知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6976676
(24)【登録日】2021年11月12日
(45)【発行日】2021年12月8日
(54)【発明の名称】透明発熱板及び乗り物
(51)【国際特許分類】
B60S 1/02 20060101AFI20211125BHJP
C03C 27/12 20060101ALI20211125BHJP
【ＦＩ】
B60S1/02 300
C03C27/12 M
【請求項の数】3
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2015-73136(P2015-73136)
(22)【出願日】2015年3月31日
(65)【公開番号】特開2016-190617(P2016-190617A)
(43)【公開日】2016年11月10日
【審査請求日】2018年1月30日
【審判番号】不服2020-1455(P2020-1455/J1)
【審判請求日】2020年2月3日
(73)【特許権者】
【識別番号】000002897
【氏名又は名称】大日本印刷株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100105153
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100127465
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 幸裕
(72)【発明者】
【氏名】谷 口 幸 夫
(72)【発明者】
【氏名】西 條 浩 和
【合議体】
【審判長】
島田 信一
【審判官】
藤井 昇
【審判官】
畔津 圭介
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１３−１７３４０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１０−５００７２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平８−７２６７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１１−５１５８０９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
B60S 1/00- 1/60
C03C27/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対の基板と、
電圧を印加される一対のバスバーと、
前記一対のバスバーを連結し、少なくとも一部分が前記一対の基板の間に配置された発熱用導電体と、を備え、
前記発熱用導電体は、導電性細線を用いて形成された一定の単位パターン構造を規則的に並べることによって形成されたパターン構造を有し、
前記発熱用導電体は、２つの分岐点の間を延びて、開口を画成する複数の接続要素を含み、
前記単位パターン構造は、中心角９０°で切り取られた同一の半径を有する８つの円弧が１つの前記開口を形成するように接続されて形成され、
前記単位パターン構造についての各位置での法線は、全方向に亘って分布しており、
前記発熱用導電体は、前記単位パターン構造の一部において、前記一対のバスバーに接続している、透明発熱板。
電圧を印加される一対のバスバーと、
前記一対のバスバーを連結し、少なくとも一部分が前記一対の基板の間に配置された発熱用導電体と、を備え、
前記発熱用導電体は、導電性細線を用いて形成された一定の単位パターン構造を規則的に並べることによって形成されたパターン構造を有し、
前記発熱用導電体は、２つの分岐点の間を延びて、開口を画成する複数の接続要素を含み、
前記単位パターン構造は、中心角９０°で切り取られた同一の半径を有する８つの円弧が１つの前記開口を形成するように接続されて形成され、
前記単位パターン構造についての各位置での法線は、全方向に亘って分布しており、
前記発熱用導電体は、前記単位パターン構造の一部において、前記一対のバスバーに接続している、透明発熱板。
【請求項2】
前記単位パターン構造は、円弧に沿って延びる一以上の区域からなり、
各区域を平行移動すること、及び／または各区域を１８０°回転させた後に平行移動することにより、前記単位パターン構造の全ての区域を用いて、一以上の自然数個の半円が形成される、請求項１に記載の透明発熱板。
各区域を平行移動すること、及び／または各区域を１８０°回転させた後に平行移動することにより、前記単位パターン構造の全ての区域を用いて、一以上の自然数個の半円が形成される、請求項１に記載の透明発熱板。
【請求項3】
請求項１または２に記載された透明発熱板を備えた乗り物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一対の基板と一対の基板間に配置された発熱用導電体とを有する透明発熱板、及び、この透明発熱板を有する乗り物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、一対の基板と一対の基板間に配置された発熱用導電体とを有する透明発熱板が知られている。代表的な適用例として、透明発熱板は、ヒーターやデフロスタ装置として利用されている。デフロスタ装置としての透明発熱板は、車両のフロントウィンドウやリアウィンドウ等の窓ガラスとして用いられる。例えば特許文献１及び２では、窓ガラスとして利用される透明発熱板が、当該窓ガラス全体に配置されたタングステン線等からなる電熱線を有している。この透明発熱板では、電熱線への通電によって、当該電熱線が、その抵抗加熱により昇温する。透明発熱板からなる窓ガラスの昇温により、窓ガラスの曇りを取り除いて、又は、窓ガラスに付着した雪や氷を溶かして、乗員の視界を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３−１７３４０２号公報
【特許文献2】特開平８−７２６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来技術の透明発熱板は、接合層及び電熱線を間に挟み込んで一対のガラス板を加熱圧着し、作製される。また、電熱線としては、別工程で製造されたタングステン等の細線を用い、この細線を一対のガラス板の間に配置していた。ところが、このような透明発熱板を介して光、例えば対向車の照明を観察した場合、尾を引くように観察される光の筋、すなわち光芒が当該照明の周囲に観察される。このような光芒の発生は、窓ガラスを介した視認性に悪影響を及ぼし得る。
【0005】
一方、本件発明者らが鋭意検討を重ねたところ、光芒は、光（例えば、対向車の照明光）が、電熱線によって回折される方向に生じていた。すなわち、光芒は、電熱線での回折光が視認される現象と考えられた。本発明は、本件発明者らのこのような知見に基づくものである。すなわち、本発明は、透明発熱板における光芒を目立たなくさせることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明における透明発熱板は、一対の基板と、
電圧を印加される一対のバスバーと、
前記一対のバスバーを連結し、少なくとも一部分が前記一対の基板の間に配置された発熱用導電体と、を備え、
前記発熱用導電体は、導電性細線を用いて形成された一定の単位パターン構造を規則的に並べることによって形成されたパターン構造を有し、
前記単位パターン構造についての各位置での法線は、全方向に亘って分布している。
【0007】
本発明における透明発熱板において、前記単位パターン構造は、円弧に沿って延びる一以上の区域からなり、
各区域を平行移動すること、及び／または各区域を１８０°回転させた後に平行移動することにより、前記単位パターン構造の全ての区域を用いて、一以上の自然数個の半円が形成されてもよい。
【0008】
本発明における乗り物は、上述した本発明による第１または第２の透明発熱板のいずれかを備える。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、透明発熱板における光芒を目立たなくさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【0012】
なお、本明細書において、「シート面（板面、フィルム面）」とは、対象となるシート状（板状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材（板状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。
【0013】
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【0014】
図１乃至図２４は、本発明による一実施の形態およびその変形例を説明するための図である。このうち図１は、透明発熱板を備えた自動車を概略的に示す図であり、図２は、透明発熱板をその板面の法線方向から見た図であり、図３は、図２の透明発熱板の横断面図である。
【0015】
図１に示されているように、乗り物の一例としての自動車１は、フロントウィンドウ、リアウィンドウ、サイドウィンドウ等の窓ガラスを有している。ここでは、フロントウィンドウ５が透明発熱板１０で構成されている例を説明する。また、自動車１はバッテリー等の電源７を有している。
【0016】
図２及び図３に示すように、本実施の形態における透明発熱板１０は、一対の基板１１，１２と、一対の基板１１，１２の間に配置された導電体付きシート２０と、各基板１１，１２と導電体付きシート２０とを接合する一対の接合層１３，１４と、を有している。なお、図１及び図２に示した例では、透明発熱板１０、基板１１，１２は湾曲しているが、他の図では、理解の容易のため、透明発熱板１０及び基板１１，１２を平板状にて図示している。
【0017】
導電体付きシート２０は、基材フィルム２１と、基材フィルム２１の一方の基板１１に対面する面上に設けられ且つ導電性細線３１を含む発熱用導電体３０と、発熱用導電体３０に通電するための一対のバスバー２５と、を有する。
【0018】
また、図１及び図２によく示されているように、透明発熱板１０は、発熱用導電体３０に通電するための配線部１５を有している。図示された例では、バッテリー等の電源７によって、配線部１５から導電体付きシート２０のバスバー２５を介して発熱用導電体３０に通電し、発熱用導電体３０を抵抗加熱により発熱させる。発熱用導電体３０で発生した熱は基板１１，１２に伝わり、基板１１，１２が温められる。これにより、基板１１，１２に付着した結露による曇りを取り除くことができる。また、基板１１，１２に雪や氷が付着している場合には、この雪や氷を溶かすことができる。したがって、乗員の視界が良好に確保される。
【0019】
なお、透明発熱板の「透明」とは、当該透明発熱板を介して当該透明発熱板の一方の側から他方の側を透視し得る程度の透明性を有していることを意味しており、例えば、３０％以上、より好ましくは７０％以上の可視光透過率を有していることを意味する。可視光透過率は、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ−３１００ＰＣ」、ＪＩＳＫ０１１５準拠品）を用いて測定波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。
【0020】
また、本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「導電体付きシート」は板やフィルムと呼ばれ得るような部材をも含む概念であり、したがって、「導電体付きシート」は、「導電体付き板（基板）」や「導電体付きフィルム」と呼ばれる部材と、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。
【0021】
以下、透明発熱板１０の各構成要素について説明する。
【0022】
まず、基板１１，１２について説明する。基板１１，１２は、図１で示された例のように自動車のフロントウィンドウに用いる場合、乗員の視界を妨げないよう可視光透過率が高いものを用いることが好ましい。このような基板１１，１２の材質としては、ソーダライムガラスや青板ガラスが例示できる。基板１１，１２の可視光透過率は９０％以上であることが好ましい。ただし、基板１１，１２の一部または全体に着色するなどして、この一部分の可視光透過率を低くしてもよい。この場合、太陽光の直射を遮ったり、車外から車内を視認しにくくしたりすることができる。
【0023】
また、基板１１，１２は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の厚みを有していることが好ましい。このような厚みであると、強度及び光学特性に優れた基板１１，１２を得ることができる。一対の基板１１，１２は、同一の材料で同一に構成されていてもよいし、或いは、材料および構成の少なくとも一方において互いに異なるようにしてもよい。
【0024】
次に、接合層１３，１４について説明する。一方の接合層１３が、一方の基板１１と導電体付きシート２０との間に配置され、一方の基板１１と導電体付きシート２０とを互いに接合する。他方の接合層１４が、他方の基板１２と導電体付きシート２０との間に配置され、他方の基板１２と導電体付きシート２０とを互いに接合する。
【0025】
このような接合層１３，１４としては、種々の接着性または粘着性を有した材料からなる層を用いることができる。また、接合層１３，１４は、可視光透過率が高いものを用いることが好ましい。典型的な接合層としては、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）からなる層を例示することができる。接合層１３，１４の厚みは、それぞれ０．１５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。一対の接合層１３，１４は、同一の材料で同一に構成されていてもよいし、或いは、材料および構成の少なくとも一方において互いに異なるようにしてもよい。
【0026】
なお、透明発熱板１０には、図示された例に限られず、特定の機能を発揮することを期待されたその他の機能層が設けられても良い。また、１つの機能層が２つ以上の機能を発揮するようにしてもよいし、例えば、透明発熱板１０の基板１１，１２、接合層１３，１４、後述する導電体付きシート２０の基材フィルム２１の、少なくとも一つに何らかの機能を付与するようにしてもよい。透明発熱板１０に付与され得る機能としては、一例として、反射防止（ＡＲ）機能、耐擦傷性を有したハードコート（ＨＣ）機能、赤外線遮蔽（反射）機能、紫外線遮蔽（反射）機能、防汚機能等を例示することができる。
【0027】
次に、導電体付きシート２０について説明する。導電体付きシート２０は、基材フィルム２１と、基材フィルム２１の一方の基板１１に対面する面上に設けられ且つ導電性細線３１を含む発熱用導電体３０と、発熱用導電体３０に通電するための一対のバスバー２５と、を有する。導電体付きシート２０は、基板１１，１２と略同一の平面寸法を有して、透明発熱板１０の全体にわたって配置されてもよいし、図１の例における運転席の正面部分等、透明発熱板１０の一部にのみ配置されてもよい。
【0028】
基材フィルム２１は、発熱用導電体３０を支持する基材として機能する。基材フィルム２１は、可視光線波長帯域の波長（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）を透過する一般に言うところの透明である電気絶縁性のフィルムである。基材フィルム２１としては、可視光を透過し、発熱用導電体３０を適切に支持し得るものであればいかなる材質のものでもよいが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、環状ポリオレフィン等を挙げることができる。また、基材フィルム２１は、光透過性や、発熱用導電体３０の適切な支持性等を考慮すると、０．０３ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の厚みを有していることが好ましい。
【0029】
次に、図１７、図１９、図２１及び図２３を参照しながら、発熱用導電体３０について説明する。図１７、図１９、図２１及び図２３は、いずれも導電体付きシート２０をそのシート面の法線方向から見た平面図であるが、発熱用導電体が互いに異なるパターンを有している。
【0030】
発熱用導電体３０は、一対のバスバー２５の間に配置された導電性細線３１を有している。導電性細線３１は、バッテリー等の電源７から、配線部１５及びバスバー２５を介して通電され、抵抗加熱により発熱する。そして、この熱が接合層１３，１４を介して基板１１，１２に伝わることで、基板１１，１２が温められる。
【0031】
導電性細線３１は、種々のパターンで配列することができる。図１７、図１９及び図２１に示された例では、発熱用導電体３０は、導電性細線３１が多数の開口３３を画成するメッシュ状のパターンで配置されることによって形成されている。発熱用導電体３０は、２つの分岐点３２の間を延びて、開口３３を画成する複数の接続要素３４を含んでいる。すなわち、発熱用導電体３０の導電性細線３１は、両端において分岐点３２を形成する多数の接続要素３４の集まりとして構成されている。
【0032】
一方、図２３に示された例のように、発熱用導電体３０は、一対のバスバー２５を連結する複数の導電性細線３１からなっていてもよい。図２３に示された例において、複数の導電性細線３１は、それぞれ規則的な構造で一方のバスバー２５から他方のバスバー２５へ延在している。複数の導電性細線３１は、当該導電性細線３１の延在方向と非平行な方向に、互いから離間して配列されている。とりわけ、複数の導電性細線３１は、当該導電性細線３１の延在方向と直交する方向に配列されている。これにより、隣接する２つの導電性細線３１の間には、隙間３５が形成される。
【0033】
なお、発熱用導電体３０の具体的な配置パターンの例については、図を用いて後述する。
【0034】
このような発熱用導電体３０を構成するための材料としては、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、パラジウム、インジウム、タングステン、及び、これらの合金の一以上を例示することができる。
【0035】
発熱用導電体３０は、上述したように不透明な金属材料を用いて形成され得る。その一方で、発熱用導電体３０によって覆われていない基材フィルム２１上の領域の割合、すなわち非被覆率は、７０％以上９０％以下程度と高くなっている。また、導電性細線３１の線幅は、２μｍ以上２０μｍ以下程度となっている。このため、発熱用導電体３０が設けられている領域は、全体として透明に把握され、発熱用導電体３０の存在が透明発熱板１０の透視性を害さないようになっている。
【0036】
図３に示された例では、導電性細線３１は、全体として矩形状の断面を有している。導電性細線３１の幅Ｗ、すなわち、透明発熱板１０の板面に沿った幅Ｗは２μｍ以上２０μｍ以下とし、高さ（厚さ）Ｈ、すなわち、透明発熱板１０の板面への法線方向に沿った高さ（厚さ）Ｈは１μｍ以上６０μｍ以下とすることが好ましい。このような寸法の導電性細線３１によれば、その導電性細線３１が十分に細線化されているので、発熱用導電体３０を効果的に不可視化することができる。
【0037】
また、図３に示されたように、導電性細線３１は、導電性金属層３６、導電性金属層３６の表面のうち、基材フィルム２１に対向する側の面を覆う第１の暗色層３７、導電性金属層３６の表面のうち、基板１１に対向する側の面及び両側面を覆う第２の暗色層３８を含むようにしてもよい。優れた導電性を有する金属材料からなる導電性金属層３６は、比較的高い反射率を呈する。そして、発熱用導電体３０の導電性細線３１をなす導電性金属層３６によって光が反射されると、その反射した光が視認されるようになり、乗員の視界を妨げる場合がある。また、外部から導電性金属層３６が視認されると、意匠性が低下する場合がある。そこで、第１及び第２の暗色層３７，３８が、導電性金属層３６の表面の少なくとも一部分を覆っている。第１及び第２の暗色層３７，３８は、導電性金属層３６よりも可視光の反射率が低い層であればよく、例えば黒色等の暗色の層である。この暗色層３７，３８によって、導電性金属層３６が視認されづらくなり、乗員の視界を良好に確保することができる。また、外部から見たときの意匠性の低下を防ぐことができる。
【0038】
なお、前述したように、透明発熱板１０の透視性または透明発熱板１０を介した視認性を確保する観点から、非被覆率が高くなるように、発熱用導電体３０の導電性細線３１は基材フィルム２１上に形成されている。このため、図３に示すように、接合層１３と導電体付きシート２０の基材フィルム２１とは、導電性細線３１の非被覆部、すなわち隣り合う導電性細線３１の間となる領域を介して接触している。このため、発熱用導電体３０は、接合層１３内に埋め込まれた状態となっている。
【0039】
ところで、上述したように、電熱線を含んだ透明発熱板を介して光、例えば対向車の照明を観察した場合、尾を引くように観察される光の筋、すなわち光芒が当該照明の周囲に観察される。このような光芒の発生は、透明発熱板を介した視認性を悪化させることになる。そして、本件発明者らは、鋭意検討を重ねた結果として、光芒の発生する方向が、透明発熱板への入射光が電熱線で回折される方向と一致することを知見した。本件発明者らの知見に基づけば、発熱用導電体２０をなす導電性細線３１の長手方向を不規則化することにより、特定の方向へ光芒が延びることを防止し、光芒を目立たなくさせることができる。しかしながら、導電性細線３１の配列を完全に不規則化することは、設計負荷を増加させ好ましくない。また、導電性細線３１の配列を不規則化することは、面内での発熱むらを生じさせる可能性もある。さらに、近接して目視したとき、透過率、もしくは反射率の面内ムラとして認識され易い。そこで本件発明者らは、さらに鋭意検討を重ね、導電性細線３１の配列の規則性を大きく崩すことなく、さらには導電性細線３１の配列の規則性を維持しながら、導電性細線３１の向きを工夫することで極めて効果的に光芒を目立たなくさせることを可能にした。以下、光芒の発生原理、及び、光芒を目立たなくさせる方法について、図４乃至図１６を参照して説明する。
【0040】
一般に、構造に形成された隙間や開口の透過部を光が通過するとき、当該光は回折する。このとき生成される回折像が、光芒として視認され得る。回折像の形状は、構造の透過部の形状、より詳しくは、透過部と遮蔽部の境界の形状によって決定される。回折像は、０次以外の各次数の回折光の集合として視認されるようになる。各次数の回折効率は、物体の開口率（非被覆率）Ｄ〔％〕に依存する。０次から無限次の回折光の回折効率の総和、すなわち全透過率は、Ｄ〔％〕となる。このうち、０次回折光の回折効率は（Ｄ／１００）２×１００〔％〕となり、光芒に寄与する０次回折光以外の回折光の回折効率の総和は（（Ｄ／１００）−（Ｄ／１００）２）×１００〔％〕となる。したがって、０次回折光以外の回折光の回折効率の総和は、言い換えると、光芒の視認されやすさに相当する回折像の強度は、開口率（非被覆率）Ｄが５０％で最も大きくなり、５０％から小さくなる又は大きくなるにつれて低下する。しかも、この回折像の強度の値は、５０％を中心として対称的となる。
【0041】
ある構造に光が入射した際に観察される０次以外の回折像は、当該ある構造の透過部と遮蔽部が反転した相補的な構造に光が入射した際に観察される０次以外の回折像と形状・強度ともに一致する。このことは、バビネの原理として知られている。つまり、例えば図４に示されたハニカム配列で配列された正六角形状の透過部５０ａ（開口領域）を有する構造５０に光が入射した際に観察されるようになる０次以外の回折像は、図４の構造と相補的な構造６０、すなわち、図５に示されたハニカム配列で配列された正六角形状の遮蔽部６０ｂを有する構造６０に光が入射した際に観察される０次以外の回折像と同一となる。回折像の考察において、図４のように開口が複雑な形状（六角形）よりも、図５のように単純な形状（矩形）の集合のほうが見通しがよい。また、以降「回折像」とは０次以外の回折光による像を表すこととする。
【0042】
次に、観察される回折像の形状を検討する。回折像の形状は、以下の方法によって特定される。ここでは、例として、ハニカム配列で透過部５０ａ（開口領域、非被覆領域）が規則性を持って配列された図４のパターン構造５０に光が入射した際に観察される回折像について検討する。まず、図４のパターン構造５０で観察される回折像は、前述のように、図５のパターン構造６０で観察される回折像と同一となる。したがって、図４のパターン構造５０を、ハニカム配列で遮蔽部６０ｂが規則性を持って配列された図５のパターン構造６０に置き換えて、観察される回折像について検討を行う。図５のパターン構造６０において、透過部６０ａは、正六角形状の遮蔽部６０ｂの周囲を取り囲む一定の幅を有したスリットとなっている。図５のパターン構造６０の透過部６０ｂは、平行なスリット毎に分割すると、３つの単位パターン要素６１、６２、６３に分類することができる。したがって、図５のパターン構造６０を光が進む際に生じる回折現象は、図６〜図８に示された３つの単位パターン要素６１、６２、６３の各々を光が進む際に生じる回折現象の総和となる。
【0043】
このうち、図６の単位パターン要素６１について考える。ここでは、この単位パターン要素６１は、長さ２ｌ、線幅２ｄのスリットが中心間隔ａで無数に配置されてなる透過部、言い換えると窓要素である。この単位パターン要素６１は、２つの成分、すなわち図９のような長さ２ｌ、線幅２ｄの１つの基準要素６１Ａと、図１０のような間隔ａで無数に配置される点群６１Ｂとの畳み込みで表される。次に、構造５０から観測者が十分離れているとして、空間振幅分布をフラウンホーファの回折とし、空間振幅分布を畳み込みの定理を用いてフーリエ変換して回折像を求める。回折する光の波長をλとすると、図９の基準要素６１Ａのフーリエ変換は、図１１のような１次の明線が線幅λ／ｌ、長さλ／ｄである中心部が最も強いカーディナル・サイン型の分布６１Ａ１が得られる。ただし、この寸法はラジアンで表した回折角度である。観測者からパターン構造５０の距離をＲとすると、パターン平面上にて、１次の明線が線幅λＲ／ｌ、長さλＲ／ｄとなると考えてもよい。図１１には、幅方向の分布は十分小さいので一周期まで、長さ方向の分布は簡略化のため二周期までしか記載されていない。また、二周期目は振幅が強調されて描かれている。図１０の無数に配置された点のフーリエ変換からは、図１２のような間隔２λ／（√３×ａ）の無数に配置された点の分布６１Ｂ１が得られる。これらの分布６１Ａ１と６１Ｂ１の積が、図６の単位パターン要素６１の振幅回折像となる。ただし、分布６１Ａ１と６１Ｂ１の積において、図１２の無数に配置された点の分布６１Ｂ１は、目視できない微細構造となって図１１の振幅分布６１Ａ１の内部に配置されるので、図１１の振幅分布６１Ａ１を図６の構造６１の実質的な振幅回折像と考えることができる。
【0044】
同様の操作によって、図７の単位パターン要素６２からは図１３の振幅分布６２Ａ１が、図８の単位パターン要素６３からは図１４の振幅分布６３Ａ１が、それぞれ空間振幅分布として得られる。それぞれの振幅分布６１Ａ１，６２Ａ１，６３Ａ１を重ね合わせたものが、もとのパターン構造６０の振幅回折像であり、その２乗が観測される回折像の強度分布となる。すなわち、図４のパターン構造５０からは、図１１、図１３、図１４の振幅分布６１Ａ１，６２Ａ１，６３Ａ１を重ね合わせて２乗した強度分布である図１５の強度分布６０Ａ１が回折像として観測される。
【0045】
以上のように、図４に例示したパターン構造５０から観測される回折像は、図１５の強度分布６０Ａ１のように異なる３方向に延びる３つの筋状の光となる。この筋状の光が、光芒として観察される。そして、このような光芒は、透明発熱板１０を介した視認性に強い影響を及ぼす。
【0046】
透明発熱板１０を介した視認性に対して影響が小さい回折像とは、筋状の光、すなわち光芒を含まない像である。このような回折像の一例として、多数次回折光の回折効率が低いもの、光芒が全方向に延び出して個々の光芒が識別できなくなっているものが考えられる。後者については、図１６のように円形状の回折像７０として観察されることが好ましい。
【0047】
図６に示された単位パターン要素６１によって生じる図１１に示された振幅分布６１Ａ１、図７に示された単位パターン要素６２によって生じる図１３に示された振幅分布６２Ａ１、図８に示された単位パターン要素６３によって生じる図１４に示された振幅分布６３Ａ１、から理解されるように、長手方向を有する線状の構造に起因して生じる回折像は、当該構造の長手方向に直交する方向に延びて光芒となる。したがって、光芒が全方向に亘って延び出し、結果として多数の光芒が互いに重なって円形状に視認されるには、一つの構造をなす各構造要素の長手方向に直交する法線が全方向に亘って分布していればよい。このような構造には、例えばボロノイパターンで形成された構造が考えられる。また、構造が規則性を有し、一つの規則を形成する単位パターン構造をなす各成分の長手方向に直交する法線が全方向に亘って分布している場合には、単位パターン構造に起因して生じる光芒だけでなく、パターン構造全体に起因して生じる光芒も円形状の明部として把握されるようになる。
【0048】
そのような構造として、ここでは一つの単位パターン構造が、円弧に沿って延びる一以上の区域からなり、各区域を平行移動すること、及び／または各区域を１８０°回転させた後に平行移動することにより、一つの単位パターン構造を形成する全ての成分を用いて、一以上の自然数個の半円が形成されるパターン構造を考える。区域の法線方向は互いに反対の２方向ある。そのため、区域の集合が半円をなせば、法線方向は全方向に亘る。また、各区域を１８０°回転しても、法線方向の分布は変わらない。よって、各区域の法線が全方向に亘って分布するためには、各区域を、一部は１８０°回転した後、平行移動して、半円となればよい。
【0050】
（第１のパターン構造例）まず、第１のパターン構造例として、図１７及び図１８に示されるパターン構造について述べる。図１７に示すように配置される発熱用導電体３０の導電性細線３１によるパターン構造は、図１８に示す単位パターン構造が平面内に多数配置されて形成されている。
【0051】
図１８の単位パターン構造は、中心角９０°で切り取られた同一の半径を有する４つの円弧に沿って区域３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１、３１ｄ１がこの順で反時計回りに接続されて形成されている。図の右方向に延びる基準軸に対して反時計回りになす角度を用いて表現すると、区域３１ａ１は、一つの円のうちの中心角０°から４５°の範囲及び３１５°から３６０°の範囲に位置する円弧をなしている。区域３１ｂ１は、一つの円のうちの中心角２２５°から３１５°の範囲に位置する円弧をなしている。区域３１ｃ１は、一つの円のうちの中心角１３５°から２２５°の範囲に位置する円弧をなしている。区域３４ｄ１は、一つの円のうちの中心角４５°から１３５°の範囲に位置する円弧をなしている。この単位パターン構造をなす全ての区域の各位置での法線は、３６０°全体に分布している。言い換えると、単位パターン構造についての各位置での法線は、全方向に亘って分布している。更に、区域３１ｂ１と３１ｄ１の位置を平行移動によって入れ替えると、区域３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１、３１ｄ１によって、２つの半円が形成される。言い換えると、単位パターン構造は、円弧に沿って延びる一つの区域からなり、各区域を平行移動すること、及び／または各区域を１８０°回転させた後に平行移動することにより、単位パターン構造の全ての区域を用いて、２つの半円が形成される。
【0052】
上述の図１８の単位パターン構造を隙間無く規則的に敷き詰めることによって、図１７のパターン構造は形成されている。よって図１７のパターン構造を有する発熱用導電体３０を用いた透明発熱板１０では、各方向への光芒が同様に形成され且つ光芒があらゆる方向に発生する。したがって、多数の光芒が互いに重なって円形状に視認される。
【0053】
（第２のパターン構造例）次に、第２のパターン構造例として、図１９及び図２０に示されるパターン構造について述べる。図１９に示すように配置される発熱用導電体３０の導電性細線３１によるパターン構造は、図２０に示す単位パターン構造が平面内に多数配置されて形成されている。
【0054】
図２０の単位パターン構造は、中心角６０°で切り取られた同一の半径を有する３つの円弧に沿って区域３１ａ２、３１ｂ２，３１ｃ２がこの順で反時計回りに一点で接続されて形成されている。図の右方向に延びる基準軸に対して反時計回りになす角度を用いて表現すると、区域３１ａ２は、一つの円のうちの中心角０°から３０°の範囲及び３３０°から３６０°の範囲に位置する円弧をなしている。区域３１ｂ２は、一つの円のうちの中心角９０°から１５０°の範囲に位置する円弧をなしている。区域３１ｃ２は、一つの円のうちの中心角２１０°から２７０°の範囲に位置する円弧をなしている。この単位パターン構造をなす全ての区域の各位置での法線は、３６０°全体に分布している。言い換えると、単位パターン構造についての各位置での法線は、全方向に亘って分布している。更に、区域３１ａ２を１８０°回転させた後に平行移動することで、区域３１ａ２、３１ｂ２，３１ｃ２によって一つの半円が形成される。言い換えると、単位パターン構造は、円弧に沿って延びる一つの区域からなり、各区域を平行移動すること、及び／または各区域を１８０°回転させた後に平行移動することにより、単位パターン構造の全ての区域を用いて、２つの半円が形成される。
【0055】
上述の図２０の単位パターン構造を隙間無く規則的に敷き詰めることによって、図１９のパターン構造は形成されている。よって図１９のパターン構造を有する発熱用導電体３０を用いた透明発熱板１０では、各方向への光芒が同様に形成され且つ光芒があらゆる方向に発生する。したがって、多数の光芒が互いに重なって円形状に視認される。また、図１９のパターン構造は、図１７のパターン構造より開口３３を広くとることができるので、より導電性細線３１の不可視化に寄与することができる。
【0056】
（第３のパターン構造例）次に、第３のパターン構造例として、図２１及び図２２に示されるパターン構造について述べる。図２１に示すように配置される発熱用導電体３０の導電性細線３１によるパターン構造は、図２２に示す単位パターン構造が平面内に多数配置されて形成されている。
【0057】
図２２の単位パターン構造は、中心角９０°で切り取られた同一の半径を有する８つの円弧に沿って延びる区域３１ａ３、３１ｂ３、３１ｃ３、３１ｄ３、３１ｅ３、３１ｆ３、３１ｇ３、３１ｈ３がこの順で反時計回りに接続されて形成されている。図の右方向に延びる基準軸に対して反時計回りになす角度を用いて表現すると、区域３１ａ３及び３１ｄ３は、それぞれ、一つの円のうちの中心角０°から４５°の範囲及び３１５°から３６０°の範囲に位置する円弧をなしている。区域３１ｂ３及び３１ｇ３は、それぞれ、一つの円のうちの中心角２２５°から３１５°の範囲に位置する円弧をなしている。区域３１ｃ３及び３１ｆ３は、それぞれ、一つの円のうちの中心角４５°から１３５°の範囲に位置する円弧をなしている。区域３１ｅ３及び３１ｈ３は、それぞれ、一つの円のうちの中心角１３５°から２２５°の範囲に位置する円弧をなしている。この単位パターン構造において、全ての区域の各位置での法線は、法線は３６０°全体に分布している。言い換えると、単位パターン構造についての各位置での法線は、全方向に亘って分布している。更に、区域３１ａ３、３１ｂ３、３１ｃ３、３１ｄ３を平行移動させることによって一つの円が形成され、また、区域３１ｅ３、３１ｆ３、３１ｇ３、３１ｈ３を平行移動させることにより一つの円が形成される。つまり、図２２の単位パターン構造を形成する全ての区域を用いて同じ大きさの円が二つ形成される。言い換えると、単位パターン構造は、円弧に沿って延びる一以上の区域からなり、各区域を平行移動すること、及び／または各区域を１８０°回転させた後に平行移動することにより、単位パターン構造の区域を用いて、４つの半円が形成される。
【0058】
上述の図２２の単位パターン構造を隙間無く規則的に敷き詰めることによって、図２１のパターン構造は形成されている。よって図２１のパターン構造を有する発熱用導電体３０を用いた透明発熱板１０では、各方向への光芒が同様に形成され且つ光芒があらゆる方向に発生する。したがって、多数の光芒が互いに重なって円形状に視認される。また、図２１のパターン構造は、図１９のパターン構造より開口３３を広くとることができるので、更に導電性細線３１の不可視化に寄与することができる。
【0059】
（第４のパターン構造例）最後に、第４のパターン構造例として、図２３及び図２４に示されるパターン構造について述べる。図２３に示すように配置される発熱用導電体３０の導電性細線３１によるパターン構造は、図２４に示す単位パターン構造が連続して接続されて形成されている。
【0060】
図２４の単位パターン構造は、中心角１８０°で切り取られた同一の半径を有する２つの円弧に沿って延びる区域３１ａ４、３１ｂ４が互いに逆向きに接続されて形成されている。この単位パターン構造において全ての区域の各位置での法線は、３６０°全体に分布している。言い換えると、単位パターン構造についての各位置での法線は、全方向に亘って分布している。更に、区域３１ａ４、３１ｂ４はそれぞれ半円なので、単位パターン構造の全ての区域を用いて、同じ大きさの半円が２つ形成される。言い換えると、単位パターン構造は、円弧に沿って延びている一以上の区域からなり、各区域を平行移動すること、及び／または各区域を１８０°回転させた後に平行移動することにより、単位パターン構造の全ての区域を用いて、２つの半円が形成される。
【0061】
上述のような図２４の単位パターン構造のみによる規則的なパターンによって、図２３の発熱用導電体３０は形成されている。よって図２３のパターン構造を有する発熱用導電体３０からなる透明発熱板１０では、各方向への光芒が同様に形成され且つ光芒があらゆる方向に発生する。したがって、多数の光芒が互いに重なって円形状に視認される。
【0062】
以上で第１から第４の発熱用導電体３０を配置するパターン構造例を示したが、これらは例示に過ぎず、実施の形態を限定するものではない。
【0063】
以上のように、本実施の形態における透明発熱板１０は、一対の基板１１，１２と、電圧を印加される一対のバスバー２５と、一対のバスバー２５を連結し、少なくとも一部分が一対の基板１１，１２の間に配置された発熱用導電体３０と、を備え、発熱用導電体３０は、導電性細線３１を用いて形成された一定の単位パターン構造を規則的に並べることによって形成されたパターン構造３１を有し、単位パターン構造についての各位置での法線は、全方向に亘って分布している。このような透明発熱板１０によれば、発生する光芒の長手方向を３６０°に亘って分布させることができる。従って、光芒が全方向に延び出し、結果として、各光芒が他の光芒から識別されることなく、多数の光芒が互いに重なって円形状に視認される。よって、光芒の視認性への影響を減少させることができ、透明発熱板１０を通しても良好な視界を確保することができる。また、一定のパターン構造が規則的に配置されていることから、透明発熱板１０に発熱ムラが生じにくい。従って、透明発熱板１０を一様に発熱させることができるので、一部分の曇りが取れなかったり、雪を溶かせなかったりすることがなく、機能を確実に発揮することができる。加えて、導電性細線３１を規則的に配置することは、設計負荷が少なく、製造が容易である。このため、製造コストを下げることができる。
【0064】
また、本実施の形態における透明発熱板１０では、単位パターン構造は、円弧に沿って延びる一以上の区域からなり、各区域を平行移動すること、及び／または各区域を１８０°回転させた後に平行移動することにより、単位パターン構造の全ての区域を用いて、一以上の自然数個の半円が形成される。このような透明発熱板１０によれば、光芒が全方向に延び出し、しかも、各方向への光芒の強度を均一化することができる。したがって、多数の光芒が互いに重なって円形状に視認され、各光芒が他の光芒から区別されて認識されることを効果的に防止することができる。従って、光芒の視認性への影響を減少させることができ、透明発熱板１０を通してより良好な視界を確保することができる。
【0065】
前述した実施の形態において、透明発熱板１０が曲面状に形成されている例を示したが、この例に限られず、透明発熱板１０が、平板状に形成されていてもよい。
【0066】
透明発熱板１０は、自動車１のリアウィンドウ、サイドウィンドウやサンルーフに用いてもよい。また、自動車以外の、鉄道、航空機、船舶、宇宙船等の乗り物の窓に用いてもよい。
【0067】
更に、透明発熱板１０は、乗り物以外にも、特に室内と室外とを区画する箇所、例えばビルや店舗、住宅の窓等に使用することもできる。
【符号の説明】
【0068】
１ 自動車５ フロントウィンドウ
７ 電源
１０ 透明発熱板
１１ 基板
１２ 基板
１３ 接合層
１４ 接合層
１５ 配線部
２０ 導電体付きシート
２１ 基材フィルム
２５ バスバー
３０ 発熱用導電体
３１ 導電性細線
３２ 分岐点
３３ 開口
３４ 接続要素
３５ 隙間
３６ 導電性金属層
３７ 第１の暗色層
３８ 第２の暗色層