31。
藉此,可製造如圖7所示之附天線之玻璃板30。
又,於玻璃板31之第2主表面312,可設置塗佈層35(參照圖10)。於該情形時,較佳為,於塗佈層35之與天線單元10之天線設置用基板12對向之位置,形成如圖10所示之開口部351A或如圖11所示之狹縫狀開口部351B。 [實施例]
以下顯示於下述之條件下進行天線單元之製造且評估附天線之玻璃板之例。例1-1~例1-14為實施例,例1-15~1-17為參考例。
<例1> [例1-1] 將天線單元10之天線設置用基板12(參照圖2)之大小設為寬度(X軸方向)×400 mm×高度(Z軸方向)400mm,將固定部13A(參照圖2)之平均厚度設為1.0mm,使得空氣可自然地於空間S通風(參照圖2)。藉此,製作出如圖7所示之附天線之玻璃板30。作為天線設置用基板12(參照圖2),準備第1主表面121之平均日射吸收率為20%、40%、60%、90%者。照射於附天線之玻璃板30之日射量為825W/m2 ,設置有附天線之玻璃板30之建築物之外部氣溫為大約5℃,室內溫度為大約20℃,建築物外部之傳熱係數為15.1W/m2 k,建築物之內側之傳熱係數為8.0W/m2 k時,附天線之玻璃板30之窗框33之溫度為大約10.2℃。測定各個天線收容基板之天線設置用基板12側之第2主表面312之溫度、流動於空間S之天線設置用基板12之每單位面積之空氣之風量、及於玻璃板31之端(邊緣)產生之應力。
於玻璃板31之端產生之應力之計算係基於「旭硝子 板玻璃建材綜合目錄 技術資料篇」而進行。即,測定各天線設置用基板之圖14所示之玻璃板31之中央部之溫度tg 、窗框33之溫度ts 。其後,求出各種係數(基本應力係數k0 、陰影係數k1 、窗簾陰影係數k2 、面積係數k3 、邊緣溫度係數f)。
各種係數係如以下般定義。 基本應力係數k0 係0.47 MPa/℃ 玻璃面之日射並不一樣,若部分形成陰影則玻璃板內之溫度分佈變化,與無陰影之情形相比熱應力變大。影係數k1 係將該應力增與無陰影之情形相比並顯示其比率者。 即便日射量相同,若於玻璃之室內側具有窗簾或遮光簾,且因該等導致之日射之反射、再散熱增強,故與無窗簾或遮光簾之情形相比,玻璃中央部之溫度上升,且溫度差變大。窗簾陰影係數k2 係顯示該比率者。 即便溫度差相同,若玻璃面積變大,熱膨脹量之絕對值亦變大,與玻璃面積較小之情形相比,熱應力變大。面積比率k3 係將其表示為相對於玻璃面積1.0 m2 之比率者。 邊緣溫度係數f係藉由下述式(i)而規定。 f=(tg -te )/(tg -ts )…(i)
各種係數係主要自基於實驗結果而確定之值中考慮到當時之玻璃板31之條件而選擇。其後,使用玻璃板31之中央部之溫度tg 、窗框33之溫度ts 、各種係數,由下述式(ii),計算出於玻璃板31之端產生之應力σ。σ=k0 ×k1 ×k2 ×k3 ×f×(tg -ts )…(ii)
[例1-2及1-3] 於例1-1中,將固定部13A之平均厚度變更為2.0 mm或3.0 mm,除此以外,與例1-1相同地製作了如圖7所示之附天線之玻璃板30。測定於天線收容基板之平均日射吸收率為20%、40%、60%、90%之情形下之玻璃板31之天線設置用基板12側之第2主表面312之溫度Tg、流通於空間S之天線設置用基板12之單位面積之空氣之風量、及於玻璃板31之端產生之應力。
[例1-4] 於例1-1中,將天線設置用基板12之大小設為寬度(X軸方向)400 mm×高度(Z軸方向)800 mm,將固定部13A之平均厚度變更為6.0 mm,除此以外,與例1-1相同地製作了圖7所示之附天線之玻璃板30。測定於天線收容基板之平均日射吸收率為20%、40%、60%、90%之情形下之玻璃板31之天線設置用基板12側之第2主表面312之溫度Tg 、流通於空間S之天線設置用基板12之單位面積之空氣之風量、及於玻璃板31之端產生之應力。
[例1-5] 於例1-1中,將天線設置用基板12之大小設為寬度(X軸方向)100 mm×高度(Z軸方向)100 mm,將固定部13A之平均厚度變更為0.5 mm,除此以外,與1-1相同地製作了圖7所示之附天線之玻璃板30。測定於天線收容基板之平均日射吸收率為20%、40%、60%、90%之情形下之玻璃板31之天線設置用基板12側之第2主表面312之溫度Tg 、流通於空間S之天線設置用基板12之單位面積之空氣之風量、及於玻璃板31之端產生之應力。
[例1-6] 於例1-1中,將天線設置用基板12之大小設為寬度(X軸方向)100 mm×高度(Z軸方向)100 mm,除此以外,與例1-1相同地製作了圖7所示之附天線之玻璃板30。測定於天線收容基板之平均日射吸收率為20%、40%、60%、90%之情形下之玻璃板31之天線設置用基板12側之第2主表面312之溫度Tg 、流通於空間S之天線設置用基板12之單位面積之空氣之風量、及於玻璃板31之端產生之應力。
[例1-7及1-8] 於例1-1中,將天線設置用基板12之大小設為寬度(X軸方向)100 mm×高度(Z軸方向)100 mm,將固定部13A之平均厚度變更為2.0或3.0 mm,除此以外,與例1-1相同地製作了圖7所示之附天線之玻璃板30。測定於天線收容基板之平均日射吸收率為20%、40%、60%、90%之情形下之玻璃板31之天線設置用基板12側之第2主表面312之溫度Tg 、流通於空間S之天線設置用基板12之單位面積之空氣之風量、及於玻璃板31之端產生之應力。
[例1-9~例1-11] 於例1-1中,使用送風機強制性地使空氣於空間S通風,變更風量,除此以外,與例1-1相同地製作了圖7所示之附天線之玻璃板30。測定於天線收容基板之平均日射吸收率為20%、40%、60%、90%之情形下之玻璃板31之天線設置用基板12側之第2主表面312之溫度Tg 、流通於空間S之天線設置用基板12之單位面積之空氣之風量、及於玻璃板31之端產生之應力。
[例1-12~例1-14] 於例1-1中,將固定部13A之平均厚度變更為5.0 mm、15.0 mm或25.0 mm,除此以外,與例1-1相同地製作圖7所示之附天線之玻璃板30。測定於天線收容基板之平均日射吸收率為20%、40%、60%、90%之情形下之玻璃板31之天線設置用基板12側之第2主表面312之溫度Tg 、流通於空間S之天線設置用基板12之單位面積之空氣之風量、及於玻璃板31之端產生之應力。
[例1-15] 例1-12係將天線設置用基板12直接設置於玻璃板31之例。於例1-1中,將固定部13A之平均厚度設為0.0 mm,不形成空間S,除此以外,與例1-1相同地製作了附天線之玻璃板30。測定於天線收容基板之平均日射吸收率為20%、40%、60%、90%之情形下之玻璃板31之天線設置用基板12側之第2主表面312之溫度Tg 、流通於空間S之天線設置用基板12之單位面積之空氣之風量、及於玻璃板31之端產生之應力。
[例1-16] 例1-16係將玻璃板31、天線設置用基板12與玻璃之間形成之空間S密封之例。於例1-1中,變更為使空間S以空氣不通風之方式密閉,除此以外,與例1-1相同地製作附天線之玻璃板30。測定於天線收容基板之平均日射吸收率為20%、40%、60%、90%之情形下之玻璃板31之天線設置用基板12側之第2主表面312之溫度Tg 、流通於空間S之天線設置用基板12之單位面積之空氣之風量、及於玻璃板31之端產生之應力。
[例1-17] 例1-17係將於玻璃板31與天線設置用基板12與玻璃之間形成之空間S密封之例。於例1-1中,將固定部13A之平均厚度設為6.0 mm,且變更為使空間S以空氣不通風之方式密封,除此以外,與例1-1相同地製作附天線之玻璃板30。測定於天線收容基板之平均日射吸收率為20%、40%、60%、90%之情形下之玻璃板31之天線設置用基板12側之第2主表面312之溫度Tg 、流通於空間S之天線設置用基板12之單位面積之空氣之風量、及於玻璃板31之端產生之應力。
於表1中顯示各例中之天線設置用基板12之大小、固定部13A之平均厚度、空間S之通風之有無、玻璃板31之天線設置用基板12側之第2主表面312之溫度、流通於空間S之天線設置用基板12之單位面積之空氣之風量、及於玻璃板31之端產生之應力。另,表1中之影線部位顯示玻璃板31之有產生熱裂紋之可能性之部分。作為有可能使玻璃板31產生熱裂紋之應力,係以玻璃板31可短時間容許之應力17.7 MPa為基準。
[表1]
自表1可明確得知,於例1-12~例1-14中,天線設置用基板12之平均日射吸收率為40%~90%,於玻璃板31之端產生之應力較大,於玻璃板31產生熱裂紋之可能性較高。因此,於如例1-12~例1-14中之附天線之玻璃板中,可以說有必要採取對策以避免熱裂紋產生。
與此相對,於例1-1~例1-14中,與例1-15~例1-17相比,玻璃板31之溫度全部下降,於玻璃板31之端產生之應力全部變小。此係認為是由於藉由在玻璃板31與天線設置用基板12之間設置空間S,使得空氣可流動,故可使玻璃板31之溫度下降。尤其,於天線設置用基板12之平均日射吸收率不滿90%之情形時,於玻璃板31之端產生之應力小於玻璃板31可短時間容許之應力(17.7 MPa),可以說可降低於玻璃板31產生熱裂紋之可能性。
又,例1-9~1-11中,玻璃板31之溫度進一步下降,於玻璃板31之端產生之應力進一步變小。此係可看作是由於藉由使空氣強制性地於空間S流通,故可使玻璃板31之溫度下降。
<例2> [例2-1] 於天線設置用基板12之玻璃板31側之第1主表面121製作設置有介電層15之天線單元10。將該天線單元10經由固定部13A安裝於玻璃板31,製作附天線之玻璃板,且將第1層設為玻璃板31,將第2層設為空間S,將第3層設為介電層。作為玻璃板31,使用鈉鈣玻璃,作為介電層15,使用聚碳酸酯系樹脂形成。玻璃板31之厚度約設為8.0 mm,空間S之厚度約設為0.5 mm,介電層之厚度約設為10 mm。自與製作之玻璃板31之天線單元10側相反之方向使電磁波入射至玻璃板31,測定電磁波之透過損失(TL)。作為電磁波,測定TE波與TM波。於圖15顯示TE波之透過損失之測定結果,於圖16顯示TM波之透過損失之測定結果。圖15及圖16中,玻璃板(60°)為玻璃板31之透過損失。另,鈉鈣玻璃之介電常數為7-j0.1,空氣之介電常數為10,介電層之介電常數為2.8-j0.017。
[例2-2] 於例2-1中,於天線設置用基板12之玻璃板31側之第1主表面121製作設置有介電層15之天線單元10。除將天線單元10不經由固定部13A而直接安裝於玻璃板31以外,與例2-1相同地進行,測定附天線之玻璃板之電磁波之透過性能。於圖17顯示TE波之透過損失之測定結果,於圖18顯示TM波之透過損失之測定結果。
於表2中顯示例2-1及2-2中之第1層~第3層之種類與厚度。
[表2]
自圖15~圖18可知,例2-1較例2-2透過損失之寬度變小,且透過損失之性能有改善。因此,若於玻璃板31與天線設置用基板12之間設置空間,可以說可提高電磁波之透過性能。
<例3> 於天線設置用基板12之與玻璃板20側為相反側之第2主表面122設置有電磁遮蔽層16,製作如圖6所示之天線單元10。將該天線單元10經由固定部13A安裝於玻璃板31,製作附天線之玻璃板。作為電磁遮蔽層16,使用於厚度約6 mm之玻璃板形成透明導電膜者,電磁遮蔽層16之表面電阻率設為50 Ω/□、20 Ω/□、10 Ω/□、5.0 Ω/□、3.0 Ω/□及20 Ω/□。將電磁波垂直入射至已製成之電磁遮蔽層16,測定電磁波之透過損失(TL)。於圖19顯示入射至電磁遮蔽層16之電磁波之透過損失之測定結果。如圖19所示,若電磁遮蔽層16之表面電阻率為10Ω/□以下,則能確認可將透過損失設定為大約20 dB以上。
如上述般,雖已說明本實施形態,但上述實施形態係作為例子而提示者,並非意圖藉由上述實施形態限定發明者。上述實施形態可以其他多種形態而實施,於不脫離發明主旨之範圍內可進行各種組合、省略、置換、變更等。該等實施形態或其變形包含於發明之範圍或主旨中,且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等之範圍內。
10:玻璃用天線單元 11:天線 12:平板狀之基板(天線設置用基板) 13A:固定部 13B:固定部 14:陶瓷層 15:介電層 16:電磁遮蔽層 20:玻璃板 21:窗框 30:附天線之玻璃板 31:玻璃板 33:窗框 35:塗佈層 36:疏水處理層 40:窗戶玻璃 121:第1主表面 122:第2主表面 311:第1主表面 312:第2主表面 351A:開口部 351B:開口部 A:方向 L:特定之距離 S:空間 t:平均厚度 tg:中央部之溫度 X:方向 Y:方向 Z:方向
圖1係顯示將玻璃用天線單元應用於玻璃板之狀態之透視立體圖。 圖2係玻璃用天線單元之透視立體圖。 圖3係通過玻璃板觀察圖1所示之玻璃用天線單元之透視立體圖。 圖4係顯示固定部之其他形態之一例之透過立體圖。 圖5係顯示玻璃用天線單元之其他形態之一例之剖視圖。 圖6係顯示玻璃用天線單元之其他形態之一例之剖視圖。 圖7係附天線之玻璃板之立體圖。 圖8係自圖7之A-A方向觀察之部分剖視圖。 圖9係顯示天線單元距窗框之裏框之位置與最大拉伸應力比之關係之圖。 圖10係顯示於塗佈層形成開口部之狀態之一例之圖。 圖11係顯示於塗佈層形成開口部之狀態之另一例之圖。 圖12係顯示附天線之玻璃板之其他形態之一例之部分剖視圖。 圖13係顯示玻璃用天線單元之施工方法之步驟之一部分之說明圖。 圖14係說明玻璃板之測定部位之圖。 圖15係顯示例3-1之TE波之透過損失之測定結果之圖。 圖16係顯示例3-1之TM波之透過損失之測定結果之圖。 圖17係顯示例3-2之TE波之透過損失之測定結果之圖。 圖18係顯示例3-2之TM波之透過損失之測定結果之圖。 圖19係顯示例4之電磁波之透過損失之測定結果之圖。
10:玻璃用天線單元
20:玻璃板
21:窗框
X:方向
Y:方向
Z:方向

Claims (19)

  1. 一種玻璃用天線單元,其設置於玻璃板之室內側,自上述室內側通過上述玻璃板進行電磁波之收發;上述玻璃用天線單元安裝於上述玻璃板;上述玻璃用天線單元具有:天線,其中上述天線係平板狀之天線或設置於平板狀之基板之天線;上述玻璃用天線單元還具有:固定部,其以於上述玻璃板與上述天線之間形成可供空氣流通之空間之方式,將上述天線或上述平板狀之基板固定於上述玻璃板;其中上述固定部之厚度為0.5mm~100mm;且上述平板狀之天線或上述平板狀之基板之上述玻璃板側之主表面之平均日射吸收率為60%以下。
  2. 一種玻璃用天線單元,其設置於玻璃板之室內側,自上述室內側通過上述玻璃板進行電磁波之收發;上述玻璃用天線單元安裝於上述玻璃板;上述玻璃用天線單元具有:天線,及於上述玻璃板與上述天線之間可供空氣流通之空間;其中上述天線係平板狀之天線或設置於平板狀之基板之天線;且上述平板狀之天線或上述平板狀之基板之上述玻璃板側之主表面之 平均日射吸收率為60%以下。
  3. 如請求項1或2之玻璃用天線單元,其進而具有以2m3/小時以上之風量將上述空氣吹入至上述玻璃板與上述天線之間的機構。
  4. 如請求項2之玻璃用天線單元,其中上述平板狀之天線或上述平板狀之基板之上述玻璃板側之主表面之算術平均粗度Ra為1.2μm以下。
  5. 如請求項2之玻璃用天線單元,其中於上述平板狀之天線或上述平板狀之基板之上述玻璃板側之主表面進而具有介電層。
  6. 如請求項5之玻璃用天線單元,其中上述介電層之上述玻璃板側之主表面之算術平均粗度Ra為1.2μm以下。
  7. 如請求項2之玻璃用天線單元,其具有設置於上述平板狀之天線或上述平板狀之基板之與上述玻璃板側為相反側之主表面之電磁遮蔽層。
  8. 如請求項2之玻璃用天線單元,其於上述平板狀之基板之與上述玻璃板為相反側之主表面具有1個以上之電磁波吸收元件。
  9. 如請求項1或2之玻璃用天線單元,其中 上述天線之可見光透過率為40%以上。
  10. 如請求項1或2之玻璃用天線單元,其中上述天線係設置於收容容器內之天線。
  11. 一種附天線之玻璃板,其具備:玻璃板;及玻璃用天線單元,其設置於上述玻璃板之室內側,自上述室內側通過上述玻璃板與室外側進行電磁波之收發;上述玻璃用天線單元安裝於上述玻璃板;上述玻璃用天線單元具有:天線,其中上述天線係平板狀之天線或設置於平板狀之基板之天線;上述玻璃用天線單元還具有:固定部,其以於上述玻璃板與上述天線之間形成可供空氣流通之空間之方式,將上述天線或上述平板狀之基板固定於上述玻璃板;其中上述固定部之厚度為0.5mm~100mm;且上述平板狀之天線或上述平板狀之基板之上述玻璃板側之主表面之平均日射吸收率為60%以下。
  12. 一種附天線之玻璃板,其具備:玻璃板;及玻璃用天線單元,其設置於上述玻璃板之室內側,自上述室內側通 過上述玻璃板與室外側進行電磁波之收發;上述玻璃用天線單元安裝於上述玻璃板;上述玻璃用天線單元具有:天線,及於上述玻璃板與上述天線之間可供空氣流通之空間;其中上述天線係平板狀之天線或設置於平板狀之基板之天線;且上述平板狀之天線或上述平板狀之基板之上述玻璃板側之主表面之平均日射吸收率為60%以下。
  13. 一種附天線之玻璃板,其具有:玻璃板;及如請求項1至10中任一項之玻璃用天線單元。
  14. 如請求項11至13中任一項之附天線之玻璃板,其中於上述玻璃板之上述玻璃用天線單元側之主表面進而具有塗佈層;上述塗佈層於與上述平板狀之天線或上述平板狀之基板對應之位置,具有至少與上述平板狀之天線或上述平板狀之基板相同大小之開口部。
  15. 如請求項14之附天線之玻璃板,其中上述平板狀之天線或上述平板狀之基板於俯視下形成為矩形,上述開口部之面積為下述式(1)之值以上:a×b…(1) (其中,式(1)中,a為平板狀之天線或平板狀之基板之一邊之長度,b為平板狀之天線或平板狀之基板之另一邊之長度)。
  16. 如請求項11至13中任一項之附天線之玻璃板,其中於上述玻璃板之與上述玻璃用天線側為相反方向之主表面進而具有疏水處理層。
  17. 如請求項11至13中任一項之附天線之玻璃板,其中於上述玻璃板之上述玻璃用天線單元側之主表面之與設置有上述玻璃用天線單元之區域不同之區域,具有電磁遮蔽層。
  18. 一種玻璃用天線單元之製造方法,其特徵在於包含下述步驟:將包含天線及固定部之玻璃用天線單元,以於玻璃板與上述天線之間形成可供空氣流通之空間之方式經由上述固定部安裝於上述玻璃板;其中上述天線係平板狀之天線或設置於平板狀之基板之天線;上述固定部設置於上述天線或上述平板狀之基板之一部分;上述固定部之厚度為0.5mm~100mm;且上述平板狀之天線或上述平板狀之基板之上述玻璃板側之主表面之平均日射吸收率為60%以下。
  19. 一種玻璃用天線單元之製造方法,其特徵在於包含下述步驟:將包含天線及固定部之玻璃用天線單元,以於玻璃板與上述天線之 間形成可供空氣流通之空間之方式經由上述固定部安裝於上述玻璃板;其中上述天線係平板狀之天線或設置於平板狀之基板之天線;上述固定部設置於上述天線或上述平板狀之基板之一部分;且上述平板狀之天線或上述平板狀之基板之上述玻璃板側之主表面之平均日射吸收率為60%以下。
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