(57)【要約】グレージング物質のペイン、およびペインの表面上に導電性インクを用いてプリントされた透明な導電性物質の実質連続的なエリアを含むグレージングであり、そのインクは流体媒介物（例は、溶媒）および2つの異なる金属種（例は、スズおよびインジウム）を含む組成物であり、前記流体媒介物は高温のプリンティング後ステップにおいて追い出され、および導電性物質は次の、（a）グレージングのエリアを加熱するための加熱素子、（b）グレージングの構造的完全性が損なわれたときを検出するためのアラームセンサー、（c）グレージングの表面への接近、またはそれとの接触を検出するための容量性近接センサー、（d）グレージングに関係する電気装置への電気的接続、（e）電磁放射を受け、および/または送るためのアンテナの1種またはそれよりも多くのものとして機能することが可能である。グレージングはまたラミネートであることができる。
2011504442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グレージング物質のペイン、および
ペインの表面上に導電性インクを用いてプリントされた透明な、導電性物質の実質連続的なエリア
を含み、
インクは流体媒介物および２つの異なる金属種を含む組成物であり、前記流体は高温のプリンティング後ステップにおいて追い出され、および導電性物質は次のもの
ａ）グレージングのエリアを加熱するための加熱素子、
ｂ）グレージングの構造的完全性が損なわれたときを検出するためのアラームセンサー、
ｃ）グレージングの表面への接近、またはそれとの接触を検出するための近接センサー、
ｄ）グレージングに関係する電気装置への電気的接続、
ｅ）電磁放射を受け、および/または送るためのアンテナ
の１種またはそれよりも多くのものとして機能することが可能である、グレージング。
【請求項２】
導電性インクは、ペインの表面上にプリントされた後に硬化および／または乾燥される、請求項１に記載のグレージング。
【請求項３】
導電性インクは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）コーティングを形成するためのインジウムおよびスズの種、またはアンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）コーティングを形成するためのアンチモンおよびスズの種を含有するインクである、請求項２に記載のグレージング。
【請求項４】
導電性物質の層の厚さは、硬化および／または乾燥された後におよそ３００ｎｍである、請求項２または請求項３に記載のグレージング。
【請求項５】
導電性物質は５００Ω／平方未満のシート抵抗をもつ、請求項２〜４のいずれか１項に記載のグレージング。
【請求項６】
導電性物質のエリアは、次の技術、スクリーン印刷術、押出し、パッド印刷術、ローラー捺染術、グラビア印刷術、インクジェット印刷術の１種またはそれよりも多くのものを用いてプリントされる、先行する請求項のいずれか１項に記載のグレージング。
【請求項７】
導電性物質は、およそ５０μｍまでの厚さで“ウェット印刷”される、先行する請求項のいずれか１項に記載のグレージング。
【請求項８】
グレージング物質のペインは２．１ｍｍの厚さのクリアーなフロートガラスのペインであるとき、導電性物質の領域において、８０％より高い可視光線透過率（ＣＩＥイルミナントＡを用いて測定）をもつ、先行する請求項のいずれか１項に記載のグレージング。
【請求項９】
加熱素子として機能するように設計されるとき、導電性物質は細い線のアレイまたはグレージングの一部についてのパッチとしてプリントされる、先行する請求項のいずれか１項に記載のグレージング。
【請求項１０】
アラームセンサーとして機能するように設計されるとき、導電性物質はグレージングの周囲に隣接して連続線としてプリントされる、先行する請求項のいずれか１項に記載のグレージング。
【請求項１１】
近接センサーとして機能するように設計されるとき、導電性物質は、容量性検知プレートであり、および水分小滴（レインセンサーとして）または人間の指（タッチセンサーとして）の存在を知らせることが可能である、先行する請求項のいずれか１項に記載のグレージング。
【請求項１２】
電気的接続として機能するように設計されるとき、導電性物質は電気装置のための位置決め点および電気コネクターのための接続点の間のグレージング上の１種またはそれよりも多くの細い線および／またはパッチとしてプリントされる、先行する請求項のいずれか１項に記載のグレージング。
【請求項１３】
電気的装置は照明装置またはカメラである、先行する請求項のいずれか１項に記載のグレージング。
【請求項１４】
アンテナとして機能するように設計されるとき、導電性物質は、ラジオおよび／またはテレビ周波数放射を受け、および／または送るように線形の構成においてプリントされる、先行する請求項のいずれか１項に記載のグレージング。
【請求項１５】
グレージングはラミネートであり、グレージング物質の第１ペインに中間層物質のプライによって接合されるグレージング物質の更なるペインをもつ、先行する請求項のいずれか１項に記載のグレージング。
【請求項１６】
導電性物質はラミネートの内側表面上にプリントされる、請求項１５に記載のグレージング。
【請求項１７】
グレージングは乗り物のグレージングである、先行する請求項のいずれか１項に記載のグレージング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グレージングの表面の1種の上にプリントされた透明な、導電性物質のエリアをもつグレージングに関する。
【０００２】
グレージング（窓ガラス）に、その機能を実行するために電気的接続を必要とする機能的な要素を供給することはよく知られている。そのような機能的な要素の例には、2〜3の例ではあるが挙げるとすれば、加熱素子、アラームセンサー、統合された照明源（積分光源）、容量性タッチセンサー、レインセンサー類が含まれる。したがって、機能的な要素への電流の供給のための電気伝導度（導電率）の手段をグレージングに供給することが知られている。時々、機能的な要素および電気伝導度のその手段を同じ物質から完全に提供することは可能である場合がある。
【０００３】
先行技術の導電性グレージングの製造において典型的に用いる物質のタイプには、細い金属ワイヤー（50μmより小さい直径の銅線が多い）、透明な導電性コーティング（被膜）（たとえば、スパッター処理された銀を基にしたコーティング）および銀のインクが含まれる。細いワイヤーは普通、グレージングの一部を形成する可とう性基材（サブストレート）中にワイヤーを埋めることによってアンテナ線および加熱アレイを作り出すのに用いられる。銀のインクは、アラームセンサーおよびアンテナ線をつくるためにグレージングにおいて含まれるグレージング物質のペインの表面上にスクリーン印刷されうる。コーティングは、他の機能的な要素のための加熱領域、容量性センサーパッド/ライン、アンテナ線および電気的経路を作り出すために、グレージング物質のペインの表面上、または可とう性基材上に提供しうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの物質の各々は適切に機能するが、各々はその不利な特長をもつ。それらの小さな直径にもかかわらず、そしてさらにそれらの可視性を減らすために暗くなるときでも、細いワイヤーはグレージングにおいて組み込まれるときに肉眼に見え続けることができ、そしてグレージングの光学に影響を及ぼすことがある。銀のインクはもちろん高度に可視的であり、そして通常、たとえば黒色インクの重ね刷りによって、グレージングの美学を改善するために隠蔽を必要とする。最初に透明に見えるかもしれないコーティングはまた、特に、被覆エリアの境界がグレージングの主要な視覚的エリアに位置されるとき、グレージングにおいて光学的ひずみを誘導することがあり、それは、被覆エリアおよびコーティングしてないエリアの間の透明性における違いが高められるかもしれないからである。コーティングは、更なる不利をもち、それはパターン化した被覆エリア、または近接近での非常に多くの被覆エリアの創作において、より一層大きなエリアコーティングを堆積することができ、そして次いで一定のエリアにおいて、望ましい仕上がりを達成するために、一定のエリアでレーザーにより削除されるかもしれない。そのようなアプローチはコーティング物質の重大な浪費に至ることがあり、それは重大な金銭的な損失に等しいかもしれない。しかし、このアプローチはコーティングの堆積に先立ってエリアをマスクすることの代案よりもまだ好ましい場合があり、望ましい正確さがこのように詳細に達成できない場合がある。
【０００５】
前述の不利益は特に、グレージングが建物または自動車の窓におけるウィンドゥとして用いられるときに深刻であり、そこでは美学および光学は最高に重要である。
【０００６】
それゆえ、本発明の目的は、記載した問題に悩まされず、そして既知の先行技術の導電性グレージングに比較して高められた透明性および優れた光学をもつ導電性グレージングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本発明は、グレージングを提供し、それは
グレージング物質のペイン、および
ペインの表面上に導電性インクを用いてプリントされた透明な、導電性物質の実質連続的なエリア
を含み、
インクは流体媒介物および2つの異なる金属種を含む組成物であり、前記流体媒介物は高温のプリンティング（印刷術）後ステップにおいて追い出され、および導電性物質は次のもの
a)グレージングのエリアを加熱するための加熱素子、
b)グレージングの構造的完全性が損なわれたときを検出するためのアラームセンサー、
c)グレージングの表面への接近、またはそれとの接触を検出するための近接センサー、
d)グレージングに関係する電気装置への電気的接続
の1種またはそれよりも多くのものとして機能することが可能である。
【０００８】
“実質連続的なエリア”によって、そのエリアは、別個の小滴から形成される（それは、ある程度まで合併され、または合併されないかもしれない）よりもむしろ、ペインの一様な厚さ/その表面からの深さのものである（プリンティング耐性に従う）ことが意味される。
【０００９】
このように、グレージングにおける導電性要素としての透明な物質の供給は、先行技術のグレージングと関係した透明性および光学に関連する問題を軽減するように思われる。これは、そのような導電性グレージングが任意の望ましい開口における使用に適していることを意味し、そこでは、以前に、配線され、被覆され、そして銀のインクをプリントしたグレージングに関連する問題は、透明性、光学および実現可能な機能性の点から見た妥協（compromises）がなされなければならないことを意味することが多い。
【００１０】
グレージング物質のペインは、ガラスのペイン、好ましくはクリアーまたは本体色付き（body-tinted）であってよいソーダ石灰シリカガラスであることができ、またはそれはポリカーボネートのような硬質プラスチック物質のペインであることができる。典型的に、グレージング物質のペインは、1および10mmの間で、好ましくは1.5および6mmの間の厚さで用いられる。さらに、ペインは平坦であってよく、またはそれは若干の程度の湾曲をもつことができる。
【００１１】
ペインの表面上にプリントした後、導電性インクは次いで、硬化および/または必要に応じて乾燥することができる。硬化は、高温（例は、400℃より高い、好ましくは500℃より高い）の赤外光源を指向して、プリントされたグレージングにて達成することができ、および乾燥は熱い（たとえば650℃）オーブンにおいてグレージングをベーキングすることによって達成することができる。これらのステップの一方または双方は、インクの結晶化およびそれ故に伝導性を達成するのに必要な場合がある。
【００１２】
任意の適切な透明導電性インクは本発明において透明な導電性物質をプリントするのに用いることができるが、しかし、最も好ましい選択は、インジウムスズ酸化物（ITO）コーティングを形成するためにインジウムおよびスズの種を含むインクであ。それは優れた電気伝導度および透明性をもち、そして取り扱うのが比較的簡単な物質である。しかし、類似した特性をもつ他の物質もまた用いることができ、アンチモンに基づくインク、例は、アンチモンスズ酸化物（ATO）のようなものである。
【００１３】
導電性インクはある厚さでプリントすることができ、それは硬化および/または乾燥の後におよそ300nm、好ましくは10-250nmおよびより一層好ましくは50-100nmであり、そしてそれは結果として500ω/平方未満、好ましくは200-350ω/平方の範囲でのシート抵抗をもつことができる。もちろん、プリントする導電性インクの層が厚いほど、そのシート抵抗は低く、しかしこれは、層について、硬化/乾燥の間、その厚さが増加するので、クラックに対する明白な傾向とのつりあいをとられなければならない。
【００１４】
導電性物質のエリアは、2〜3であるが例を挙げれば、スクリーン印刷術、押出し、パッド印刷術、ローラー捺染術（印刷術）、グラビア印刷術、インクジェット印刷術を含む、任意の既知の印刷技術を用いてプリントすることができる。正確なプリンティングを可能にするために、導電性インクは好ましくは、比較的粘性の物質であり（5,000mPa-sより大きな粘性をもつ）、そこで2つの金属種は、流体媒介物（ビヒクル）（例は、溶媒）において、それはその後に導電性層が硬化/乾燥されるとき追い出されるものであり、そこで、懸濁、溶解、乳化、等されうる。その場合に、導電層は好ましくは、およそ50μmまでの厚さ（典型的に20-30μm）において“ウェット印刷”され、次いでその厚さは、上述したように層が硬化/乾燥されるときに減少する。
【００１５】
導電性物質の可視光線透過率の一定量として、好ましくは、2.1mmの厚さのクリアーなフロートガラスを含むグレージングは、十分な可視性を確実にするために、自動車の適用のためでさえ、80%、好ましくは85%より大きな導電層の領域における可視光線透過率〔CIE Illuminant（イルミナント）Aで測定〕をもつ。さらに、この領域におけるグレージングの色は好ましくはできるだけ中間であり、そして次の：-2.0≦a*≦0および0≦b*≦2.0のようなD65 Illuminantおよび2°のオブザーバー（観察者）角度を使ったCIELABのカラーコーディネートを用いて規定することができる。
【００１６】
導電性物質がプリントされるエリアに関して、それは1つまたはそれよりも多くの線（曲がりくねったおよび/またはまっすぐな）および/または1つまたはそれよりも多くのパッチの形態であることができる。プリンティングによって、正確な、詳細なプリントされた形状が先行技術のグレージングでは必ずしも可能であったわけではないものを達成することを可能にする。
【００１７】
グレージングの曇りを除くまたは防氷するために加熱素子として機能するよう設計されるとき、導電性物質は好ましくは、実質全体のグレージング（または少なくとも、透明であることを要求されるその部分）を加熱することができるように、グレージングの1部分にわたる連続したフィルム（薄膜）としてプリントされる。これは、グレージングの表面上で発達することがある凝結および/または霜を除くために役立つことができる。デザインはまた、加熱アレイに電力を供給するための電気コネクターの付着のためのプリントされた接続エリアを含むことができる。都合のよいことに、フィルムおよび接続エリアは一体的にプリントすることができる。
【００１８】
アラームセンサーとして機能するように設計されるとき、導電性物質はグレージングの周囲に隣接する連続線（実線）としてプリントすることができ、閉じた電気回路を形成する。回路の中断に導かれるグレージングの任意の破損〔ヘアライン破砕（亀裂）を含む〕は、アラームの引き金を引くようにプログラムされうる。もちろん、グレージングの表面上のグリッド（格子）のような、他のアラームセンサーのパターン（模様）もまた可能である。導電性物質の透明性はそのようなことを可能にする。
【００１９】
近接センサーとして機能するように設計されるとき、導電性物質は好ましくは容量性検知プレートであり、そして水分の小滴（それによって、レインセンサーとして機能する）または人間の指（digit）（それによって、タッチセンサーとして機能する）の存在を知らせることができる。近接センサーは、他の任意の容量性センサープレートをこの技術において行うのと同様にして、容量性回路中に組み込むことができる。近接センサーの表面積は、大いに変動しうるものであり、−それはグレージングの実質全体の表面にわたって拡がることができ、またはそれは1つまたはそれよりも多くのより一層小さいエリアにわたって拡がるかもしれない。
【００２０】
電気的接続として機能するように設計されるとき、導電性物質は電気装置のための位置決め点）および電気コネクターのための接続点の間のグレージング上の1つまたはそれよりも多くの細い線および/またはパッチとしてプリントされうる。位置決め点および/または接続点は、ループとして、グレージング物質のペインを介して電気装置への電力の誘導結合（電磁結合）を可能にするために構成することができる。電気装置は有利には、照明（点灯）装置であってよく、たとえば1つまたはそれよりも多くの発光ダイオードが含まれる。
【００２１】
あるいはまた、電気装置は、エレクトロクロミックミラー（鏡）またはカメラ、例えばレーン逸脱カメラまたは衝突防止カメラのようなものであることができ、それは特に、グレージングが自動車グレージングである場合、有用な装置であることができる。そのようなカメラの操作はまた、それがデータを受け/伝えることを終えてグレージングのパッチの曇りを除くまたは防氷するために導電性物質の加熱効果から利益を得ることができる。プリンティングがそのような多目的の、および制御可能な堆積技術であるので、ランダムに（または規則正しく）アレンジ（配置）された位置決め点のいくらでも、グレージング上に提供することができ、それによって、照明装置、エレクトロクロミックミラーおよびカメラのような電気装置の設置においてデザインの自由度が増やされる。
【００２２】
アンテナとして機能するように設計されるとき、導電性物質は好ましくは、電磁放射の受け入れおよび/または伝送を可能にするために、線形の構成においてプリントされる。この技術において知られる多くのアンテナデザインがあり、そのいずれも本発明において用いることができる。
【００２３】
本発明に従うグレージングは有利にはラミネートの形態であることができ、中間層物質のプライによってグレージング物質の第1ペインに接合したグレージング物質の更なるペインをもつ。導電性物質はラミネートの内面にプリントすることができ、それはそれがグレージングの表面の2の上（外側ペインの内面上）、グレージングの表面の3の上（内側ペインの内面上）で、または中間層物質のプライの表面上でプリントされうることを意味する。これは、環境損害から導電性物質自体を保護し、たとえばそれが加熱素子として設計されるとき、人が材料に触れ、そして潜在的にそれら自身の焼成を防ぐのに必要でありうる。しかし、特に、たとえば電気装置がそれをカバーし、そして保護するためにプリント上に位置するとき、導電性物質をグレージングの表面の4の上（内側ペインの外側表面、すなわちグレージングの最も奥の表面）にプリントすることが可能である。
【００２４】
中間層物質のプライは、可とう性のプラスチック物質であることができ、それはクリアー、または本体色付きであってよい。適切な中間層物質には、ポリ塩化ビニル（“PVC”）、ポリウレタン（“PU”）、エチルビニルアセタート（“EVA”）、ポリエチレンテレフタラート（“PET”）およびポリビニルブチラール（“PVB”）が含まれ、積層のために最も普通の選択はPVBであり、0.38mmの厚さも使われるが、0.76mmの厚さが典型的に使われる。
【００２５】
本発明に従うグレージングは、乗り物グレージングまたは建物における使用のためのグレージングであることができる。乗り物において用いられるとき、それは、本明細書に説明する何らかの機能またはそのすべてを伴って、ウィンドゥスクリーン（フロントガラス）および/またはバックライト（リアウィンドゥ）および/またはサイドライト（側面ウィンドゥ）として用いることができる。
【００２６】
より一層良好な理解のために、本発明を次に非制限的な例を手段として、添付する概略図面（正確な縮尺でない）を参照し、そしてそこに示すようにより一層詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第1の具体化に従うグレージングの平面図である。
【図２】図1の線A-Aに沿って見られる断面である。
【図３】本発明の第2の具体化に従うグレージングの部分的な平面図である。
【図４】本発明の第3の具体化に従うグレージングの部分的な平面図である。
【図５】本発明の第4の具体化に従うグレージングの部分的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図1は、ラミネート加工されたグレージングを、乗り物ウィンドゥスクリーン10の形態で示し、グレージング物質の外側ペインを、ソーダ石灰シリカガラス11のペインの形態において、そしてスクリーン印刷されたITOインク16の形態において透明な導電性物質のエリアを含む。ITOインク16は、容量性レインセンサー14として、それは大部分がグレージングの視覚エリアに位置され、および誘導結合コイル15として、それは視覚から隠され、その形態でスクリーン印刷される。ウィンドゥスクリーン10の周囲付近で、不明りょう化バンド13の形態で、不透明なインク（典型的に黒色エナメル）のバンドがある。不明りょう化バンド13は、ウィンドゥを乗り物（車両）（示さず）中に固定し、そしてまた誘導結合コイル15を隠すのに用いられるシーラント（示さず）を変装および保護するためにある。
【００２９】
図2はウィンドゥスクリーン10の構築についてより一層詳細を提供し、そこではそれがさらに、またソーダ石灰シリカガラス12のペインの形態で、グレージング物質の内側ペインを、およびクリアーなPVB 17のプライの形態において中間層を含む。インク16はガラス11の外側ペインの内面上にプリントされ、ガラス11の外側のペインの外面上での雨滴の存在の容量性検出を可能にする。しかし、それは代わりに、中間層プライ17の隣接した表面上にプリントすることができる。
【００３０】
図3は、クリアーなソーダ石灰シリカガラス31のペインの形態で、グレージング物質の外側ペインを、またソーダ石灰シリカガラス（示さず）のペインの形態において、グレージング物質の内側ペインを、およびITOインク36の形態において、加熱素子の形態でグレージングのあるエリアを加熱するためにプリントされた透明な導電性物質のそのエリアを含む、代わりのグレージング30の区分を例示する。
【００３１】
グレージングの表面の4（グレージングの最も奥の表面）に位置され、衝突防止カメラのようなカメラ35の形態において（概略で図式的に示す）電気装置が提供される。電気的接続37は、インクおよび対応するバスバー（母線）のトラックの形態において加熱素子34に提供され、それがその加熱機能を実行するのを可能にするために電気エネルギーを加熱素子34に供給する。グレージング30の周囲付近で、不明りょう化バンド33の形態で、不透明なインク（典型的に黒色エナメル）のバンドがあり、それはカメラ35のまわりでフィッティング（取り付け）を変装する。
【００３２】
図4は、透明な導電性物質のエリアが、ITOインク46の形態において、2つの誘導結合ループ44、45の形態でプリントされること以外は、構築の点でグレージング10、30と同様な更なる代わりのグレージング40の区分を示す。前記ループ44、45が電気的接続を、エレクトロクロミックのリアービューミラー（バックミラー）47（概要で図式的に示す）の形態で、グレージングの表面の4に位置する電源48（また概要で図式的に示す）から電気装置に提供する。電源48はループ44に電気出力を誘導結合し、それはループ45にその電力を送り、それは次いで電気エネルギーをミラー47に誘導結合する。
【００３３】
図5は、透明な導電性物質のエリアが、ITOインク56の形態において、4つの発光ダイオード57a、57b、57c、57dのアレイの形態で、電気的接続を電気装置に提供するために、2つの導電性パッチ54、55の形態で印刷されること以外は、構築の点でグレージング10、30、40と同様なまた更なる代わりのグレージング50の区分を例示する。電気的接続は伝導性トラックおよびバスバー58を介する電源から提供され、そのすべてはグレージング物質の外側および内側のペインの間に位置する。
【００３４】
上述の本発明の具体化におけるITOをプリントしたエリアの透明性および電気的特性を実証するために、以下に記載する組成の2.1mmの厚さのクリアーなソーダ石灰シリカフロートガラスの4つのサンプルの測定用の180mm2を、“ウェット”ITOインクを用いてスクリーン印刷し、次に実質連続なエリアが形成された。用いるガラスの組成は、ほぼ72%のSiO2、1%のAl2O3、0.1%のFe2O3、13.5%のNa2O、0.6%のK2O、8.5%のCaO、4%のMgOおよび0.2%のSO3である。インクは、目下、Sumitomo Metal Mining Co., Ltd（住友金属鉱業株式会社）、Functional Coating Materials Business Unit（機能性被覆マテリアルビジネスユニット）、11-3,5-丁目、新橋、港区、東京、105-8716日本国からのDX-420として入手可能であり、次いで各々のサンプルを8分間、650℃の空気の雰囲気におけるオーブンでのベーキングによって乾燥させた。一旦冷やし、可視光線透過率〔LT（Illuminant A）〕、伝送におけるa*およびb*のカラーコーディネート（Illuminant D65、2°のオブザーバー角）およびノンコンタクト（非接触）シート抵抗を、サンプル/プリントの各々のために測定した。結果を以下の表においてまとめる。
【００３５】
【表１】
2011504442.tif 000003
【００３６】
これらのプリントの厚さで明らかに、サンプルの各々の可視光透過率は80%より大きく、そして実際に85%よりも大きく、および各サンプルの伝送におけるカラーは中間であり、それ故にプリントが人間の目に実質見えず、そして先行技術のグレージングよりも見て美しいことを確実にする。
【図１】
2011504442.tif 000004
【図２】
2011504442.tif 000005
【図３】
2011504442.tif 000006
【図４】
2011504442.tif 000007
【図５】
2011504442.tif 000008
【国際調査報告】
2011504442.tif 000009
2011504442.tif 000010
2011504442.tif 000011