(57)【要約】【課題】発光素子を単板のガラスにも配置することが可能であり、看板、電飾、照明などの各種の用途に利用した場合にも、十分な光量を備える機能性ガラスを提供する。【解決手段】本発明の機能性ガラスは、導電膜を有する少なくとも１枚のガラスと、発光素子とから構成され、前記導電膜を有する少なくとも１枚のガラスの表面には設置孔又はガラス板の厚みの薄い部分を設けて設置部を形成し、該設置部に発光素子を埋設することによって、単板のガラス板に発光素子を配置することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電膜を有する少なくとも１枚のガラスと、発光素子とからなる機能性ガラス。
【請求項２】
導電膜を有するガラスと、発光素子とからなる機能性ガラスにおいて、前記ガラスの表面に孔を形成し、該孔に発光素子を埋設したことを特徴とする機能性ガラス。
【請求項３】
前記導電膜は部分的に配置されることによって電路パターンを形成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の機能性ガラス。
【請求項４】
前記導電膜は部分的に配置されることによって装飾性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の機能性ガラス。
【請求項５】
前記部分的に配置される導電膜は、表面を切削することにより形成されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の機能性ガラス。
【請求項６】
導電膜を有する少なくとも１枚のガラスと、発光素子と、複数のガラス間に挿入されるスペーサとからなる機能性ガラス。
【請求項７】
前記発光素子はスペーサ−に配置されることを特徴とする請求項６に記載の機能性ガラス。
【請求項８】
前記発光素子はスペーサ−に配置されるとともに、ガラス間に形成される空気層に向けて発光することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の機能性ガラス。
【請求項９】
前記導電膜を有するガラスを導電膜が相対するように配置することによって、２枚のガラスを電極として使用することを特徴とする請求項１乃至請求項８に記載の機能性ガラス。
【請求項１０】
前記導電膜を有するガラスは、発熱機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項９に記載の機能性ガラス。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０に記載の機能性ガラスには自己完結型の電気回路を接続することを特徴とする機能性ガラス。
【請求項１２】
前記自己完結型の電気回路は太陽電池を含むことを特徴とする請求項１１に記載の機能性ガラス。
【請求項１３】
前記自己完結型の電気回路は蓄電池を含むことを特徴とする請求項１１に記載の機能性ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、ガラスにＬＥＤなどの発光素子を配置することによって、表示装置や照明装置として使用可能な機能性ガラスを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】従来より、ガラスの表面に表示を行う技術は広く行われている。代表的には、ガラスの背面に非透過性の部材を配置するとともに、プロジェクターなどの投光機材によってガラスの表面に対して透光することによって、ガラス表面に任意の文字・画像など表示をするものが知られている。【０００３】しかしながら、前記の従来技術を使用する場合には、背面に非透過性の部材を配置したガラスに加えて、プロジェクターなどの投光機材を配置する必要があり、設置に際してある程度のスペースが必要となり、空間利用効率が悪いという問題を有していた。【０００４】前記の問題を解決するものとして、特開２００３−０３４５６０号「合わせガラス、およびこれを用いた送受信装置」には、合わせガラスを構成する中間膜内に設けた切り欠き部分にＬＥＤなどの発光素子を配置し、合わせガラス内部に発光素子に接続されている導線として導電膜を形成することによって発光素子を発光させて表示を行う技術が開示されている。特開２００３−０３４５６０号に記載の技術を使用した場合には、合わせガラスの中間膜内に発光素子が配置されているため、ガラス表面に対して、別途投光機材を配置する必要が無く、スペースを無駄に必要とすることも無い。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−０３４５６０号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】しかしながら、前記従来例では、合わせガラスを構成する中間膜内に設けた切り欠き部分にＬＥＤなどの発光素子を配置するとともに、前記発光素子を発光させるための導電膜は合わせガラスを構成するガラス板の一方に形成する構成となっているため、ＬＥＤなどの発光素子により発せられる光は少なくとも一枚のガラス板を全厚方向に通過する必要があり、表示面側から見た場合ＬＥＤなどの発光素子自体の光量が減少したり、発色が不鮮明な表示となるなどの問題を有していた。
【０００６】また、前記従来例では、発光素子を配置するために少なくとも２枚のガラス板と中間膜を有する合わせガラスの構成を必要とし、単板のガラス板には発光素子を配置することができないという問題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】本発明は、導電膜を有する少なくとも１枚のガラスと、発光素子とから構成される機能性ガラスである。
【０００８】前記導電膜を有する少なくとも１枚のガラスの表面には設置孔又はガラス板の厚みの薄い部分を設けて設置部を形成し、該設置部に発光素子を埋設することによって、合わせガラスのように複数のガラス板と中間膜を必要とせず、単板のガラス板に発光素子を配置することが可能である。また、従来の合わせガラスの中間膜内に発光素子を配置した技術と比較した場合、表示面側から見た場合には光量は増加し、発色は鮮明となり、視認性が向上する。
【０００９】尚、本発明の機能性ガラスは、複層ガラスや合わせガラスのような複数のガラス板により構成されるガラスに使用することも可能であり、この場合には、複層ガラスや合わせガラスを構成する２枚以上のガラス板の少なくとも１枚のガラス板を、導電膜を有するガラスの表面に形成した設置部に発光素子を埋設したガラス板によって構成することが可能である。また、前記導電膜を有するとともに設置部を形成して該設置部に発光素子を埋設したガラス板を複数配置した構造としても良いことは当業者ならば当然に自明のことである。
【００１０】また、本発明の機能性ガラスを複層ガラス型として使用する場合には、２枚以上のガラス板と空気層とスペーサから構成することが可能である。この場合には、前記スペーサに発光素子を発光面が空気層に面するように配置する構成とすることが可能である。
【００１１】本発明の機能性ガラスを複層ガラス型のような複数のガラス板から構成する場合には、ガラス板の対向する面に導電膜を形成することが可能であり、この場合には、導電膜を発光素子に電気的に接続することによって、対向するガラス板を電極として使用することが可能である。
【００１２】前記導電膜は、部分的に形成することによって電路パターンを形成して、発光素子への電力供給線を兼ねることが可能である。この場合には、発光素子に別途電力供給線を配置する必要が無いため、本発明の機能性ガラスの構造を簡略化することが可能である。
【００１３】また、複層ガラスや合わせガラスなどの複数枚以上のガラス板により構成されるガラスに本発明の機能性ガラスを使用した場合においては、前記導電膜を有するガラスを２枚以上によって構成し、導電膜を形成した面が対向するように配置することによって、２枚のガラス板を電極として使用することが可能であり、本発明の機能性ガラスの構造を簡略化することが可能である。
【００１４】また、前記導電膜は、部分的に形成することによって文字や図柄などを形成して、機能性ガラスに装飾性を持たせることも可能である。
【００１５】前記のように導電膜を部分的に形成する場合、導電膜表面を切削やエッチングなどの方法を用いて形成することが可能である。
【００１６】また、前記導電膜は、装飾性や電極としての機能のみならず、発熱機能を備えることも可能であり、特に本発明の機能性ガラスを複層ガラスに使用することによって、一層効果的に室内の空気環境を調節することが可能である。
【００１７】本発明の機能性ガラスにおいて、ＬＥＤなどの発光素子へ電力を供給する電源は、太陽電池や蓄電池などの自己完結型の電気回路を接続することによって効率的に作動することが可能である。
【実施例】
【００１８】第１図は、本発明の機能性ガラスの第１実施例を表す側面断面図であり、第２図は、第１図に記載の機能性ガラスを表す正面図であり、第３図は、本発明の機能性ガラスの第２実施例を表す側面断面図であり、第４図は、本発明の機能性ガラスの第３実施例を表す側面断面図であり、第５図は、本発明の機能性ガラスの第３実施例を表す側面断面図である。【００１９】第１図及び第２図に表される本発明の第１実施例は、導電膜４を有するガラス板２の片面に設置部７を形成し、該設置部７にＬＥＤからなる発光素子３を埋設した機能性ガラス１である。【００２０】前記設置部７は、ガラス板２の表面に形成された孔であり、孔として形成された設置部７には発光素子３を埋設することが可能である。尚、前記設置部７は、ガラス板２の表面を切削することによって、孔状に形成される。【００２１】前記発光素子３は、ガラス板２に形成された設置部７の底部方向に発光面を位置するように配置され、特にガラス板２の表示面側から見た場合には、発光素子３の光量は増加し、発色も鮮明に映るものである。このような方向で発光素子３は配置されるとともに、ガラス板２の表示面とは逆の面には導電膜４を形成している。【００２２】前記導電膜４は前記ガラス２の表示面とは逆の面である裏面に一部を電路パターン４１として選択的に形成することが可能である。これによって、前記電路パターン４１は前記発光素子３とハンダ８によって電気的に接続することが可能であり、発光素子３に電力を供給するための接続構造を別途設ける必要がないので、機能性ガラス１の構造を簡略化することが可能である。尚、前記電路パターン４１を通して発光素子３に供給される電力は、太陽電池からなる電源（図示せず）により供給されるものである。【００２３】さらに、導電膜４の一部は別の一部は図柄４２として選択的に形成することも可能であり、機能性ガラス１の装飾性を向上させることが可能である。尚、前記電路パターン４１及び前記図柄４２は、エッチングによって選択的に形成されている。【００２４】また、導電膜４は、通電により発熱させることが可能であり、特に本発明の機能性ガラス１を建造物や車両などに使用した場合には発熱させることによって結露を防止することが可能である。【００２５】第３図に表される本発明の第２実施例は、前記ガラス板２０と、調光ガラスからなるガラス板２１が、空気層５を介して配置されている複層ガラス型の機能性ガラス１である。本実施例においては、前記ガラス板２０の設置部７が形成された面が空気層５に面するように配置されている。【００２６】また、複層ガラス型の機能性ガラス１の場合、一般的な複層ガラスと同様に、空気層５により高い遮熱性を有するので、建造物や車両などに使用する場合には、導電膜４によって生じた熱によって、より一層効果的に室内の空気環境を調節することが可能である。【００２７】さらに、本実施例において、複層ガラス型の機能性ガラス１を構成するガラス板２０は、空気層側の表面に導電膜４を形成するとともに、空気層側の表面に発光素子３を取り付けるための設置部７が孔状に形成されている構造であり、該設置部７にＬＥＤからなる発光素子３を埋設することが可能である。【００２８】本実施例において、複層ガラス型の機能性ガラス１を構成するガラス板２１には調光ガラスを使用している。前記調光ガラスには、金属酸化物等を空気層５の側にコートし、電流を流すと透過率が小さくなり、止めると元に戻って透明ガラスに近くなるエレクトロクロミックガラスを使用している。【００２９】また、前記機能性ガラス１の室内側にガラス温度を検知する温度センサー（図示せず）を設置し、熱伝達の計算からガラス板２１の温度も考慮して、室内側のガラス温度が所定の温度に達すると電流を印加し、ガラス板２１の透過率を小さくする事ができる。【００３０】尚、本実施例においては、前記ガラス板２１に使用したエレクトロクロミックガラスは、機能性ガラス１の室内側に設置した温度センサーにより検知される温度変化を基準として電流の印加を制御しているが、例えば、前記発光素子３への電流の印加により透過率を制御する構造としても良い。【００３１】また、本実施例においては、複層ガラス型の機能性ガラス１の室外側に配置したガラス板２１に調光ガラスを使用した例を示し、調光ガラスとしてはエレクトロクロミックガラスを使用しているが、ガラス温度が高くなると日射を遮蔽するように例えばヨウ化銀等を使用したサーモクロミックガラスや、複層ガラス内のアルゴンガスに水素を添加しガラス面にコートされたニッケル・マグネシウム等の希土類薄膜の透過率、反射率を変化させるガスクロミックガラスも同様に使用可能である。【００３２】さらに、本実施例においては、前記電路パターン４１をハンダ８にて電気的に接続しているが、糸ハンダやペーストハンダなどの各種のハンダや銀ペーストなど電路パターン４１と発光素子３とを電気的に接続することが可能な各種の材料及び方法も同様に使用可能である。【００３３】第４図に表される本発明の第３実施例は、前記ガラス板２２と、ガラス板２３と、スペーサ５１と、空気層５とからなる複層ガラス型の機能性ガラス１である。本実施例においては、前記スペーサ５１にはＬＥＤからなる発光素子３が発光面を空気層５に面するように配置されている。【００３４】また、複層ガラス型の機能性ガラス１の場合、一般的な複層ガラスと同様に、空気層５により高い遮熱性を有するので、建造物や車両などに使用する場合には、導電膜４によって生じた熱によって、より一層効果的に室内の空気環境を調節することが可能である。【００３５】前記ガラス板２２、２３は空気層５を挟んで対向するように配置され、前記ガラス板２２、２３の空気層５に面する側には導電膜４を形成し、該導電膜４は前記スペーサ５１に配置された発光素子３に電気的に接続されている。このような構成とした場合には、２枚のガラス板２２、２３を電極として使用することが可能である。【００３６】第５図に表される本発明の第４実施例は、前記ガラス板２４と、ガラス板２５が、中間膜６を介して配置されている合わせガラス型の機能性ガラス１である。本実施例においては、前記ガラス板２の設置部７が形成された面が中間膜６に面するように配置されている。【００３７】本実施例においては、前記中間膜６は通電により透明度を変化させることが可能な液晶シートを使用することが可能であり、この場合には、前記導電膜４の一部に形成した電路パターン４１を利用して中間膜６に通電を行うことを可能とする。前記のように中間膜６に通電により透明度を変化させる液晶シートを使用する場合には、発光素子３による発光と、導電膜４の一部によって形成された図柄４２と組合せて、さらに装飾性や視認性を向上させることが可能である。【００３８】本実施例においては、前記中間膜６は通電により透明度を変化させることが可能な液晶シートを使用することが可能であり、この場合には、前記導電膜４の一部に形成した電路パターン４１を利用して中間膜６に通電を行うことを可能とする。前記のように中間膜６に通電により透明度を変化させる液晶シートを使用する場合には、発光素子３による発光と、導電膜４の一部によって形成された図柄４２と組合せて、さらに装飾性や視認性を向上させることが可能である。【００３９】尚、本実施例において前記中間膜６は通電によって透明度を変化させる液晶シートを使用しているが、これに限るものではなく、通常の樹脂中間膜である、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）、ＰＶＢ（ポリビニールブチラール）等を使用して、耐貫通性を向上させても良い。
【発明の効果】
【００４０】本発明の機能性ガラスは、ガラスに発光素子を内蔵することによって、看板、電飾、照明などの各種の用途に利用することが可能である。
【００４１】本発明の機能性ガラスは、ガラス板に孔又はガラス板の厚みの薄い部分を設けて設置部を形成し、該設置部に発光素子を配置して、単板のガラス板にもガラスに発光機能を付与することが可能である。
【００４２】また、本発明の機能性ガラスは複層ガラスや合わせガラスのような複数のガラス板により構成されるガラスに使用することも可能であり、この場合には、本発明の機能性ガラスを、従来技術である中間膜内に発光素子を配置した合わせガラスと比較すると、外部から見た場合の光量は増加し、発色は鮮明となり、視認性は向上する。
【００４３】前記導電膜は選択的に形成して電路パターンを形成することが可能であり、この場合には、発光素子に対して電線を配置する必要が無く、機能性ガラスをより一層小型化することが可能である。
【００４４】また、前記導電膜を選択的に形成する場合には、文字や図柄などを形成して装飾性を付与することも可能である。
【００４５】さらに、前記導電膜を有するガラスは、装飾性や電極としての機能のみならず、発熱機能を具備することも可能である。
【００４６】本発明の機能性ガラスが、複層ガラスや合わせガラスなどの複数枚以上のガラス板により構成される場合においては、前記導電膜を有するガラスを導電膜面が相対するように配置することによって、２枚のガラスを電極として使用することが可能であって、機能性ガラスを一層小型化することが可能である。
【００４７】尚、本発明の機能性ガラスは、太陽電池や蓄電池などの自己完結型の電気回路によって電力を供給することが可能であるが、太陽電池を使用することによってより省エネ効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の機能性ガラスの第１実施例を表す側面断面図
【図２】第１図に記載の機能性ガラスを表す正面図
【図３】本発明の機能性ガラスの第２実施例を表す側面断面図
【図４】本発明の機能性ガラスの第３実施例を表す側面断面図
【図５】本発明の機能性ガラスの第４実施例を表す側面断面図
【符号の説明】
【００４９】１  機能性ガラス
２  ガラス板
３  発光素子
４  導電膜
５  空気層
６  中間膜
７  設置部
８  ハンダ
２０  ガラス板
２１  調光ガラス
２２  ガラス板
２３  ガラス板
２４  ガラス板
４１  電路パターン
４２  図柄
５１  スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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