DE69314721T2

DE69314721T2 - Durchsichtiges Flächenheizelement und Verfahren für seine Herstellung

Info

Publication number: DE69314721T2
Application number: DE69314721T
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Dodo; Nobuhiro Fukuda; Shin Fukuda; Mitsuo Takase
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1992-08-03
Filing date: 1993-08-03
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2013-08-04
Also published as: KR940006425A; EP0582457A2; TW264599B; US5448037A; KR0180910B1; DE69314721D1; EP0582457A3; EP0582457B1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem durchsichtigen Flächenheizelement, welches in einen Fensterabschnitt eingesetzt werden kann. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein durchsichtiges Flächenheizelement, welches bei Flüssigkristallanzeigen, bei Präsentationseinrichtungen für Kühlgut, Präsentationseinrichtungen für Gefriergut, Entfrostungseinrichtungen für Windschutzscheiben, und dergleichen eingesetzt werden kann.
Bei einer Präsentationseinrichtung für Gefriergut oder einer Präsentationseinrichtung für Kühlgut ist es erforderlich, eine Beschlagsbildung durch Kondensation auf der Oberfläche einer Glasplatte zu verhindern, welche ein Fenster bildet. Daher wurde ein durchsichtiger, leitender Film auf der Glasoberfläche aufgebracht, und eine vorbestimmte elektrische Energie wurde an den durchsichtigen, leitenden Film angelegt, um die Glasfläche zu erwärmen.
In jüngster Zeit hat der Bedarf an Flüssigkristallanzeigen zugenommen, wenn aber diese in einer kalten Umgebung eingesetzt werden, ist die Arbeitsweise derselben im allgemeinen in unerwünschter Weise langsam. Somit besteht auch bei Flüssigkristallanzeigen der Wunsch nach dem Vorsehen einer durchsichtigen Flächenheizeinrichtung zur Temperatursteuerung.
Bei Flüssigkristallanzeigen, welche unter solchen Bedingungen, wie einer kalten Umgebung und dergleichen, eingesetzt werden sollen, wurde bisher eine gitterähnliche Widerstandsheizung angeordnet, um eine Erwärmung vorzunehmen, wie dies beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung No. 126517/1983 vorgeschlagen wird. Bei dieser Auslegung ist es jedoch schwierig, die gesamte Flüssigkristallanzeige gleichmäßig zu erwärmen, und die Widerstandsheizung weist ein lichtundurchlässiges Metall auf 1 wodurch das Betrachten der Anzeige durch eine Bedienungsperson gestört wird.
In US-A-2,584,859 ist eine elektrisch leitende, laminierte Sicherheitsglaseinheit beschrieben, welche zwei Glas-Flächengebilde und eine dazwischenliegende Schicht aus nicht-sprödem thermoplastischem Material aufweist, welche alle zur Bildung eines einheitlichen Gebildes miteinander verbunden sind. Ferner ist eine Elektrode längs des Randes der inneren Fläche einer der Glas-Flächengebilde vorgesehen, sowie ein durchsichtiger Uberzug aus elektrischleitendem Material, welcher ebenfalls auf dieser Oberfläche vorgesehen ist. Dieser ist in Kontakt mit der Elektrode, und es ist eine Schicht aus nichtmetallischem Trennmaterial auf dem Bereich der Elektrode zwischen der Glasfläche und der Kunststofflächenschicht vorgesehen, wobei sich das Material über einen benachbarten Rand des Glas-Flächengebildes erstreckt.
Gemäß einer bevorzugten Verfahrensweise zum Aufbringen der Elektroden und des elektrischleitenden Films auf das Glas-Flächengebilde werden die Randabschnitte des Flächengebildes entlang der beiden kurzen Seiten zuerst mit einem elektrisch leitenden Silberflußmittel besprüht und dann werden sie zum Aufschmelzen des Flußmittels auf das Glas erwärmt. Die Elektroden oder Stromschienen, welche auf diese Weise gebildet werden, können mit Kupfer elektroplattiert werden, um das Anlöten von entsprechend erforderlichen und geeigneten Leitungen zu ermöglichen.
Wenn die Elektroden vorgesehen sind, kann man das Glas mit dem Film überziehen, und dies kann dadurch erfolgen, daß zuerst das Flächengebilde etwa auf den Erweichungspunkt des Glases erwärmt wird, und dann die Oberfläche mit einer Lösung aus Zinntetrachlorid besprüht wird, um eine klare, durchsichtige elektrischleitende Schicht aus Zinnoxid auf dem Glas und in Kontakt mit den Elektroden aufzubringen. Gegebenenfalls kann auch eine Erwärmung des Glases zur Vorbereitung der Filmbeschichtung vorgenommen werden, um das Silberflußmittel auf das Glas aufzuschmelzen, wodurch man einen Erwärmungsschritt einsparen kann.
Das mit einem Film versehene Flächengebilde kann dann in eine integrale Verbundeinheit dadurch eingebaut werden, daß diese zusammen mit einem zweiten Flächengebilde angeordnet wird und eine Zwischenschicht vorgesehen wird, um ein Glas-Kunststoffschichtgebilde zu bekommen, wobei die beschichtete Oberfläche des Flächengebildes sich im Inneren befindet. Dann können mehrerer Schichten des Schichtaufbaus zusammen nach Maßgabe von an sich bekannten Laminierungsweisen auflaminiert werden.
Ein durchsichtiges Heizelement, bei dem ein durchsichtiger, leitender Film auf einem durchsichtigen Substrat ausgebildet wird, wurde beispielsweise in US-A-4,952,783 vorgeschlagen. Die Auslegung eines solchen Heizelements ist in Figur 1 der beiliegenden Zeichnung gezeigt. Dieses Heizelement hat die Merkmale gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und es kann gemäß einem Verfahren hergestellt werden, welches die Schritte nach den Oberbegriffen der Ansprüche 9 und 10 hat. Hierbei wird ein durchsichtiger, leitender Film 52 über der gesamten Oberfläche eines durchsichtigen Substrats 51 ausgebildet, und ein Paar von Elektroden 53 zur elektrischen Energiezufuhr zu dem durchsichtigen, leitenden Film 52 ist an den jeweils beiden Enden des durchsichtigen, leitenden Films 52 angeordnet. Um ferner den durchsichtigen, leitenden Film 52 und die Elektroden 53 zu schützen, ist eine durchsichtige Schutzschicht 54 über der gesamten Oberfläche des Heizelements vorgesehen. Die Elektroden 53 werden hierbei mittels einer Drucktechnik für Leitermaterial aufgebracht, wie beispielsweise mittels einer Silberpaste an geeigneten Stellen des durchsichtigen, leitenden Films 52, beispielsweise unter Anwendung einer Siebdrucktechnik. Anschließend erfolgt eine Wärmebehandlung des aufgebrachten Überzugsmaterials. Zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der Elektroden ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung No. 289685/1992 beschrieben, Elektroden vorzusehen, welche durch Zwischenlage einer Metallfolie und elektrisch leitenden, aufgedruckten Materialschichten gebildet werden.
Wenn jedoch die Elektroden von einem elektrisch leitenden, aufgedruckten Material, wie Silberpaste, gebildet werden, ist bei einer solchen Bauart eines durchsichtigen Flächenheizelements der Widerstand des leitenden, aufgedruckten Materials selbst größer als jener des durchsichtigen, leitenden Films, und der Konaktwiderstand zwischen den Elektroden und dem durchsichtigen, leitenden Film wird tendenziell größer. Wenn der Kontaktwiderstand größer wird, ist ein Leiterzustand in dem durchsichtigen, leitenden Film ungleichmäßig, insbesondere bei größeren, durchsichtigen Flächenheizeinrichtungen. Folglich wird die Wärme ungleichmäßig erzeugt, und die durchsichtige Flächenheizung wird nicht gleichmäßig insgesamt erwärmt. Zusätzlich konzentriert sich Strom in der Nähe der Kontakte der Elektroden, so daß Teile der durchsichtigen Flächenheizung in der Nähe der Elektroden zu stark erwärmt werden können, wodurch die Neigung besteht, daß Unterbrechungen auftreten können. Bei den Elektroden, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung No. 289685/1992 beschrieben sind, lassen sich die schwierigkeiten hinsichtlich der Ungleichmäßigkeit des Leitungszustandes zwar überwinden, aber das Haftvermögen zwischen dem durchsichtigen, leitenden Film und den Elektroden ist schwach und diese beide können sich leicht voneinander lösen bzw. trennen. Daher ist ein Herstellungsverfahren zur Ausbildung derartiger Elektroden kompliziert, die Verarbeitbarkeit ist aufwendig und es ergeben sich relativ hohe Kosten für die Erzeugnisse.
Gemäß einem ersten Aspekt nach der Erfindung hat ein durchsichtiges Flächenheizelement als eine Heizfläche einen durchsichtigen, leitenden Film, welcher auf einem durchsichtigen Substrat ausgebildet ist, und auf welchem ein Paar von Elektroden zum Elektrisieren des durchsichtigen, leitenden Film vorgesehen ist, wobei das durchsichtige Flächenheizelement sich dadurch auszeichnet, daß die Elektroden von einem Metall gebildet werden, welches mittels eines Trockenverfahrens im Anschluß an ein Naßverfahren gebildet wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt nach der Erfindung wird ein durchsichtiges Flächenheizelement angegeben, welches als eine Heizfläche einen durchsichtigen, leitenden Film hat, welcher auf einem durchsichtigen Substrat ausgebildet ist, und auf welchem ein Paar von Elektroden zum Elektrisieren des durchsichtigen, leitenden Films vorgesehen ist, wobei das durchsichtige Flächenheizelement sich dadurch auszeichnet, daß eine im wesentlichen lichtdurchlässige, metallische, dünne Schicht auf dem durchsichtigen, leitenden Film ausgebildet wird, und die Elektroden auf der metallischen, dünnen Schicht ausgebildet werden.
Nach der Erfindung werden gemäß den beiden voranstehend erörterten Aspekten ein durchsichtiges Flächenheizelement bereitgestellt, welches Elektroden hat, bei denen ein aufgedrucktes leitendes Material eingesetzt wird, und welche somit ermöglichen, daß sich die Verfahrensweise zur Ausbildung der Elektroden auf einem durchsichtigen, leitenden Film vereinfachen läßt, und man somit eine Herstellungsmöglichkeit mit einer hohen Ausstoßleistung erhalten kann.
Gemäß einem dritten Aspekt nach der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines durchsichtigen Flächenheizelements angegeben, welches als eine Heizfläche einen durchsichtigen, leitenden Film hat, welcher auf einem durchsichtigen Substrat ausgebildet ist, und auf welchem ein Paar von Elektroden zum Elektrisieren des durchsichtigen, leitenden Films vorgesehen ist, wobei sich diese Verfahrensweise durch die folgenden Schritte auszeichnet: Ausbilden von metallischen Schichten auf dem Teil des durchsichtigen, leitenden Films, an welchem das Paar von Elektroden mittels eines Trockenverfahrens auszubilden ist; Aufbringen eines Metalls auf den metallischen Schichten mittels Elektroplattieren, um ein Paar von Elektroden zu bilden; und Ausbilden einer durchsichtigen Schutzschicht auf dem durchsichtigen, leitenden Film und dem Elektrodenpaar.
Gemäß einem vierten Aspekt nach der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines durchsichtigen Flächenheizelements bereitgestellt, welches als eine Heizfläche einen durchsichtigen, leitenden Film hat, welcher auf einem durchsichtigen, Substrat ausgebildet ist, und auf welchem ein Paar von Elektroden zum Elektrisieren des transparenten, leitenden Films vorgesehen ist, wobei sich das Verfahren durch die folgenden Schritte auszeichnet: Aufbringen eines Metalls oder einer Legierung auf den durchsichtigen, leitenden Film auf dem durchsichtigen Substrat mittels eines Trockenverfahrens, um eine im wesentlichen lichtdurchlässige, metallische, dünne Schicht zu bilden; Ausbilden einer durchsichtigen Schutzschicht auf jenem Teil der metallischen, dünnen Schicht, an dem das Elektrodenpaar nicht vorzusehen ist; und Ausbilden der Elektroden auf der metallischen, dünnen Schicht mittels eines Naßplattierungsverfahrens.
Die Erfindung stellt nach beiden voranstehend angegebenen Aspekten eine durchsichtige Flächenheizung bereit, welche Elektroden hat, bei denen keine leitenden, aufgedruckten Materialien eingesetzt werden, und welche ermöglicht, daß man ein Verfahren zum Ausbilden der Elektroden auf einem durchsichtigen, leitenden Film verbessern kann und daß sich die Flächenheizelemente mit einer hohen Produktivität herstellen lassen.
Bei der Erfindung bedeutet Trockenverfahren ein Verfahren zur Ausbildung eines Film in einer lösungsfreien Athmosphäre, und beispielsweise umfassen Trockenverfahren physikalische Aufbringungsverfahren, wie ein Vakuumaufdampfverfahren, ein Ionenplattierverfahren, ein Beschichtungsverfahren durch Vakuumzerstäubung, und ein Molekularstrahlepitaxyverfahren (MBE) sowie chemische Auftragsverfahren, wie ein CVD-Verfahren, ein MOCVD-Verfahren und ein Plasma-CVD-Verfahren. Ferner bedeutet ein Naßverfahren ein Verfahren zur Ausbildung eines Films in einer Lösung, und insbesondere wird hiermit beispielsweise das Elektroplattieren oder das stromlose Plattieren (chemische Plattieren) bezeichnet, bei dem es sich um ein Naßplattieren handelt.
Als durchsichtiges Substrat kann ein Glas oder eine durchsichtige Kunststoffolie eingesetzt werden, welche eine Lichtdurchlässigkeit von 70 % oder mehr, vorzugsweise 80% oder mehr in einem sichtbaren Lichtbereich mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 800 nm hat. Im Hinblick auf eine möglichst dünne Auslegung, auf eine Flexibilität, eine Stoßwiderstandsfähigkeit und eine kontinuierliche Herstellungsweise, wird vorzugsweise eine Kunststoffolie oder ein Kunststoffilm als durchsichtiges Substrat genommen.
Bevorzugte Beispiele eines Materials für den Film, welcher das durchsichtige Substrat bildet, umfassen Polyester, wie Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylennaphthalat (PEN), und Homopolymere und Copolymere von Polyamid, Polyether, Polysulfon, Pllyethersulfon (PES), Polycaronat, Polyarylat, Polyetherimid, Polyetheretherketon (PEEK), Polyimid, Aramid und dergleichen. Die Dicke des Kunststoffilms, welcher als durchsichtiges Substrat eingesetzt wird, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 500 µm, vorzugsweise von 10 bis 200 µm, und insbesondere von 50 bis 150 µm.
Als durchsichtiger, leitender Film, welcher bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann, kommen (1) Verbundhalbleiter, wie Zinnoxid und Indiumoxid, (2) ein metallisch dünner Film, welcher eine einfache Substanz, wie Gold, Silber, Kupfer oder Palladium oder eine Legierung hiervon aufweist, und (3) ein Laminat mit einer Sandwichstruktur aus einem metallischen, dünnen Film in Betracht, welcher eine einfache Substanz,wie Gold, Silber, Kupfer oder Palladium oder eine Legierung hiervon aufweist, und ein dünner Film, welcher einen hohen Brechungsindex hat, wie Indiumoxid oder Titanoxid. Im Hinblick auf die Durchsichtigkeit und das Leitvermögen wird die Laminatstruktur nach (3) bevorzugt, und ein bevorzugtes Beispiel eines Laminats ist ein dünner Silberfilm in Zwischenanordnung mit Indiumoxid oder ITO (Indiumoxid + Zinnoxid). Um hierbei zu verhindern, daß der durchsichtige, leitende Film aufgrund der Elektrisierung besch;digt wird, ist es bevorzugt, ein Metall, wie Gold, Kupfer, Palladium dem dünnen Silberfilm in einer solchen Menge zuzugeben, daß das Leitverrnögen und die Durchsichtigkeit nicht nachteilig beeinflußt werden. Als eine Technik zur Ausbildung des durchsichtigen, leitenden Films auf dem durchsichtigen Substrat kann eine an sich bekannte Methode, wie ein Sprühverfahren, ein Überzugsverfahren oder ein physikalisches Auftragsverfahren eingesetzt werden. Das physikalische Auftragsverfahren ist hierbei eine Technik zur Ausbildung eines dünnen Films aus einem Metall oder dergleichen unter reduziertem Druck oder unter Vakuum, und Beispiele von physikalischen Auftragsverfahren umfassen ein Vakuumauftragsverfahren durch Vakuumzerstäubung, ein Ionenplattierverfahren, ein Auftragsverfahren mit Unterstützung durch Ionenstrahl und ein Ionenbündelungs-Strahlverfahren.
Als metallische, dünne Schicht, welche bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann, können Metalle, wie Kupfer, Nickel, Palladium, Chrom, Gold, Silber, Blei und Platin in Betracht kommen, welche als übliche Materialien für Elektroden eingesetzt werden. Selbst wenn die Elektroden direkt auf der metallischen, dünnen Schicht ausgebildet werden, kann man eine Flächenheizung erhalten, welche ein ausreichendes Leistungsvermögen hat. Um elektrische Verbindungseigenschaften und das Haftvermögen zwischen dem durchsichtigen, leitenden Film und den Elektroden weiter zu verbessern, ist es geeignet, daß eine Legierung, welche ein in einem alkalischen Lösungsmittel lösliches Metall und ein in einem alkalischen Lösungsmittel nicht lösliches Metall aufweist, oder eine Mischschicht aus diesen Metallen auf dem durchsichtigen, leitenden Film aufgebracht wird. Die so gebildete Legierung oder Schicht wird dann mit einem alkalischen Lösungsmittel behandelt, um das in alkalischem Lösungsmittel lösliche Metall zu lösen, wodurch die metallische dünnen Schicht mit vielen Poren gebildet wird. Beispiele von in alkalischen Lösungsmitteln löslichen Metallen umfassen Metalle, wie Aluminium, Zink, Zinn und Blei, welche in wäßriger, alkalischer Lösung löslich sind, und beispielsweise umfassen in alkalischen Lösungsmittel nichtlösliche Metalle wie Kupfer, Nickel, Palladium, Ohrom, Gold und Platin. Bei einer bevorzugten Anwendungsform wird ein Komplex bei der vorstehend beschriebenen Lösung gebildet, und daher kann das Metall zur Ausbildung der metallischen, dünnen Schicht in geeigneter Weise gewählt werden. In diesem Zusammenhang beläuft sich die Menge der in der alkalischen Lösung löslichen Metalls auf vorzugsweise 25 Atom% oder mehr.
Beispiele eines Verfahrens zum Ausbilden der metallischen, dünnen Schicht umfassen ein Vakuumaufdampfungsverfahren, ein Ionenplattierverfahren, ein Auftragsverfahren mittels Vakuumzerstäubung, ein Molekularstrahlepitaxieverfahren (MBE), ein CVD-Verfahren, ein MOCVD-Verfahren und ein Plasma-CVD-Verfahren. Aus diesen Verfahrenweisen lassen sich jene unter Berücksichtigung der Temperatur hinsichtlich der Wärmewiderstandsfähigkeit des durchsichtigen Substrats und dergleichen wählen. Die Erfinder haben ermittelt, daß es die Schwierigkeit gibt, daß Elektroden sich leicht während des Herstellungsverfahrens der durchsichtigen Flächenheizung delaminieren, wenn die Energie der aufgetragenen Partikel übermäßig klein ist, beispielsweise kleiner als 1 eV bei der Ausbildung der metallischen, dünnen Schicht. Beispiele von bevorzugteren Verfahrensweisen zur Ausbildung der metallischen, dünnen Schicht umfassen daher einen Auftrag mittels Vakuumzerstäuben, ein Ionenplattierverfahren, ein Auftragsverfahren mittels Ionenstrahlunterstützung, ein Ionenstrahlverfahren mittels Bündelung und ein Verfahren zum Ausbilden eines dünnen Films mittels Ionenauftrag.
Die Dicke der metallischen, dünnen Schicht liegt in geeigneter Weise in einem Bereich von 0,5 nm bis 20 nm. Wenn die Dicke der metallischen, dünnen Schicht kleiner als 0,5 nm ist, wird die Dicke der Elektroden, welche durch eine Plattierungsbehandlung ausgebildet werden, leicht ungleichmäßig. Wenn ferner die Dicke größer als 20 nm ist, wird die Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht nennenswert schlechter und die Lichtdurchlässigkeit der durchsichtigen Flächenheizung wird hierbei beeinträchtigt.
Die metallische, dünne Schicht wird als eine "Schicht" beschrieben, aber die Erfindung ist nicht auf das Vorsehen einer gleichmäßigen, durchgehenden Schicht auf dem durchsichtigen, leitenden Film beschränkt. Die metallische, dünne Schicht kann in Form von verteilten Inseln oder örtlich auf dem durchsichtigen, leitenden Film ausgebildet werden.
Die alkalische Lösungsmittelbehandlung bei der Erfindung kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, daß die metallische, dünne Schicht eine Zeit lang von etwa 1 bis 10 Minuten in eine wäßrige alkalische Lösung getaucht wird, welche einen pH-Wert von etwa 11 bis 13 nach Maßgabe der Meßwerte gemessen mit einem Ionenmeter, wie einem pH-Meter, hat. Beispiele von einer solchen wäßrigen, alkalischen Lösung umfassen wäßrige Lösungen aus Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, eine wäßrige Ammoniaklösung und ein Amin. Nach dieser Behandlung wird das in einem alkalischen Lösungsmittel lösbare Metall, welches in der metallischen, dünnen Schicht enthalten ist, gelöst, um viele Poren in der metallischen, dünnen Schicht zu bilden. Nach der Behandlung mit dem alkalischen Lösungsmittel wird die metallische, dünne Schicht vorzugsweise mit destilliertem Wasser oder dergleichen vor der Elektroplattierung gewaschen.
Bei der Erfindung wird als eine erste durchsichtige Schutzschicht irgendeine Schutzschicht vorgesehen, vorausgesetzt, daß die Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 550 nm wenigstens 70 %, vorzugsweise 80 % oder mehr beträgt, und sie der Plattierungsbehandlung Stand hält. Beispiele der ersten, durchsichtigen Schutzschicht umfassen Schichten, die man durch Auftragen und Härten eines bekannten UV-härtbaren Deckauftrags, eines Deckauftrags, aufgetragen mittels Elektrodenstrahlhärtung, und eines Schutzauftrags, welcher wärmehärtbar ist, erhält, sowie durch einen trockenen Film. Zusätzlich können auch weitere Materialien als erste, durchsichtige, Schutzschicht eingesetzt werden, wenn sie wasserbeständige und chemisch beständige, durchsichtige Filme bilden können. Ein durchsichtiges Überzugsmaterial kann beispielsweise von einem Kunststoffilm, wie einem Polyesterfilm gebildet werden, auf welchem ein Klebstoff aufgebracht ist, oder es kann ein selbstklebender Film aus einem Ethylenvenylacetatcopolymer oder dergleichen eingesetzt werden, welches wie die erste, durchsichtige Schutzschicht als Laminat aufgetragen wird. Die Dicke der ersten, durchsichtigen Schutzschicht liegt üblicherweise in einem Bereich von 1 bis 100 µm, vorzugsweise 5 bis 50 µm, und insbesondere von 10 bis 30 µm.
Als Material für die Elektroden, welche bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen werden, kann irgendein beliebiges Metall eingesetzt werden, vorausgesetzt, daß es mittels Plattieren aufgebracht werden kann. Im Hinblick auf die elektrischen Eigenschaften und die Haltbarkeit umfassen bevorzugte Elektrodenmatenahen eine einzige Schicht aus wenigstens einem Metall, welches aus der Gruppe gewählt ist, welche Kupfer, Silber, Gold, Chrom, Zinn, Blei und Lot umfaßt, oder eine einzige Schicht aus einer Legierung dieser Metalle umfaßt, oder ein Laminat hiervon. Die Dicke der Elektroden sollte derart gewählt werden, daß der Stromfluß für die Funktion des durchsichtigen, leitenden Films zum Beheizen der Oberfläche genutzt werden kann, und vorzugsweise beläuft sich die Dicke auf 0,5 µm oder mehr.
Im Hinblick auf einen mechanischen Schutz der Elektroden und der ersten, durchsichtigen Schutzschicht sowie einem chemischen Schutz vor Korrosion durch Feuchtigkeit und dergleichen, wird es bevorzugt, eine zweite, durchsichtige Schicht derart vorzusehen, daß die Elektroden und die erste, durchsichtige Schutzschicht bedeckt werden. Für die zweite, durchsichtige Schutzschicht kann ein Material eingesetzt werden, welches eine Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 550 nm von wenigstens 70 %, vorzugsweise 80 % oder mehr hat. Die zweite, durchsichtige Schicht kann durch Laminieren auf dieselbe Weise wie die Kunststoffolie auf das durchsichtige Substrat mittels eines Klebstoffs aufgebracht werden, oder mittels eines organischen Materials, wie einem Polyester, einem Polyolef in oder einem Acrylharz, oder einem harten Überzugsmaterial auf Lithiumbasis oder einem Silikasolmaterial gebildet werden. Wenn der Kunststoffilm als zweite, durchsichtige Schutzschicht genommen wird, kann im allgemeinen ein übliches, durchsichtiges, klebriges Mittel oder ein Klebstoff eingesetzt werden. Bevorzugte Beispiele des Klebstoffs umfassen druckempfindliche Acrylklebstoffe und reaktive Klebstoffe auf Cyanoacrylatbasis. Die Dicke der zweiten, durchsichtigen Schutzschicht liegt im allgemeinen in einem Bereich von 1 bis 200 µm, vorzugsweise von 2 bis 100 µm, und insbesondere von 5 bis 50 µm.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend als Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin gilt:
Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines üblichen, durchsichtigen Flächenheitzelements;
Fig. 2A ist eine Draufsicht zur Verdeutlichung einer bevorzugten Ausführungsform eines durchsichtigen Flächenheizelements nach der Erfindung;
Fig. 2B ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur
Fig. 2C ist eine perspektivische Ansicht eines durchsichtigen Flächenheizelements nach Figur 2A; und
Fig. 3 ist eine Schnittansicht zur Verdeutlichung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines durchsichtigen Flächenheizelements gemäß der Erfindung.
Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Ein durchsichtiges Flächenheizelement 1, welches in den Figuren 2A, 2B und 2C gezeigt ist, hat die Form einer im wesentlichen rechteckförmigen Platte. Dieses Heizelement wird von einem durchsichtigen Substrat 2 gebildet, welches aus einem Kunststoff oder dergleichen ausgebildet ist, sowie von einem durchsichtigen, leitenden Film 3 und einer metallischen, dünnen Schicht 41 welche aufeinanderfolgend als Laminate auf der Oberfläche des durchsichtigen Substrats 2 vorgesehen sind. Ein Elektrodenpaar 5, welches zur Elektrisierung des durchsichtigen, leitenden Films 3 bestimmt ist, ist auf der metallischen, dünnen Schicht 4 und an beiden Enden des Heizelements 1 vorgesehen.
Eine erste Schutzschicht 6 zum Bedecken der Oberfläche der metallischen, dünnen Schicht 4, auf welcher die Elektroden 5 nicht ausgebildet sind, und eine zweite Schutzschicht 7 zum Bedecken der Elektroden 5 und der ersten, durchsichtigen Schutzschicht 6 sind vorgesehen. Die Elektroden 5 haben eine längliche und schmale Gestalt, und ein Ende jeder Elektrode bildet einen Anschlußabschnitt Sa. Der Anschlußabschnitt 5a ist ein Abschnitt mit dem eine elektrische Leitung zum Anlegen einer Spannung an die Elektrode 5 angeschlossen werden kann, und die zweite Schutzschicht 7 ist nicht an den Verbindungsabschnitten 5a vorgesehen. Wie in den Figuren 2A und 2C gezeigt ist, stehen die Verbindungsabschnitte 5a von dem Heizelement 1 vor.
Die metallische, dünne Schicht 4 wird auf dem durchsichtigen, leitenden Film 3 mittels einem Verfahren aufgebracht, welches aus der Gruppe der Trockenverfahren gewählt wird, wodurch ermöglicht wird, daß die Energie zur Ablagerung der Partikel einen spezifischen Wert von vorzugsweise 1 eV oder größer haben kann. Die Dicke der metallischen, dünnen Schicht 4 liegt beispielsweise in einem Bereich von 0,5 bis 20 nm. Die Elektroden 5 sind auf der Oberfläche der metallischen, dünnen Schicht 4 mittels eines Verfahrens ausgebildet, welches aus den Naßverfahrensweisen ausgewählt worden ist, wobei es sich hierbei beispielsweise um das stromlose Plattieren und das Elektroplattieren handeln kann. Diese Elektroden werden ausgebildet, nachdem die erste, durchsichtige Schutzschicht 6 auf der Oberfläche der metallischen, dünnen Schicht 4 abgesehen von den Stellen ausgebildet worden ist, an denen die Elektroden 5 vorzusehen sind. Die zweite, durchsichtige Schutzschicht 7, welche zum mechanischen und chemischen Schutz der Elektroden 5 und des durchsichtigen, leitenden Films 3 vorgesehen wird, ist aus einem Harz oder einem Film hergestellt, welcher eine Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht von 70 % oder mehr hat.
Bei dem durchsichtigen Flächenheizelement nach der Erfindung, welches beispielsweise den vorstehend beschriebenen Aufbau hat, weisen die Elektrodenschichten ein Metall auf, welches direkt auf einem durchsichtigen, leitenden Film ausgebildet ist, ohne den durchsichtigen, leitenden Film zu beschädigen. Daher ist die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden und dem durchsichtigen, leitenden Film gut. Folglich ist der Verbindungswiderstand zwischen den beiden niedrig, so daß sich das Leistungsvermögen der Heizeinrichtung verbessern läßt und man auch die Zuverlässigkeit beträchtlich steigern kann. Um den elektrischen Anschluß und die Hafteigenschaften zwischen den Elektroden und dem durchsichtigen, leitenden Film weiter zu verbessern, wird in bevorzugter Weise als eine metallische, dünne Schicht ein Legierungsfilm mit darin befindlichen Poren eingesetzt, welchen man dadurch erhalten kann, daß man eine Legierung eines in alkalischem Lösungsmittel löslichen Metalls und eines in alkalischem Lösungsmittel nicht löslichen Metalls einsetzt, um einen Legierungsfilm auszubilden. Dieser Legierungsfilm wird dann einer alkalischen Behandlung unterworfen, um Poren darin auszubilden. Nach der Ausbildung der metallischen, dünnen Schicht werden die Elektroden durch Plattieren ausgebildet. Ferner bestimmt eine erste, durchsichtige Schutzschicht Stellen, an denen die Elektroden ausgebildet werden sollen, und ansonsten schützt diese Schicht den durchsichtigen, leitenden Film, wodurch sich die Ausstoßleistung bei der Herstellung des durchsichtigen Flächenheizelements wesentlich verbessern läßt.
Ferner kann eine Klebeschicht 8 auf der Oberfläche des durchsichtigen Substrats 2 vorgesehen werden, und zwar an solchen Stellen, an denen der durchsichtige, leitende Film nicht vorhanden ist. Figur 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform, bei der die Klebeschicht 8 und der Schutzfilm 9 vorgesehen sind. Der Schutzfilm 9, welcher üblicherweise aus PET oder einem Polyethylenfilm gebildet wird, bedeckt die Klebeschicht 8 zum Schutz der Schicht 8. Die Klebeschicht 8 wird eingesetzt, um das durchsichtige Flächenheizelement fest mit einem anderen Element zu verbinden. Bei einigen Anwendungsfällen ist der Schutzfilm 9 nicht erforderlich. Der Schutzfilm 9 wird abgezogen, wenn das Heizelement mit einem anderen Element fest verbunden wird.
Nunmehr wird die vorliegende Erfindung an Hand von Beispielen und Vergleichsbeispielen erläutert, welche aber keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung hierauf darstellen.

Beispiel 1

Ein laminierter, durchsichtiger, leitender Film, welcher Indiumoxid (In&sub2;O&sub3;) ( 40 nm)/Silber (13 nm)/Indiumoxid (40 nm) aufweist, wurde auf einem Polyethylenterephthalat (PET) Film mit einer Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht von 89 % und einer Dicke von 100 µm mittels eines Gleichstrom-Magnetronbeschichtungsverfahrens durch Vakuumzerstäubung aufgebracht. Ferner wurde eine metallische, dünne Schicht aus Kupfer mit einer Dicke von 2 nm insgesamt auf dem durchsichtigen, leitenden Film mittels eines Gleichstrom-Magnetronbeschichtungsverfahrens durch Vakuumzerstäubung aufgebracht, um ein Laminat zu bilden.
Auf der metallischen, dünnen Schicht des so erhaltenen Laminats wurde abgesehen von den Teilen für die Ausbildung der Elektroden ein ultraviolett (UV)-härtbarer, durchsichtiger Schutzauftrag aufgebracht, welcher dann zur Aushärtung gebracht wurde, um eine erste, durchsichtige Schutzschicht zu bilden. Anschließend erfolgte ein Elektroplattieren in einem Nickel-Sulfamatplattierungsbad bei pH 4,5, um Nickelfilme mit einer Dicke von 20 µm als Elektroden auszubilden. Die Abmessungen der Elektroden beliefen sich auf 125 mm (Länge) x 4 mm (Breite), und der Abstand zwischen den Elektroden belief sich auf 90 mm. Dann wurde ein PET-Film mit einer Dicke von 25 µm, auf dem eine Klebeschicht mit einer Dicke von 20 µm angebracht war, auf die erste, durchsichtige Schutzschicht und die Elektroden, außer den Verbindungsabschnitten der Elektroden, auflaminiert, um eine zweite, durchsichtige Schutzschicht zu bilden. Somit erhielt man ein durchsichtiges Flächenheizelement, dessen Aufbau in den Figuren 2A bis 2C gezeigt ist.
Der Widerstand zwischen den beiden Elektroden des so erhaltenen durchsichtigen Flächenheizelements belief sich auf 4 Ω. Dieses durchsichtige Flächenheizelement wurde in einen Thermostatbehälter bei -20ºC gebracht und dann dort belassen. Anschließend wurde eine elektrische Energie mit 13 V und 3,3 A eingelegt, und als Folge hiervon stieg die Oberflächentemperatur des durchsichtigen Flächenheizelements in einer Minute auf +2ºC an. Dies bedeutet, daß ein Temperaturanstieg von 22ºC stattgefunden hat.

Beispiel 2

Ein laminierter, durchsichtiger, leitender Film, welcher Titanoxid (TiO&sub2;) (30 nm/Silber (13 nm)/Titanoxid (30 nm) aufweist, wurde auf einem PET-Film mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht von 88% und einer Dicke von 100 µm mittels Hochfrequenz-Ionenplattierung gebildet. Ferner wurde eine metallische, dünne Schicht aus Palladium mit einer Dicke von 2 nm insgesamt auf dem ausgebildeten, durchsichtigen, leitenden Film mittels Hochfrequenz-Ionenplattieren zur Bildung eines Laminats aufgebracht.
Auf der metallischen, dünnen Schicht des so erhaltenen Laminats wurde abgesehen von den Stellen zur Ausbildung der Elektroden ein wärmehärtbarer, durchsichtiger Schutzauftrag aufgebracht und dann zum Aushärten gebracht, um eine erste, durchsichtige, Schutzschicht zu bilden. Anschließend erfolgte ein Elektroplattieren in einem Nickel-Sulfamatplattierungsbad bei pH 4, um Nickelfilme mit einer Dicke von 15 µm als Elektroden auszubilden. Die Abmessungen der Elektroden beliefen sich auf 125 mm (Länge) x 4 mm (Breite) und der Abstand zwischen den Elektroden betrug 90 mm. Dann wurde ein PET-Film (Dicke = 25 µm), auf welchem eine 20 µm dicke Acrylklebstoffschicht mit einer gehärteten Überzugsschicht aufgebracht war, auf die erste, durchsichtige Schutzschicht und die Elektroden, abgesehen von den Verbindungsabschnitten der Elektroden auflaminiert, um eine zweite, durchsichtige Schutzschicht zu erhalten. Somit erhält man ein durchsichtiges Flächenheizelement, welches einen Aufbau nach den Figuren 2A bis 2C hat.
Der Widerstand zwischen den beiden Elektroden des so gebildeten, durchsichtigen Heizelements betrug 5 Ω. Dieses durchsichtige Flächenheizelement wurde in einen thermostatischen Behälter bei -20ºC gebracht und darin belassen. Nach Anlegen einer elektrische Energie von 13 V und 2,6 A erhielt man eine Oberflächentemperatur des durchsichtigen Flächenheizelements, welche auf +3ºC in einer Minute angestiegen war.

Beispiel 3

Ein transparenter, leitender Film, welcher ein Laminat aus Indiumoxid (40 nm)/Silber (13 nm)/Indiumoxid (40 nm) aufweist, wurde auf einem PET-Film ausgebildet, welcher eine Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht von 89% und eine Dicke von 100 µm hatte. Die Ausbildung erfolgte mittels eines Gleichstrom-Magnetronbeschichtungsverfahrens durch Vakuumzerstäubung. Ferner wurde eine metallische, dünne Schicht aus Kupfer mit einer Dicke von 1 nm über den gesamten so ausgebildeten, durchsichtigen, leitenden Film mittels eines Gleichstrom-Magnetron-Beschichtungsverfahrens durch Vakuumzerstäuben aufgebracht.
Dann wurde das so erhaltene Laminat auf eine Größe von 115 mm (Länge) x 90 mm (Breite) zugeschnitten, und auf die Oberfläche des zugeschnittenen Laminats, abgesehen von den Abschnitten zur Ausbildung der beiden Elektroden, welche jeweils eine Breite von 4 mm haben, eine UV-härtbare Acrylharzschutzschicht aufgebracht und dann zur Aushärtung gebracht, um eine erste, durchsichtige Schutzschicht auszubilden. Anschließend erfolgte eine Plattierung in einem stromlosen Kupferplattierungsbad bei pH 12, um Kupferfilme in einer Dicke von 0,1 µm auszubilden, und dann erfolgte ein Plattieren in einem stromlosen Nickelbad bei pH 6, um Nickelfilme mit einer Dicke von 1 µm auszubilden. Ferner erfolgte das Elektroplattieren durch den Einsatz von den gebildeten Nickelfilmen als Elektroden zum Plattieren, um Kupferfilme mit einer Dicke von 15 µm auszubilden, wodurch die Elektroden für ein Heizelement gebildet wurden. Dann wurde ein PET-Film mit einer Dicke von 25 µm über eine Epoxyklebstoffschicht mit einer Dicke von 5 µm auf der ersten, durchsichtigen Schutzschicht und den Elektroden, abgesehen von den Anschlußabschnitten der Elektroden auflaminiert, um eine zweite, durchsichtige Schutzschicht zu bilden. Somit erhielt man ein durchsichtiges Flächenheizelement, welches den Aufbau nach den Figuren 2A bis 2C hatte.
Der Widerstand zwischen beiden Elektroden des so erhaltenen, durchsichtigen Heizelements belief sich auf 4 Ω. Dieses durchsichtige Flächenheizelement wurde in einen thermostatischen Behälter bei -20ºC gebracht und dort belassen. Anschließend wurde eine elektrische Energie mit 13V und 3,3 A angelegt, und als Resultat ist die Oberflächentemperatur des durchsichtigen Flächenheizelements auf +2ºC in einer Minute angestiegen.

Beispiel 4

Ein durchsichtiger, leitender Film, welcher ein Laminat aus Titanoxid (30 nm)/Silber (13 nm)/Indiumoxid (40 nm) aufweist, wurde auf einem PET-Film ausgebildet, welcher eine Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht von 89% und eine Dicke von 100 µm hatte. Die Ausbildung erfolgte mittels eines Hochfrequenz- Magnetron-Beschichtungsverfahrens durch Vakuumzerstäubung. Ferner wurde eine metallische, dünne Schicht aus Palladium mit einer Dicke von 1,5 nm insgesamt auf den so gebildeten, durchsichtigen, leitenden Film mittels Hochfrequenz-Magnetron-Beschichtungsverfahren durch Vakuumzerstäubung aufgebracht.
Dann wurde das so erhaltene Lamitnat auf eine Größe von 125 mm (Länge) x 90 mm (Breite) zugeschnitten, und auf die Oberfläche des zugeschnittenen Laminats, abgesehen von den Teilen zur Ausbildung der Elektroden, wurde ein wärmehärtbares, durchsichtiges Polyesteraxrylatharz aufgebracht und dann ausgehärtet, um eine erste, durchsichtige Schutsschicht zu bilden. Anschließend erfolgte ein Plattieren in einem stromlosen Kupferplattierungsbad bei pH 10, um Kupferfilem mit einer Dicke von 0,1 µm auszubil= den. Dann erfolgte eine Behandlung mit einm stromlosen Nickelplattierungsbad bei pH 4, um Nickelfilme mit einer Dicke von 1 µm auszubilden. Dann erfolgte eine Elektroplattierung in einer Kupfersulfatlösung unter Einsatz der ausgebildeten Nickelfilme als Elektrode zuur Ausführung einer Plattierungsbehandlung, um Kupferfilme mit einer Dicke von 20 µm auszubilden, wodurch die Elektroden gebildet wurden. Dann wurde ein PET-Film mit einer Dicke von 25 µm über eine 5 µm dicke Epoxyklebstoffschicht, welche eine harte Überzugsschicht auf der ersten, durchsichtigen Schutzschicht hatte, und dne Elektroden, abgesehen vond en Verbindungsabschnitten der Elektroden, auflaminiert, um eine zweite durchsichtige Schutzschicht zu bilden. Somit erhielt man ein durchsichtige Flächenheizelement, welches den Aubau nach Figuren 2A bis 2C hatte.
Widerstand zeischen den beiden Elektroden des so erhaltenen durchsichtigen Flächenheizelements belief sich auf 5 Ω. Das so erhaltene, durchsichtige Flächenheizelement wurde in einen thermostatischen Behälter mit -20ºC gebracht und dort belassen. Anschließend wurde eine elektrische Energie von 13 V und 2,6 A angelegt, und als Folge hiervon stieg die Oberflächentemperatur des durchsichtigen Flächenheizelements auf +2ºC in einer Minute an.

Beispiel 5

Ein durchsichtiger, leitender Film, welcher ein Laminat aus Indiumoxid (40 nm)/Silber (15 nm)/Indiumoxid (40 nm) aufweist, wurde auf einem Polyethersulfon (PES)-Film ausgebildet, welcher eine Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht von 89% und eine Dicke von 50 µm hatte. Das Aufbringen erfolgte mittels eines Gleichstrom-Magnetron-Beschichtungsverfahrens durch Vakuumzerstäuben. Dann wurde eine metallische, dünne Schicht aus Kupfer mit einer Dicke von 2 nm insgesamt auf dem ausgebildeten, durchsichtigen, leitenden Film mittels eines Gleichstrom-Magnetron- Beschichtungsverfahrens durch Vakuumzerstäubung aufgebracht.
Dann wurde das so erhaltene Laminat auf Abmessungen von 200 mm (Länge) x 90 mm (Breite) zugeschnitten, und auf die Oberfläche des zugeschnittenen Laminats wurde, abgesehen von den Teilen zur Ausbildung der Elektroden mit einer Breite von 4 mm ein UV-härtbarer, durchsichtiger Schutzauftrag aufgebracht, und dann aushärten gelassen, um eine erste, durchsichtige Schutzschicht zu bilden. Anschließend erfolgte ein Plattieren in einem stromlosen Kupferplattierungsbad bei pH 12, um Kupferfilme mit einer Dicke von 0,1 µm auszubilden. Dann erfolgte eine Behandlung in einem stromlosen Nickelplattierungsbad bei pH 6, um Nickelfilme mit einer Dicke von 1 µm auf den Kupferfilmen auszubilden. Das Elektroplattieren erfolgte ferner unter Einsatz der gebildeten Nikkelfilme als Plattierungselektroden in einer Kupfersulfatlösung, um Kupferfilme als Elektroden auszubilden, welche eine Dicke von 20 µm hatten. Dann wurde ein UV-härtbarer Acrylharz aufgebracht und aushärten gelassen, so daß man auf der ersten, durchsichtigen Schutzschicht und den Elektroden, abgesehen von den Verbindungsabschnitten der Elektroden, eine zweite, durchsichtige Schutzschicht ausbilden konnte, welche eine Dicke von 20 µm hatte.
Der Widerstand zwischen den beiden Elektroden des so erhaltenen, durchsichtigen Flächenheizelements belief sich auf 3 Ω. Dieses durchsichtige Flächenheizelement wurde in einen thermostatischen Behälter bei -20ºC gebracht und dort belassen. Anschließend wurde eine elektrische Leistung von 13 V und 4,2 A angelegt, und als Folge hiervon stieg die Oberflächentemperatur des durchsichtigen Flächenheizelements auf +20ºC (+2ºC) in einer Minute an.

Beispiel 6

Ein durchsichtiger, leitender Film aus einem Laminatfilm aus Indiumoxid (40 nm)/Silber(13 nm)/Indiumoxid (40 nm) wurde auf einem PET-Film mit einer Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht von 89% und einer Dicke von 100 µm mittels einer Gleichstrom-Magnetronbeschichtung durch Vakuumzerstäubung aufgebracht. Ferner wurde eine metallische, dünne Schicht aus Kupfer (50%)- Aluminium (50%) mit einer Dicke von 2 nm auf dem gesamten, durchsichtigen, leitenden Film mittels eines Gleichstrom-Magnetron-Beschichtungsverfahrens durch Vakuumzerstäuben aufgebracht.
Dann wurde das so erhaltene Laminat mit einer wäßrigen Natriumhydroxidlösung mit einem pH von 11 drei Minuten lang behandelt, um Poren darin auszubilden. Anschließend erfolgte ein Waschen mit destilliertem Wasser und dann ein Trocknen. Anschließend wurde auf der Oberfläche des behandelten Laminats, abgesehen von den Teilen zur Ausbildung der Elektroden, ein UV-härtbarer, durchsichtiger Schutzauftrag aufgebracht und dann aushärten gelassen, um eine erste, durchsichtige Schutzschicht zu bilden. Dann erfolgte ein Elektroplattieren in einem Nickelsulfamat- Plattierungsbad bei pH 4,5, um Nickelfilme mit einer Dicke von 20 µm als Elektroden auszubilden. Die Abmessungen der Elektroden belief sich auf 125 mm (Länge) x 4 mm (Breite), und der Abstand zwischen den Elektroden betrug 90 mm. Ferner wurde ein PET-Film mit einer Dicke von 25 µm, auf welchem eine Klebeschicht mit einer Dicke von 20 µm aufgebracht war, auf die erste, durchsichtige Schutzschicht und die Elektroden, abgesehen von den Anschlußabschnitten der Elektroden aufgebracht, um eine zweite durchsichtige Schutzschicht zu bilden. Somit erhielt man ein durchsichtiges Flächenheizelement.
Der Widerstand zwischen den beiden Elektroden des so erhaltenen, durchsichtigen Flächenheizelements belief sich auf 4 Ω. Das durchsichtige Flächenheizelement wurde in einen thermostatischen Behälter bei -20ºC gebracht und dann dort belassen. Anschließend wurde eine elektrische Energie von 13 V und 3,3 A angelegt, und als Folge hiervon stieg die Oberflächentemperatur des durchsichtigen Flächenheizelements auf +2ºC in einer Minute an.

Beispiel 7

Ein laminierter, durchsichtiger, leitender Film aus Titanoxid (30 nm)/Silber (13 nm)/Titanoxid (30 nm) wurde auf einen PEZ- Film ausgebildet, welcher eine Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht von 89% und eine Dicke von 100 µm hatte. Das Ausbilden erfolgte mittels Hochfrequenz-Ionenplattieren. Ferner wurde ein oberflächenbehandeltes Metall aus Palladium (25%)-Zink (75 %) mit einer Dicke von 4 nm auf dem gesamten, gebildeten, durchsichtigen, leitenden Film mit derselben Plattierungsweise aufgebracht.
Das so erhaltene Laminat wurde in einer wäßrigen Natriumhydroxisdlösung mit einem pH von 13 zwei Minuten lang behandelt und anschließend erfolgte ein Waschen mit destilliertem Wasser sowie ein Trocknen. Dann wurde auf der Oberfläche des behandelten Laminats, abgesehen von den Teilen zur Ausbildung der Elektrode, eine wärmehärtbare durchsichtige Schutzschicht aufgebracht, und diese dann aushärten gelassen, um eine erste, durchsichtige Schutzschicht zu bilden. Dann erfolgte ein Elektroplattieren in einem Nickelsulfamatplattierungsbad bei pH 41 um Nickelfilme als Elektroden auszubilden, welche eine Dicke von 15 µm hatten. Die Abmessungen der Elektroden beliefen sich auf 125 mm (Länge) x 4 mm (Breite), und der Abstand zwischen den Elektroden betrug 90 mm. Ferner wurde ein PET-Film (Dicke = 25 µm), auf welchem ein 20 µm dicker Acrylklebstoff als Schicht aufgebracht war, welcher eine harte Überzugsschicht hatte, auf die erste, durchsichtige Schutzschicht und die Elektroden, abgesehen von den Anschlußabschnitten der Elektroden aufgebracht, um eine zweite, durchsichtige Schutzschicht zu bilden. Somit erhielt man ein durchsichtiges Flächenheizelement.
Der Widerstand zwischen den beiden Elektroden des so erhaltenen, durchsichtigen Flächenheizelements belief sich auf 5 Ω. Dieses durchsichtige Flächenheizelement wurde in einen thermostatischen Behälter bei -20ºC gebracht und dort belassen. Anschließend wurde eine elektrische Energie von 13 V und 2,6 A angelegt, und als Folge hiervon stieg die Oberflächentemperatur des durchsichtigen Flächenheizelements auf +1ºC in einer Minute an.

Beispiel 8

Eine durchsichtige, leitende Folie mit einem laminierten Film aus Indiumoxid (40 nm)/Silber + Gold (3 Gew.-%) (15 nm)/ Indiumoxid (40 nm) wurde auf einem PES-Film aufgebracht, welcher eine Lichtdurchlüssigkeit für sichtbares Licht von 89 % und eine Dicke von 50 µm hatte. Das Aufbringen erfolgte mittels eines Gleichstrom-Magnetron-Beschichtungsverfahrens durch Vakuumzerstäuben. Ferner wurde eine metallische, dünne Schicht aus Kupfer (50 %)-Aluminium (50%) mit einer Dicke von 2 nm auf der gesamten, durchsichtigen, leitenden Folie mittels eines Gleichstrom- Magnetron-Beschichtungsverfahrens durch Vakuumzerstäubung aufgebracht.
Dann wurde das so erhaltene Laminat in einer wäßrigen Natriumhydroxidlösung bei pH 13 2 Minuten lang behandelt und anschließend erfolgte ein Waschen mit destilliertem Wasser sowie ein Trocknen. Anschließend wurde auf die Oberfläche des behandelten Laminats, abgesehen von den Abschnitten zur Ausbildung der Elektrode eine UV-härtbare Acrylschutzschicht aufgebracht und dann aushärten gelassen, um eine erste, durchsichtige Schutzschicht zu bilden. Dann erfolgte ein Elektroplattieren in einem Nickelsulfamatplattierungsbad bei pH 4, um Nickelfilme mit einer Dicke von 20 µm als Elektroden auszubilden. Die Abmessungen der Elektroden betrugen 35 mm (Länge) x 4 mm (Breite), und der Abstand zwischen den Elektroden betrug 90 mm. Ferner wurde eine Acrylurethanharzschicht auf die erste, durchsichtige Schutzschicht und die Elektroden, abgesehen von den Anschlußabschnitten der Elektroden auflaminiert, um eine zweite, durchsichtige Schutzschicht zu bilden.
Der Widerstand zwischen den beiden Elektroden des so erhaltenen durchsichtigen Flächenheizelements belief sich auf 5 Ω. Das so erhaltene, durchsichtige Flächenheizelement wurde in einen thermostatischen Behälter bei -20ºC gebracht und dort belassen. Anschließend wurde eine elektrische Energie von 12 V und 2,4 A angelegt und als Folge hiervon stieg die Oberflächentemperatur des durchsichtigen Flächenheizelements auf + 4ºC in einer Minute an.

Beispiel 9

Ein durchsichtiger, leitender Film aus Indiumoxid (40 nm)/Silber (13 nm)/Indiumoxid (40 nm) wurde auf einem PET-Film ausgebildet, welcher eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von 89 % und eine Dicke von 100 µm hatte. Das Ausbilden erfolgte mittels eines Gleichstrom-Magnetron-Beschichtungsverfahrens durch Vakuumzerstäubung. Ferner wurde eine metallische, dünne Schicht aus Kupfer mit einer Dicke von 2 nm auf dem so gebildeten, durchsichtigen, leitenden Film mittels eines Gleichstrom-Magnetron- Beschichtungsverfahrens durch Vakuumzerstäubung aufgebracht.
Dann wurde auf der Oberfläche des so erhaltenen Laminats, abgesehen von den Teilen zur Ausbildung der Elektroden, ein UV-härtbarer, durchsichtiger Urethanacrylatharz aufgebracht und dann aushärten gelassen, um eine erste, durchsichtige Schutzschicht zu bilden. Anschließend erfolgte ein Elektroplattieren in einem Sulfonsäurebad, um Lotschichten als Elektroden auszubilden, welche eine Dicke von etwa 10 µm hatten und aus einer Legierung umfassend Zinn/Blei bestanden. Die Abmessungen der Elektroden beliefen sich auf 125 mm (Länge) x 4 mm (Breite), und der Abstand zwischen den Elektroden betrug 90 mm. Dann wurde ein PET- Film mit einer Dicke von 50 µm, auf welchem eine 20 µm dicke Klebstoffschicht aufgebracht war, auf die erste, durchsichtige Schutzschicht und die Elektroden, abgesehen von den Anschlußabschnitten der Elektroden, auflaminiert, um eine zweite, durchsichtige Schutzschicht zu bilden.
Der Widerstand zwischen den beiden Elektroden des so erhaltenen, durchsichtigen Flächenheizelements betrug 4 Ω. Das so erhaltene, durchsichtige Flächenheizelement wurde in einen thermostatischen Behälter bei -20ºC gebracht und dann dort belassen. Abschließend wurde eine elektrische Energie von 13 V und 3,3 A angelegt, und als Folge hiervon stieg die Oberflächentemperatur des durchsichtigen Flächenheizelements auf +4ºC in einer Minute an.

Beispiel 10

Ein durchsichtiger, leitender Film aus Indiumoxid + 5 Gew.% Zinnoxid ( ITO) (Dicke = 400 nm) wurde auf einem PET-Film mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht von 88 % und einer Dicke von 100 µm durch Gleichstrom-Magnetron-Beschichten durch Vakuumzerstäubung aufgebracht. Ferner wurde eine metallische, dünne Schicht aus Nickel mit einer Dicke von 2 nm auf dem ausgebildeten, durchsichtigen, leitenden Film mittels Gleichstrom- Magnetron-Beschichtung durch Vakuumzerstäubung aufgebracht, um ein Laminat zu erhalten.
Dann wurde auf die Oberfläche des so erhaltenen Laminats, abgesehen von den Teilen zur Ausbildung der Elektroden, eine UV- härtbare, durchsichtige Schutzschicht aufgebracht und dann aushärten gelassen, um eine erste, durchsichtige Schutzschicht zu bilden. Anschließend erfolgte ein Elektroplattieren in einem Sulfonsäurebad, um eine etwa 5 µm dicke Lotschicht als Elektroden auszubilden, welche eine Zinn/Blei-Legierung aufwiesen. Die Abmessungen der Elektroden betrugen 125 mm (Länge) x 4 mm (Breite), und der Abstand zwischen den Elektroden belief sich auf 90 mm. Dann wurde eine 50 µm dicke PET-Folie mit einer harten Überzugsschicht auf die erste, durchsichtige Schutzschicht und die Elektroden, abgesehen von den Anschlußabschnitten der Elektroden, auflaminiert, um eine zweite, durchsichtige Schutzschicht zu bilden.
Der Widerstand zwischen den beiden Elektroden des so erhaltenen, durchsichtigen Flächenheizelements belief sich auf 7 Ω. Dieses durchsichtige Flächenheizelement wurde in einen thermostatischen Behälter bei -20ºC gebracht und dort belassen. Abschließend wurde eine elektrische Energie mit 13 V und 1,9 A angelegt, und als Folge hiervon erhielt man einen Temperaturanstieg von 15ºC in einer Minute.

Vergleichsbeispiel 1

Ein leitendes Überzugsmaterial (eine Silberpaste) wurde auf beide Enden eines durchsichtigen, leitenden Film über eine Breite von 4 mm auf einem PET-Film aufgebracht, welcher die gleichen Abmessungen und den gleichen Aufbau wie bei Beispiel 1 hatte, um Elektroden an einem durchsichtigen Flächenheizelement auszubilden. In einem anschließenden Temperaturanstiegstest wurde dann eine elektrische Energie angelegt. Als Folge hiervon wurde an einem Teil des durchsichtigen, leitenden Films in der Nähe der Elektroden des durchsichtigen, leitenden Films in sehr starkem Maße Wärme erzeugt, und es trat eine Unterbrechung auf.

Vergleichsbeispiel 2

Auf dieselbe Weise wie im Beispiel 1 wurde vorgegangen, abgesehen davon, daß eine beliebige, metallische, dünne Schicht auf der durchsichtigen, leitenden Folie auf einer PET-Folie aufgebracht wurde, welche die gleichen Abmessungen und den gleichen Aufbau wie im Beispiel 1 hatte, um ein durchsichtiges Flächenheizelement zu erhalten, welches Elektroden aus Nickel hatte.
Der Widerstand zwischen den Elektroden dieses durchsichtigen Flächenheizelements belief sich auf 10 Ω. Die Elektroden aus Nickel, welche durch Elektroplattieren ausgebildet wurden, konnten sich leicht von dem durchsichtigen, leitenden Film lösen.
Wie sich aus den vorstehenden Ausführungen und den Beispielen sowie den Vergleichsbeispielen ergibt, kann man durch die Erfindung das Herstellungsverfahren verbessern, und man erhält ein durchsichtiges Flächenheizelement, welches eine hohe Zuverlässigkeit hat.

Claims

1. Transparentes Flächenheizelement (1), welches als eine Heizfläche einen durchsichtigen, leitenden Film (3) hat, welcher auf einem durchsichtigen Substrat (2) ausgebildet ist, und auf dem ein Paar von Elektroden (5) zum Elektrisieren des durchsichtigen, leitenden Films (3) vorgesehen ist,

wobei das durchsichtige Flächenheizelement dadurch gekennzeichnet ist, daß die Elektroden (5) aus einem Metall bestehen, welches im Naßverfahren auf einer metallischen, dünnen Schicht (4) ausgebildet ist, welche durch ein Trockenverfahren erstellt ist, und wobei das Naßverfahren ein Verfahren zur Ausbildung eines Films in einer Lösung ist, und das Trockenverfahren ein Verfahren zur Ausbildung eines Films in einer lösungsmittelfreien Atmosphäre ist.

2. Durchsichtiges Flächenheizelement (1), welches als eine Heizfläche einen durchsichtigen, leitenden Film (3) hat, welcher auf einem transparenten Substrat (2) ausgebildet ist und auf welchem ein Paar von Elektroden (5) zur Elektrizierung des durchsichtigen, leitenden Films (3) vorgesehen ist, wobei das durchsichtige Flächenheizelement sich dadurch auszeichnet, daß die im wesentlichen lichtdurchlässige, metallische, dünne Schicht (4) auf dem durchsichtigen, leitenden Film (3) ausgebildet ist und die Elektroden (5) auf der metallischen, dünnen Schicht (4) ausgebildet sind.

3. Durchsichtiges Flächenheizelement (1) nach Anspruch 2, welches ferner eine erste, durchsichtige Schutzschicht (6) umfaßt, welche einen Teil der metallischen, dünnen Schicht (4) zwischen den Elektroden (5) bedeckt, und eine zweite Schutzschicht (7) umfaßt, welche die Elektroden (5) und die erste, durchsichtige Schutzschicht (6) bedeckt.

4. Durchsichtiges Flächenheizelement (1) nach Anspruch 2 und /oder 3, bei dem die metallische, dünne Schicht (4) wenigstens ein Metall oder eine Legierung aufweist, welche aus der Gruppe gewählt ist, welche Kupfer, Nickel, Ohrom, Paladium, Blei, Platin, Gold und Silber oder eine Legierung hiervon umfaßt.

5. Durchsichtiges Flächenheizelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Elektroden (5) wenigstens ein Metall oder eine Legierung aufweisen, welche aus der Gruppe gewählt ist, welche Kupfer, Nickel, Chrom, Gold, Zinn, Blei, Silber und Lot oder eine Legierung hiervon umfaßt.

6. Durchsichtiges Flächenheizelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die metallische, dünne Schicht (4) eine metallische Schicht ist, welche eine Dicke von 0,5 bis 20 nm hat, und die auf dem durchsichtigen, leitenden Film in einem Trockenverfahren ausgebildet ist.

7. Durchsichtiges Flächenheizelement nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem die Dicke der Elektroden (5) 0,5 µm oder mehr ausmacht.

8. Durchsichtiges Flächenheizelement nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem die zweite Schutzschicht (7) und/oder das transparente Substrat (2) ferner mit einer Haftschicht (8) versehen ist.

9. Verfahren zum Herstellen eines durchsichtigen Flächenheizelements (1), welches als eine Heizfläche einen durchsichtigen, leitenden Film (3) hat, welcher auf einem durchsichtigen Substrat (2) ausgebildet ist, und auf welchem ein Paar von Elektroden (5) zur Elektrisierung des durchsichtigen, leitenden Film (3) vorgesehen ist,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Ausbilden von metallischen Schichten (5) auf jenen Teilen des durchsichtigen, leitenden Films (3), an dem die Elektroden (5) im Trockenverfahren auszubilden sind;

Aufbringen eines Metalls auf die metallischen Schichten im Naßverfahren, gegebenenfalls mittels Elektroplattieren, um das Paar von Elektroden (5) auszubilden; und

Ausbilden einer durchsichtigen Schutzschicht auf dem durchsichtigen, leitenden Film (3) und auf dem Paar von Elektroden (5), wobei das Naßverfahren ein Verfahren zur Ausbildung eines Film in einer Lösung ist, und das Trockenverfahren ein Verfahren zur Ausbildung eines Film in einer lösungsmittelfreien Atmosphäre ist.

10. Verfahren zum Herstellen eines durchsichtigen Flächenheizelements (1), welches als eine Heizfläche einen durchsichtigen, leitenden Film (3) hat, welcher auf einem durchsichtigen Substrat (2) ausgebildet ist, und auf welcher ein Paar von Elektroden (5) zur Elektrizierung des durchsichtigen, leitenden Films (3) vorgesehen ist,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Aufbringen eines Metalls oder einer Legierung auf dem durchsichtigen, leitenden Film (3) auf dem durchsichtigen Substrat (2) in einem Trockenverfahren, um eine im wesentlichen lichtdurchlässige, metallische, dünne Schicht (4) auszubilden;

Ausbilden einer transparenten Schutzschicht (6) auf dem Teil der metallischen, dünnen Schicht (4), an dem das Paar von Elektroden (5) nicht ausgebildet ist; und

Ausbilden der Elektroden (5) auf der metallischen, dünnen Schicht (4) in einem Naßplattierungsverfahren.

11. Verfahren zur Herstellung eines durchsichtigen Flächenheizelements nach Anspruch 10, bei dem die Dicke der metallischen, dünnen Schicht in einem Bereich von 0,5 bis 20 nm liegt, und daß gegebenenfalls (sowie auch in Kombination) folgendes vorgesehen ist:

A) der Elektrodenausbildungsschritt umfaßt, daß Elektroden in Form einer einzelnen Schicht oder mehreren Schichten ausgebildet werden, welche eine Dicke von 0,5 µm oder mehr haben; oder

B) bei dem das Naßplattierungsverfahren ein Elektroplattierungsverfahren ist, oder bei dem das Naßplattierungsverfahren ein stromloses Plattierungsverfahren ist; oder

C) der Elektrodenausbildungsschritt umfaßt, daß die Elektroden mittels eines Elektroplattierungsverfahrens und eines stromlosen Plattierungsverfahrens ausgebildet werden; oder

D) der Schutzschichtausbildungsschritt umfaßt, daß irgendeine ultraviolett aushärtbare, widerstandsfähige Farbe, eine mittels Elektronenstrahl aushärtbare Widerstandsfarbe und eine wärmehärtbare Widerstandsfarbe aufgetragen wird, oder der Schutzschichtausbildungsschritt umfaßt, daß eine durchsichtige Folie mit einer Haftschicht auflaminiert wird, oder der Schutzschichtausbildungsschritt umfaßt, daß ein trockener Widerstandsfilm auflaminiert wird, oder der Schutzschichtausbildungsschritt ein Überzugsverfahren umfaßt; oder

E) die metallische dünne Schicht eine Legierung aus einem in einem alkalischen Lösungsmittel lösbaren Metall und einem in einem alkalischen Lösungsmittel unlösbaren Metall aufweist, wobei vor dem Ausbildungsschritt für die Schutzschicht eine Behandlung mit einem alkalischen Lösungsmittel von der metallischen, dünnen Schicht durchgeführt wird.