CN110999533B - 加热器用构件、加热器用胶带、以及带有加热器用构件的成形体 - Google Patents

加热器用构件、加热器用胶带、以及带有加热器用构件的成形体 Download PDF

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Abstract

加热器用构件(1a)具备支撑体(10)、发热体(20)、以及至少一对供电用电极(30)。支撑体(10)为由有机高分子形成的片状。发热体(20)与支撑体(10)的一个主表面接触，由含有铟氧化物作为主成分的多晶体形成。供电用电极(30)与发热体(20)的一个主表面接触。发热体(20)具有10～150Ω/□的范围内的薄层电阻。发热体(20)的厚度超过20nm且为200nm以下。通过X射线应力测定法测定的发热体(20)的内部应力为500MPa以下。

Description

加热器用构件、加热器用胶带、以及带有加热器用构件的成 形体
技术领域
本发明涉及加热器用构件、加热器用胶带、以及带有加热器用构件的成形体。
背景技术
一直以来，已知有加热透明体的表面来去除其表面附着的雾和霜的透明的面状的加热器。
例如，专利文献1中记载了带有加热器的透明体。该带有加热器的透明体中，在透明的基材的表面形成有导电性透明薄膜。例如，在由玻璃、丙烯酸类树脂和聚乙烯树脂等形成的基材的表面的整面，通过真空蒸镀法或溅射法等方法形成锡氧化物和铟氧化物等导电性透明薄膜。专利文献1中启示了供电电极对导电性透明薄膜的密合性低。因此，在导电性透明薄膜上形成有由钛或钛合金形成的层，在由钛或钛合金形成的层上设置有至少一对供电电极。根据专利文献1，通过在导电性透明薄膜与供电电极之间设置由钛或钛合金形成的层，从而改善供电电极的密合性，防止供电电极的剥离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-134254号公报
发明内容
发明要解决的问题
根据专利文献1，在带有加热器的透明体中，在导电性透明薄膜与供电电极之间设置由钛或钛合金形成的层，从而防止供电电极的剥离。另一方面，专利文献1中，没有具体研究加热器的升温速度与导电性透明薄膜的耐久性的关系。
于是，本发明提供具有对于构成能以高的升温速度工作的加热器而言有利的耐久性的加热器用构件。另外，本发明提供具有这种加热器用构件的加热器用胶带及带有加热器用构件的成形体。
用于解决问题的方案
本发明提供一种加热器用构件，其具备：
由有机高分子形成的片状的支撑体；
发热体，其与前述支撑体的一个主表面接触，为由含有铟氧化物作为主成分的多晶体形成的透明导电膜；以及
至少一对供电用电极，其与前述发热体的一个主表面接触，
前述发热体具有10～150Ω/□的范围内的薄层电阻，
前述发热体的厚度超过20nm且为200nm以下，
通过X射线应力测定法测定的前述发热体的内部应力为500MPa以下。
另外，本发明提供一种加热器用胶带，其具备：
上述加热器用构件；
隔离膜，其以相较于前述发热体所接触的前述支撑体的主表面即第三主表面，更靠近位于前述第三主表面的相反侧的前述支撑体的主表面即第四主表面的方式配置；以及
第二粘合层，其位于前述隔离膜与前述支撑体之间，且与前述隔离膜和前述支撑体接触。
另外，本发明提供一种带有加热器用构件的成形体，其具备：
上述加热器用构件；
成形体，其以相较于前述发热体所接触的前述支撑体的主表面即第三主表面，更靠近位于前述第三主表面的相反侧的前述支撑体的主表面即第四主表面的方式配置；以及
第二粘合层，其位于前述成形体与前述支撑体之间，且与前述成形体和前述支撑体接触。
发明的效果
上述加热器用构件具有对于能以高的升温速度工作的加热器而言有利的耐久性。
附图说明
图1A为示出本发明的加热器用构件的一例的截面图。
图1B为示出本发明的加热器用构件的另一例的截面图。
图2为示出本发明的加热器用胶带的一例的截面图。
图3为示出本发明的带有加热器用构件的成形体的一例的截面图。
图4为概念性说明透明导电膜的内部应力的测定方法的图。
具体实施方式
本发明人等在对用于保持透明体的透明性的加热器进行研究的过程中，基于下述新见解构想出了本发明的加热器用构件。
加热器中，为了早早去除损害透明体的透明性的雾、霜和雪等附着物，理想的是，作为透明导电膜的发热体的温度在短时间内上升至期望的温度。即，理想的是，加热器能以高的升温速度(例如，20℃/分钟以上)工作。因此，理想的是，透明导电膜具有低的薄层电阻。透明导电膜的厚度大时，透明导电膜的薄层电阻变低，因此理想的是透明导电膜的厚度为规定值以上。根据本发明人等的研究，为了降低透明导电膜的薄层电阻以使加热器能以高的升温速度工作，理想的是，作为透明导电膜的发热体的厚度超过20nm。另一方面，本发明人等新发现了，以高的升温速度使加热器工作时，有时透明导电膜中产生裂纹。于是，本发明人等针对在以高的升温速度使加热器工作时能够防止透明导电膜中产生裂纹的技术反复进行了日夜研究。其结果，新发现了，通过将透明导电膜的内部应力(压缩应力)调整为特定的范围，即使在以高的升温速度使加热器工作时，透明导电膜也具备良好的耐久性，能防止裂纹产生。
以下，边参照附图边说明本发明的实施方式。需要说明的是，下述说明是示例性地说明本发明，本发明不限定于以下的实施方式。
如图1A所示，加热器用构件1a具备支撑体10、发热体20、以及至少一对供电用电极30。支撑体10由有机高分子形成，为片状。发热体20与支撑体10的一个主表面接触、为由含有铟氧化物作为主成分的多晶体形成的透明导电膜。至少一对供电用电极30与发热体20的一个主表面接触。发热体20具有10～150Ω/□的范围内的薄层电阻。发热体20的厚度超过20nm且为200nm以下。另外，通过X射线应力测定法测定的发热体20的内部应力为500MPa以下。发热体20中产生的内部应力代表性地为压缩应力。发热体20的内部应力可以根据X射线应力测定法通过实施例中记载的方法测定。
加热器用构件1a中，发热体20的厚度超过20nm时，容易将发热体20的薄层电阻调整为150Ω/□以下。通过发热体20具有150Ω/□以下的薄层电阻，能够使发热体20的温度在短时间内上升至期望的温度。即，能够使具备加热器用构件1a的加热器以高的升温速度工作。另外，发热体20的厚度为200nm以下时，能够效率良好地生产加热器用构件1a，加热器用构件1a的制造成本低。此外，发热体20的厚度为200nm以下时，发热体20中不易产生裂纹。从将发热体20的厚度调整为200nm以下的观点出发，发热体20的薄层电阻为10Ω/□以上。
在如上所述规定发热体20的厚度的基础上，发热体20的内部应力为500MPa以下时，即使以高的升温速度使加热器工作，也能够有利地防止透明导电膜中产生裂纹，加热器用构件1a具有良好的耐久性。
发热体20的厚度理想的是25nm以上、更理想的是27nm以上。发热体20的厚度理想的是180nm以下、更理想的是170nm以下。
发热体20的薄层电阻理想的是10～80Ω/□、更理想的是10～60Ω/□。
发热体20的内部应力理想的是490MPa以下、更理想的是480MPa以下。
发热体20的内部应力与真应力和热应力有关。真应力为在形成透明导电膜时产生的透明导电膜的内部的缺陷所导致的应力。热应力为形成透明导电膜时的温度条件和支撑体10与形成于支撑体10的膜之间的线膨胀系数之差所导致的应力。真应力可以如下来降低：通过调节形成透明导电膜的条件(例如，溅射的条件)来减少透明导电膜的内部的缺陷，从而降低。热应力可以如下来降低：通过调节形成透明导电膜时的温度条件和支撑体10的尺寸稳定性，从而降低。因此，通过适当选择形成透明导电膜的条件和支撑体10的材料，能够使通过X射线应力测定法测定的发热体20的内部应力为500MPa以下。
支撑体10例如具有以下的特性。将具有4mm宽度的支撑体10的试片一边沿与宽度方向正交的特定方向用0.02N的力拉伸一边从25℃加热至150℃。此时，该试片的特定方向上的尺寸变化率为-0.2％～1％。需要说明的是，负的尺寸变化率意味着试片收缩。在支撑体10上形成透明导电膜的情况下，例如，为了退火处理等，需要将支撑体10加热至规定的温度。此时，假如支撑体10的伴随加热和冷却的尺寸变化大，则透明导电膜的内部应力变大，在以高的升温速度使加热器工作时透明导电膜中容易产生裂纹。但是，支撑体10如上所述在25℃～150℃的温度范围内具有良好的尺寸稳定性，因此容易将发热体20的内部应力调节到500MPa以下。
加热器用构件1a的尺寸稳定性基本上取决于支撑体10的尺寸稳定性。例如，准备加热器用构件1a的不包含一对电极30的4mm宽度的试片。将该试片一边沿与宽度方向正交的特定方向用0.02N的力拉伸一边从25℃加热至150℃时，该试片的特定方向上的尺寸变化率例如为-0.2％～1％。例如，若支撑体10在25℃～150℃的温度范围内具有上述尺寸稳定性，则加热器用构件1a也在25℃～150℃的温度范围内具有这种尺寸稳定性。
代表性地，规定范围的波长的光能够透过加热器用构件1a。例如，可见光区域的波长范围和近红外区域的波长范围内的规定范围的波长的光能够透过加热器用构件1a。
支撑体10的材料只要能够将发热体20的内部应力调节至500MPa以下，则不限制于特定的材料，支撑体10理想的是用选自由聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚醚醚酮和芳香族聚酰胺组成的组中的至少1者形成。由此，支撑体10在25℃～150℃的温度范围内具有良好的尺寸稳定性，并且加热器用构件1a具有期望的透明性。
支撑体10可以具备硬涂层、应力松弛层或光学调整层等功能层。这些功能层例如形成了与发热体20接触的支撑体10的一个主表面。这些功能层可以为发热体20的基底。
支撑体10的厚度不限制于特定的厚度，从良好的透明性、良好的强度、及容易处理的观点出发，例如为10μm～200μm。支撑体10的厚度理想的是20μm～180μm、更理想的是30μm～160μm。
发热体20例如具有1.5×10-4～5.0×10-4Ω·cm的电阻率。由此，将发热体20的厚度调整至超过20nm且为200nm以下的厚度的情况下，发热体20容易具有期望的薄层电阻。发热体20理想的是具有超过1.5×10-4Ω·cm且为3.0×10-4Ω·cm以下的电阻率，更理想的是具有1.6×10-4Ω·cm～2.8×10-4Ω·cm的电阻率。
构成发热体20的透明导电膜没有特别限制，理想的是用铟锡氧化物(ITO)形成。
供电用电极30例如具有1μm以上的厚度。此时，供电用电极30中的电流容量容易被调整至适于使加热器以高的升温速度工作的值。由此，在使加热器以高的升温速度工作的情况下，供电用电极30不易剥离。需要说明的是，该供电用电极30的厚度与触摸面板等显示装置中使用的透明导电性薄膜上形成的电极的厚度相比明显更大。供电用电极30理想的是具有1.5μm以上的厚度、更理想的是具有2μm以上的厚度。供电用电极30例如可以具有5mm以下的厚度，可以具有1mm以下的厚度，也可以具有700μm以下的厚度。
加热器用构件1a中，对一对供电用电极30施加12V的直流电压的情况下，发热体20的升温速度例如为20℃/分钟以上。如此，能够使发热体20的温度短时间内上升至期望的温度。对一对供电用电极30施加12V的直流电压的情况下，发热体20的升温速度可以为15℃/分钟以上，理想的是25℃/分钟以上、更理想的是30℃/分钟以上。
透明导电膜例如如下形成：使用含有铟氧化物作为主成分的靶材进行溅射，在支撑体10的一个主表面形成源自靶材的薄膜，从而形成。理想的是，通过高磁场DC磁控溅射法，在支撑体10的一个主表面形成源自靶材的薄膜。由此，在透明导电膜中不易产生缺陷，容易将发热体20的内部应力调节至500MPa以下。
在支撑体10的一个主表面形成的薄膜根据需要进行退火处理。例如，在120℃～150℃的大气中，将薄膜放置1小时～3小时来进行退火处理。由此，促进薄膜的结晶化，有利地形成由多晶体形成的透明导电膜。退火处理时的薄膜的环境的温度和退火处理的时间为上述范围时，透明导电膜中不易产生缺陷，容易将发热体20的内部应力调节至500MPa以下。
一对供电用电极30只要能够对发热体20供给来自电源(图示省略)的电力，就没有特别限制，例如由金属材料形成。以覆盖位于与支撑体10接触的发热体20的主表面的相反侧的、发热体20的主表面的一部分的方式配置掩膜。在发热体20的主表面上层叠有其它的薄膜的情况下，可以在该薄膜上配置掩膜。在该状态下，通过化学气相沉积法(CVD)和物理气相沉积法(PVD)等干法或镀覆法等湿法，在发热体20的露出部和掩膜上形成1μm以上的金属膜。然后，移除掩膜，从而能够在发热体20的露出部上残留金属膜，形成一对供电用电极30。另外，也可以通过CVD和PVD等干法或镀覆法等湿法，在发热体20的主表面上形成1μm以上的金属膜，然后通过蚀刻去除不需要的金属膜，形成一对供电用电极30。
一对供电用电极30可以用导电性糊剂形成。此时，通过丝网印刷等方法在作为透明导电膜的发热体20上涂布导电性糊剂，从而能够形成一对供电用电极30。
(变形例)
加热器用构件1a可从各种观点出发来进行变更。例如，加热器用构件1a可以变更为图1B所示的加热器用构件1b那样。关于加热器用构件1b，除了特别说明的情况之外，与加热器用构件1a同样地构成。对于与加热器用构件1a的构成要素相同或相应的加热器用构件1b的构成要素，标记相同的符号，省略详细的说明。关于加热器用构件1a的说明，只要在技术上不矛盾，则也适用于加热器用构件1b。
如图1B所示，加热器用构件1b还具备保护薄膜40和第一粘合层45。保护薄膜40以相较于第一主表面21更靠近第二主表面22的方式配置。第一主表面21为与支撑体10接触的发热体20的主表面。第二主表面22为位于第一主表面21的相反侧的发热体20的主表面。第一粘合层45位于保护薄膜40与发热体20之间、且与保护薄膜40和发热体20接触。如此，保护薄膜40借助第一粘合层45粘贴于发热体20的第二主表面22。发热体20如上所述由含有铟氧化物作为主成分的多晶体形成，因此其韧性通常较低。因此，通过利用保护薄膜40来保护发热体20，从而能够提高加热器用构件1b的耐冲击性。
保护薄膜40只要具有适当的透明性就没有特别限制，例如理想的是在加热器用构件1b的使用时具有良好的尺寸稳定性。从该观点出发，保护薄膜40理想的是具有下述特性。将具有4mm宽度的保护薄膜40的试片一边沿与宽度方向正交的特定方向用0.02N的力拉伸一边从25℃加热至150℃时，该试片的特定方向上的尺寸变化率为-0.2％～1％。由此，保护薄膜40不易因加热器用构件1b的使用时的保护薄膜40的尺寸变化而发生剥离。
保护薄膜40例如用选自由聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚醚醚酮和芳香族聚酰胺组成的组中的至少1者形成。由此，支撑体10在25℃～150℃的温度范围内具有良好的尺寸稳定性，并且加热器用构件1b具有期望的透明性。保护薄膜40的厚度没有特别限制，例如为20μm～200μm、理想的是25μm～190μm、更理想的是30μm～180μm。由此，加热器用构件1b具有良好的耐冲击性，并且能够防止加热器用构件1b的厚度变得过大。
第一粘合层45例如用丙烯酸类粘合剂等公知的光学用粘合剂形成。
(加热器用胶带)
使用加热器用构件1a或加热器用构件1b，能够制作加热器用胶带。如图2所示，加热器用胶带2具备加热器用构件1b、隔离膜60、以及第二粘合层65。隔离膜60以相较于第三主表面13更靠近第四主表面14的方式配置。第三主表面13为发热体20所接触的支撑体10的主表面。第四主表面14为位于第三主表面13的相反侧的支撑体10的主表面。第二粘合层65位于隔离膜60与支撑体10之间、且与隔离膜60和支撑体10接触。通过剥离隔离膜60，从而第二粘合层65露出。然后，将第二粘合层65按压在被粘材料上，从而能够将加热器用构件1b粘贴于被粘材料。加热器用胶带2也可以变更为具备加热器用构件1a来代替加热器用构件1b。
隔离膜60代表性地为能够在覆盖第二粘合层65时保持第二粘合层65的粘合力、且能够从第二粘合层65容易地剥离的薄膜。隔离膜60例如为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯树脂制的薄膜。
第二粘合层65例如用丙烯酸类粘合剂等公知的光学用粘合剂形成。
(带有加热器用构件的成形体)
使用加热器用构件1a或加热器用构件1b，能够制作带有加热器用构件的成形体3。如图3所示，带有加热器用构件的成形体3具备加热器用构件1b、成形体80、以及第二粘合层65。成形体80以相较于第三主表面13更靠近第四主表面14的方式配置。第三主表面13为发热体20所接触的支撑体10的主表面。第四主表面14为位于第三主表面13的相反侧的支撑体10的主表面。第二粘合层65位于成形体80与支撑体10之间、且与成形体80和支撑体10接触。带有加热器用构件的成形体3也可以变更为具备加热器用构件1a来代替加热器用构件1b。
成形体80代表性地为透过特定波长范围的光的部件。例如，在成形体80的表面附着雾、霜及雪等附着物时，应透过成形体80的光被遮挡。但是，通过对加热器用构件1b的一对供电用电极30施加电压而使发热体20发热，能够去除附着于成形体80的表面的雾、霜及雪等附着物。由此，能够保持带有加热器用构件的成形体3的透明性。需要说明的是，应透过成形体80的光不限于可见光，可以为紫外光或近红外光。
第二粘合层65例如用丙烯酸类粘合剂等公知的光学用粘合剂形成。
带有加热器用构件的成形体3例如可以如下制作：将加热器用胶带2的隔离膜60剥离，将露出的第二粘合层65按压在成形体80上，将加热器用构件1b粘贴于成形体80，从而制作。
实施例
以下，通过实施例来更详细地说明本发明。需要说明的是，本发明不限定于以下的实施例。首先，说明关于各实施例及各比较例的评价方法及测定方法。
[厚度测定]
使用X射线衍射装置(Rigaku Corporation制、产品名：RINT2200)，通过X射线反射率法测定各实施例和各比较例的加热器用构件的透明导电膜(发热体)的厚度。将结果示于表1。另外，使用X射线衍射装置，得到针对透明导电膜的X射线衍射图案。作为X射线使用Cu-Kα射线。所有的实施例和所有的比较例中，由所得的X射线衍射图案确认到透明导电膜为多晶结构。另外，使用触针式表面形状测定器(ULVAC株式会社制、产品名：Dektak8)，测量在各实施例和各比较例的加热器用构件的透明导电膜上形成的供电用电极的端部的高度，从而测定各实施例和各比较例的加热器用构件的供电用电极的厚度。将结果示于表1。
[薄层电阻和电阻率]
使用非接触式电阻测定装置(napson corp.制、产品名：NC-80MAP)，根据日本工业标准(JIS)Z 2316-1：2014，通过涡电流测定法测定各实施例和各比较例的加热器用构件的透明导电膜(发热体)的薄层电阻。将结果示于表1。此外，求出通过厚度测定得到的透明导电膜(发热体)的厚度与透明导电膜(发热体)的薄层电阻的积，确定各实施例和各比较例的加热器用构件的透明导电膜(发热体)的电阻率。将结果示于表1。
[内部应力]
使用X射线衍射装置(Rigaku Corporation制、产品名：RINT2200)，从40kV且40mA的光源使Cu-Kα射线(波长λ：0.1541nm)通过平行光束光学系统而照射至试样，以sin2Ψ法的原理评价透明导电膜的内部应力(压缩应力)。sin2Ψ法为根据多晶薄膜的晶格畸变对角度(Ψ)的依赖性而求出薄膜的内部应力的方法。使用上述X射线衍射装置，通过Θ/2Θ扫描测定，在2θ＝29.8°～31.2°的范围内每隔0.02°测定衍射强度。各测定点处的累计时间设定为100秒。根据得到的X射线衍射(ITO的(222)面的峰)的峰角2θ和从光源照射的X射线的波长λ，算出各测定角度(Ψ)下的ITO晶面间距d，由晶面间距d根据下述式(1)及式(2)的关系算出晶格畸变ε。λ为从光源照射的X射线(Cu-Kα射线)的波长，λ＝0.1541nm。d0为无应力状态的ITO的晶面间距，d0＝0.2910nm。d0的值为International Centre for DiffractionData(国际衍射数据中心；ICDD)的数据库中记载的值。
2dsinθ＝λ (1)
ε＝(d-d0)/d0 (2)
如图4所示，相对于透明导电膜的试样Sa的主表面的法线与ITO晶体Cr的晶面的法线所成的角度(Ψ)分别为45°、52°、60°、70°及90°的情况下，进行上述X射线衍射测定，算出各个角度(Ψ)下的晶格畸变ε。然后，由标绘sin2Ψ与晶格畸变ε的关系而成的直线的斜率根据下述式(3)求出透明导电膜的面内方向的残留应力(内部应力)σ。将结果示于表1。
ε＝{(1+ν)/E}σsin2Ψ-(2ν/E)σ (3)
上述式(3)中，E为ITO的杨氏模量(116GPa)，ν为泊松比(0.35)。它们的值为D.G.Neerinck andT.J.Vink,《通过掠入射X射线衍射对ITO薄膜进行深度分析》(“DepthProfiling of thin ITO films by grazing incidence X-ray diffraction”),ThinSolidFilms,278(1996),P12-17中记载的值。图4中，检测器100检测X射线衍射。
[支撑体的尺寸变化的评价]
使用热机械分析装置(Hitachi High-Tech Science Corporation制、产品名：TMA/SS6100)，测定将实施例及比较例的加热器用构件的支撑体的试片的温度自25℃升温至150℃时的试片的尺寸变化率。试片的宽度为4mm。在升温前将试片固定时的一对卡盘间的距离为10mm。对试片沿与宽度方向正交的方向持续施加0.02N的拉伸力。该测定中，试片的升温速度设定为+5℃/分钟。根据以下的式(4)求出尺寸变化率。将结果示于表1。D150为试片的温度达到150℃时的卡盘间的距离。Di为升温起始时的卡盘间的距离，Di＝10mm。
尺寸变化率[％]＝{(D150-Di)/Di}×100 (4)
[通电时的升温速度]
使用菊水电子工业株式会社制的直流恒压电源，对各实施例和各比较例的加热器用构件的一对供电用电极施加12V的电压，使加热器用构件的透明导电膜(发热体)中流通电流，从而进行通电试验。通电试验的期间中，使用FLIR Systems,Inc.制的热成像仪(thermography)，测定透明导电膜(发热体)或保护薄膜的表面温度，算出升温速度。将结果示于表1。
[透明导电膜中的裂纹的确认]
通过目视确认在上述通电试验的期间中透明导电膜是否产生裂纹。将结果示于表1。表1中，“N”的符号意味着未产生裂纹，“Y”的符号意味着产生了裂纹。
通过目视确认在上述通电试验的期间中是否发生供电用电极和透明导电膜的剥离。将结果示于表1。表1中，“N”的符号意味着未发生供电用电极和透明导电膜的剥离，“Y”的符号意味着发生了供电用电极和透明导电膜的剥离。
＜实施例1＞
在具有125μm的厚度的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的薄膜(Teijin FilmSolutions Ltd.制、产品名：Teonex)的一个主表面上，使用铟锡氧化物(ITO)(锡氧化物的含有率：10重量％)作为靶材，在该靶材的表面处的水平磁场的磁通密度为100mT(毫特斯拉)的高磁场、非活性气体存在的状态下通过DC磁控溅射法形成ITO膜。将形成ITO膜后的PEN薄膜在150℃的大气中放置3小时，进行退火处理。由此，使ITO结晶化，形成透明导电膜。透明导电膜的厚度为115nm。通过退火处理得到的透明导电膜为多晶结构。
接着，将形成有透明导电膜的PEN薄膜切成长条状(短边：30mm×长边：50mm)，以彼此相对且沿长度方向延伸的透明导电膜的一对端部露出的方式用掩膜覆盖透明导电膜的一部分。一对端部各自具有2mm的宽度。在该状态下，在透明导电膜和掩膜上，通过DC磁控溅射法形成具有100nm的厚度的Cu薄膜。进而，对Cu薄膜进行湿式镀覆处理，使Cu的膜的厚度增加至3μm。然后，去除掩膜，在与透明导电膜的一对端部相当的部分形成一对供电用电极。如此，制作实施例1的加热器用构件。
＜实施例2＞
使用具有50μm的厚度的透明聚酰亚胺薄膜(透明PI、KOLON INDUSTRIES,INC.制)来代替PEN薄膜，除此之外与实施例1同样操作，制作实施例2的加热器用构件。
＜实施例3＞
使用具有75μm的厚度的聚酰亚胺薄膜(PI、Toray-Dupont株式会社制、产品名：Kapton)来代替PEN薄膜，除此之外与实施例1同样操作，制作实施例3的加热器用构件。
＜实施例4＞
使用具有125μm的厚度的聚碳酸酯(PC)薄膜(住友化学株式会社制、产品名：Technolloy C000)来代替PEN薄膜，除此之外与实施例1同样操作，制作实施例4的加热器用构件。
＜实施例5＞
以透明导电膜的厚度为29nm的方式变更ITO膜的形成时的DC磁控溅射法的条件，除此之外与实施例1同样地操作，制作实施例5的加热器用构件。
＜实施例6＞
以透明导电膜的厚度为153nm的方式变更ITO膜的形成时的DC磁控溅射法的条件，除此之外与实施例1同样地操作，制作实施例6的加热器用构件。
＜实施例7＞
在具有125μm的厚度的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的薄膜(帝人株式会社制、产品名：Teonex)的一个主表面上，使用铟锡氧化物(ITO)(锡氧化物的含有率：10重量％)作为靶材，在该靶材的表面处的水平磁场的磁通密度为100mT(毫特斯拉)的高磁场、非活性气体存在的状态下通过DC磁控溅射法形成ITO膜。将形成ITO膜后的PEN薄膜在150℃的大气中放置3小时，进行退火处理。由此，使ITO结晶化，形成透明导电膜。透明导电膜的厚度为115nm。通过退火处理得到的透明导电膜为多晶结构。
接着，将形成有透明导电膜的PEN薄膜切成长条状(短边：30mm×长边：50mm)，以彼此相对且沿长度方向延伸的透明导电膜的一对端部露出的方式用掩膜覆盖透明导电膜的一部分。一对端部各自具有2mm的宽度。在该状态下，在透明导电膜和掩膜上，丝网印刷银糊剂。银糊剂的印刷层充分固化后，去除掩膜，在与透明导电膜的一对端部相当的部分形成一对供电用电极。供电用电极的厚度为3μm。如此，制作实施例7的加热器用构件。
＜实施例8＞
以透明导电膜的厚度为50nm的方式变更ITO膜的形成时的DC磁控溅射法的条件，除此之外与实施例1同样地操作，制作实施例8的加热器用构件。
＜实施例9＞
将ITO膜的退火处理时的温度变更为180℃，除此之外与实施例8同样地操作，制作实施例9的加热器用构件。
＜实施例10＞
以供电用电极的厚度为20μm的方式变更对Cu薄膜的湿式镀覆处理的条件，除此之外与实施例8同样地操作，制作实施例10的加热器用构件。
＜实施例11＞
以透明导电膜的厚度为21nm的方式变更ITO膜的形成时的DC磁控溅射法的条件，除此之外与实施例1同样地操作，制作实施例11的面状加热器用构件。
＜实施例12＞
以透明导电膜的厚度为168nm的方式变更ITO膜的形成时的DC磁控溅射法的条件，除此之外与实施例1同样地操作，制作实施例12的面状加热器用构件。
＜实施例13＞
在具有125μm的厚度的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的薄膜(帝人株式会社制、产品名：Teonex)的一个主表面上，使用铟锡氧化物(ITO)(锡氧化物的含有率：10重量％)作为靶材，在该靶材的表面处的水平磁场的磁通密度为100mT(毫特斯拉)的高磁场、非活性气体存在的状态下通过DC磁控溅射法形成115nm的厚度的ITO膜。将形成ITO膜后的PEN薄膜在150℃的大气中放置3小时，进行退火处理。由此，使ITO结晶化，形成透明导电膜。通过退火处理得到的透明导电膜为多晶结构。
接着，将形成有透明导电膜的PEN薄膜切成长条状(短边：30mm×长边：50mm)，以彼此相对且沿长度方向延伸的透明导电膜的一对端部露出的方式将带有粘合剂的PEN薄膜(粘合剂层的厚度：50μm、PEN薄膜(保护薄膜)的厚度：50μm)粘贴于透明导电膜的一部分。一对端部各自具有2mm的宽度。进而，将带有粘合剂的PEN薄膜用掩膜覆盖，在透明导电膜和掩膜上通过DC磁控溅射法形成具有100nm的厚度的Cu薄膜。进而，对Cu薄膜进行湿式镀覆处理，使Cu的膜的厚度增加至3μm。然后，去除掩膜，在与透明导电膜的一对端部相当的部分形成一对供电用电极。如此，制作实施例13的面状加热器用构件。
＜比较例1＞
使用具有125μm的厚度的双轴拉伸PET薄膜来代替PEN薄膜，除此之外与实施例1同样地操作，制作比较例1的加热器用构件。
＜比较例2＞
使用具有125μm的厚度的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜来代替PEN薄膜，除此之外与实施例1同样地操作，制作比较例2的加热器用构件。
＜比较例3＞
以透明导电膜的厚度为300nm的方式变更ITO膜的形成时的DC磁控溅射法的条件，除此之外与实施例1同样地操作，制作比较例3的加热器用构件。
＜比较例4＞
以透明导电膜的厚度为15nm的方式变更ITO膜的形成时的DC磁控溅射法的条件，除此之外与实施例1同样地操作，制作比较例4的加热器用构件。
＜比较例5＞
使用具有125μm的厚度的双轴拉伸PET薄膜来代替PEN薄膜，除此之外与实施例8同样地操作，制作比较例5的加热器用构件。
＜参考例1＞
以供电用电极的厚度为0.3μm的方式变更为对Cu薄膜的湿式镀覆处理的条件，除此之外与实施例1同样地操作，制作参考例1的加热器用构件。
＜参考例2＞
以供电用电极的厚度为0.3μm的方式变更银糊剂的丝网印刷的条件，除此之外与实施例7同样地操作，制作参考例2的加热器用构件。
如表1所示，比较例1～3、5的加热器用构件的通电试验中，确认到透明导电膜中产生裂纹。比较例1、2和5的加热器用构件的透明导电膜具有超过500MPa的内部应力(压缩应力)，25℃～150℃的温度范围内的支撑体的尺寸稳定性也很难说良好。比较例3的加热器用构件的透明导电膜的厚度为300nm。与此相对，实施例1～13的加热器用构件的通电试验中，确认到透明导电膜未产生裂纹。启示了：从防止在加热器用构件的发热体的升温速度高的情况下透明导电膜产生裂纹的观点出发，重要的是，透明导电膜(发热体)的内部应力为500MPa以下，25℃～150℃的温度范围内的支撑体的尺寸稳定性良好，以及透明导电膜的厚度超过20nm且为200nm以下。
如表1所示，比较例4的加热器用构件的通电试验中，虽然透明导电膜中未产生裂纹，但是透明导电膜的升温速度低于20℃/分钟(为8℃/分钟)。认为在比较例4的加热器用构件中，由于透明导电膜的薄层电阻高，因此测定到这样低的升温速度。因此，启示了比较例4的加热器用构件难以在短时间内使透明导电膜的温度上升至期望的温度。与此相对，实施例1～13的加热器用构件的通电试验中，透明导电膜的升温速度超过20℃/分钟。参考例1和2的加热器用构件的通电试验中，未发生供电用电极和透明导电膜的剥离以及透明导电膜中的裂纹，但透明导电膜的升温速度为15℃/分钟。鉴于这些结果，启示了：为了在短时间内使透明导电膜的温度上升至期望的温度，理想的是将透明导电膜的薄层电阻值设定为150Ω/□以下、使供电用电极的厚度为1μm以上。
[表1]
Figure GDA0002379715720000191

Claims (9)

1.一种加热器用构件，其具备：
片状的支撑体，其由有机高分子形成；
发热体，其与所述支撑体的一个主表面接触，为由含有铟氧化物作为主成分的多晶体形成的透明导电膜；以及，
至少一对供电用电极，其与所述发热体的一个主表面接触，
所述发热体具有10～150Ω/□的范围内的薄层电阻，
所述发热体的厚度超过20nm且为200nm以下，
通过X射线应力测定法测定的所述发热体的内部应力为500MPa以下，
在对所述一对供电用电极施加12V的直流电压的情况下，所述发热体表现出30℃/分钟以上的升温速度。
2.根据权利要求1所述的加热器用构件，其中，对于具有4mm宽度的所述支撑体的试片，一边沿与宽度方向正交的特定方向用0.02N的力拉伸，一边从25℃加热至150℃时，所述试片的所述特定方向上的尺寸变化率为-0.2％～1％。
3.根据权利要求1所述的加热器用构件，其中，对于该加热器用构件的不包含所述一对供电用电极的4mm宽度的试片，一边沿与宽度方向正交的特定方向用0.02N的力拉伸，一边从25℃加热至150℃时，所述试片的所述特定方向上的尺寸变化率为-0.2％～1％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的加热器用构件，其中，所述支撑体用选自由聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚醚醚酮和芳香族聚酰胺组成的组中的至少1者形成。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的加热器用构件，其中，所述发热体具有1.5×10-4～5.0×10-4Ω·cm的电阻率。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的加热器用构件，其中，所述供电用电极具有1μm以上的厚度。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的加热器用构件，其还具备：
保护薄膜，其以相较于与所述支撑体接触的所述发热体的主表面即第一主表面，更靠近位于所述第一主表面的相反侧的所述发热体的主表面即第二主表面的方式配置；以及
第一粘合层，其位于所述保护薄膜与所述发热体之间，且与所述保护薄膜和所述发热体接触。
8.一种加热器用胶带，其具备：
权利要求1～7中任一项所述的加热器用构件；
隔离膜，其以相较于所述发热体所接触的所述支撑体的主表面即第三主表面，更靠近位于所述第三主表面的相反侧的所述支撑体的主表面即第四主表面的方式配置；以及
第二粘合层，其位于所述隔离膜与所述支撑体之间，且与所述隔离膜和所述支撑体接触。
9.一种带有加热器用构件的成形体，其具备：
权利要求1～7中任一项所述的加热器用构件；
成形体，其以相较于所述发热体所接触的所述支撑体的主表面即第三主表面，更靠近位于所述第三主表面的相反侧的所述支撑体的主表面即第四主表面的方式配置；以及
第二粘合层，其位于所述成形体与所述支撑体之间，且与所述成形体和所述支撑体接触。
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