JP2013516043A

JP2013516043A - 発熱体およびこの製造方法

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Publication number: JP2013516043A
Application number: JP2012547026A
Authority: JP
Inventors: チョイ、ヒェオン; キム、ス−ジン; キム、キ−ホワン; ホン、ヤン−ジュン
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2013-05-09
Anticipated expiration: 2030-12-29
Also published as: EP2521422B1; WO2011081456A3; TW201141299A; WO2011081456A2; US20120261404A1; EP2521422A4; US20130292373A1; CN102687586B; CN102687586A; EP2521422A2; TWI451800B; KR20110076837A; JP5665237B2; KR101221689B1

Abstract

本発明は、透明基材、前記透明基材の少なくとも一面に備えられた接着剤層、前記接着剤層に備えられた導電性発熱線、前記導電性発熱線および前記発熱線によって覆われていない接着剤層の上面をカプセル化するコーティング膜、前記導電性発熱線と電気的に連結したバスバー、および前記バスバーと連結した電源部を含む発熱体およびこの製造方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は発熱体およびこの製造方法に関し、より詳しくは、目立つことなく、低電圧で発熱性能が優れており、光の回折と干渉を最小化することができるパターンと、前記パターン上に形成されたコーティング膜を含む発熱体およびこの製造方法に関する。本出願は、２００９年１２月２９日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２００９−０１３２６８１号の出願日の利益を主張しており、その内容すべては本明細書に含まれる。

冬の時期や雨が降る日には、自動車の外部と内部の温度差によって自動車のガラスに水蒸気が発生する。また、室内スキー場の場合、スロープがある内部とスロープ外部の温度差によって結露現象が発生する。これを解決するために発熱ガラスが開発された。発熱ガラスはガラス表面に熱線シートを付着したりガラス表面に熱線を直接形成したりした後、熱線の両端子に電気を印加して熱線から熱を発生させ、これによってガラス表面の温度を上げる概念を利用する。自動車用または建築用の発熱ガラスは、熱を円滑に発生させるために低い抵抗を持つことも重要であるが、人間の目に目立たないことも必要となる。このために、既存の透明発熱ガラスは、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）やＡｇ薄膜のような透明導電材料をスパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工程によって発熱層を形成した後、電極を前側終端に連結して製造する方法が提案されていた。しかし、このような方法による発熱ガラスは、高い面抵抗によって４０Ｖ以下の低電圧では駆動が困難であるという問題があった。

３４０Ｖ以下の低電圧で駆動しながらガラス表面の温度上昇による水蒸気および霜を除去するためには、１Ω／square以下の抵抗値を有する発熱体を必要とし、これを実現するための方法は、現在は金属熱線を形成する方法以外にはない。現在、金属熱線を形成する方法は、３種類の方式に分けることができる。一番目の方法は、印刷法を利用して金属ペーストを透明基材に形成した後に熱焼成をする方法である。二番目の方法は、接着層を利用してラミネーションした透明基材上にエッチング抵抗膜をパターニングした後、をエッチングする方式である。三番目の方法は、銀塩がコーティングされた透明基材上にフォトグラフ（ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈ）方式を利用して銀パターンを形成した後、メッキによって所望する面抵抗を得るまでパターンの厚さを高める方式である。

一番目と三番目の方式の場合は、金属パターンの厚さを３μｍ以上に形成するためには工程的に困難であり、時間が長くかかるという短所がある反面、二番目の方式の場合は、１０μｍの金属薄膜をラミネーションすることにより、所望する厚さをすぐに形成することができるという長所がある。

このとき、二番目の方式では、金属薄膜を接着層によって透明基材にすぐにラミネーションし、このときに用いる金属薄膜として、ロール方式によって生成された製品を主に用いる。前記金属薄膜は、ロール工程の特徴上、ロールが転がる方向にロール跡が形成されている。前記ラミネーション工程中、金属薄膜に形成されたロール跡は伸縮性がある接着層に転写されるようになり、接着層に一方向に転写された跡はエッチング工程後にもそのまま残るようになる。一方向に整列された跡は、自動車のヘッドランプのような単一光源と出会い、回折／干渉現象によって前記整列された跡と垂直方向に光を散乱させるようになることから、製品の適用を困難にさせるという問題がある。

接着層の粗度による濁度改善のために、接着層と屈折率が似ている接着層がある製品によってラミネーションを再度実行する場合が提示されているが、これでは上述したような散乱問題を改善することができないという問題がある。

上述した従来技術の問題を解決するために、本発明は、目立つことなく、日没後に単一光源での回折と干渉による副作用を最小化することができ、低電圧で発熱性能が優れたパターンと、前記パターン上に形成されたコーティング膜を備える発熱体およびこの製造方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の一実施状態は、透明基材、前記透明基材の少なくとも一面に備えられた接着剤層、前記接着剤層上に備えられた導電性発熱線、前記導電性発熱線および前記発熱線によって覆われていない接着剤層の上面をカプセル化するコーティング膜、前記導電性発熱線と電気的に連結したバスバー、および前記バスバーと連結した電源部を含む発熱体を提供する。

本発明の他の実施状態は、透明基材上に接着剤層を利用して金属薄膜をラミネーションするステップ、エッチング抵抗パターンを利用して前記金属薄膜をエッチングすることによって導電性発熱線を形成するステップ、前記発熱線および前記発熱線によって覆われていない接着剤層の上面をカプセル化するコーティング膜を形成するステップ、前記導電性発熱線と電気的に連結したバスバーを形成するステップ、および前記バスバーと連結した電源部を形成するステップを含む発熱体の製造方法を提供する。

前記エッチング抵抗パターンは、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）または印刷法を利用して形成することができる。

本発明に係る発熱体は、日没後に単一光源の回折と干渉による副作用を最小化することができるだけでなく、低電圧で発熱性能が優すぐれており、目立つことのない発熱体として製造されることができる。

パターンがある透明基材の面抵抗を測定するための模式図である。本発明の一実施状態によってボロノイ図ジェネレータを利用したパターン形成を例示した図である。本発明の一実施状態によってボロノイ図ジェネレータを利用したパターン形成を例示した図である。本発明に係る発熱体の導電性発熱線のパターンを例示した図である。本発明に係る発熱体の導電性発熱線のパターンを例示した図である。本発明に係る発熱体の導電性発熱線のパターンを例示した図である。本発明の一実施状態によってドロネーパターンジェネレータを利用したパターン形成を例示した図である。本発明に係る発熱体の導電性発熱線のパターンを例示した図である。本発明に係る発熱体の導電性発熱線のパターンを例示した図である。本発明に係る発熱体の導電性発熱線のパターンを例示した図である。本発明の一実施状態によってドロネーパターンジェネレータの配置を例示した図である。本発明の一実施状態に係る発熱体の垂直断面模式図である。本発明の一実施状態に係る発熱体の垂直断面模式図である。本発明に係る発熱体を通過した光の強度の測定のための装置構成を図式化した図である。実施例および比較例で用いられた発熱線パターンを示す図である。実施例および比較例で製造された発熱体による干渉模様を示す写真である。実施例および比較例で製造された発熱体による干渉模様を示す写真である。

以下、本発明について詳しく説明する。

本発明に係る発熱体は、透明基材、前記透明基材の少なくとも一面に備えられた接着剤層、前記接着剤層上に備えられた導電性発熱線、前記導電性発熱線および前記発熱線によって覆われていない接着剤層の上面をカプセル化するコーティング膜、前記導電性発熱線と電気的に連結したバスバー、および前記バスバーと連結した電源部を含む発熱体を有することを特徴とする。本発明に係る発熱体は、前記導電性発熱線を形成するための金属薄膜を前記透明基材に接着するための接着剤層を透明基材上に備える。

背景技術に記載したように、発熱体の導電性発熱線として金属薄膜が接着剤層によってラミネーションされた透明基材を利用して形成される場合、金属薄膜に形成されたロール跡が接着剤層に転写するため、接着層に屈曲が生じる。前記接着剤層に生じる屈曲は、ロールの回転によって発生するものであるため、一般的に規則的な形状で現われる。前記規則的な屈曲で形成された界面上の屈折率差により、光の回折および干渉模様が現われることがある。前記模様は、自動車のヘッドライトや街灯のように日没後に存在する単一光源によってその効果が極大化する。したがって、前記屈曲を有する発熱体を自動車のフロントガラスに適用する場合、上述したような光の回折および干渉模様は、運転手の安全と疲労度を深化させ得るという問題がある。上述した回折および干渉模様は、前記基材上にＰＶＢのような樹脂フィルムを利用した接合工程や他の接着層が備えられたフィルムとのラミネーション工程では除去することができない。

本発明では、１マイクロメータ以上、好ましくは３マイクロメータ〜１２マイクロメータ、より好ましくは５マイクロメータ以上の厚さを有する金属薄膜を透明基材上に接着剤によってラミネーションされた製品を基盤として製造される。前記金属薄膜の厚さの上限は前記発熱体の最終用途に応じて決定されることができ、その厚さは特に限定されることはない。

金属薄膜の材料としては銅またはアルミニウムを用いることが好ましいが、これに限定されることはない。接着剤層としては接着フィルムを用いることもでき、基材上に接着成分がコーティングされた製品を用いることもできる。

本発明において、前記透明基材としては特に限定されないが、光透過率が５０％以上、好ましくは７５％以上のものが好ましい。具体的に、前記透明基材としてはガラスを用いることもでき、プラスチック基板またはプラスチックフィルムを用いることもできる。プラスチックフィルムを用いる場合には、導電性発熱線パターンを形成した後、基材の少なくとも一面にガラスを合着することが好ましい。このとき、透明基材の導電性発熱線パターンが形成された面にガラスまたはプラスチック基板を合着することがより好ましい。

前記プラスチック基板またはフィルムとしては、当技術分野に周知の材料を用いることができるが、例えば、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＶＢ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｂｕｔｙｒａｌ）、ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、アセチルセルロイドのような可視光透過率が８０％以上のフィルムが好ましい。前記プラスチックフィルムの厚さは１２．５〜５００マイクロメータであることが好ましく、３０〜１５０マイクロメータであることが好ましい。

前記金属薄膜が接着剤層によってラミネーションされた透明基材上にエッチング抵抗パターンを形成するために、印刷方式とフォトリソグラフィ方式を用いることができる。印刷方式としては、５〜１００μｍの線幅を印刷することができるリバースオフセット印刷（ｒｅｖｅｒｓｅｏｆｆｓｅｔｐｒｉｎｔｉｎｇ）方式またはグラビアオフセット（ｇｒａｖｕｒｅｏｆｆｓｅｔ）方式を用いることができる。

前記エッチング抵抗層はノブラック系列、アクリル系列、シリコン系列の物質を用いることができるが、これに限定されることはない。フォトリソグラフィを利用する場合、フォトレジスト（Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）物質を利用してエッチング抵抗パターンを形成することができるが、特にロール工程に適用するためにドライフィルムレジスト（Ｄｒｙｆｉｌｍｒｅｓｉｓｔ）を用いることもできる。

前記エッチング抵抗パターンは、単一光源による回折／干渉を最小化するために不規則的なパターンが有利であるが、直径２０ｃｍの任意の円に対する透過率偏差が５％以下を有するパターン密度を有することが好ましい。また、ウエーブパターン（ｗａｖｅｐａｔｔｅｒｎ）のような規則パターンの場合、パターンをなす線の間隔が２ｍｍ以上であることが好ましい。

前記金属薄膜をエッチングして導電性発熱線を形成する工程は、当技術分野に周知のエッチング方法を利用して実行することができる。例えば、前記エッチング抵抗パターンを備える金属薄膜がある透明基材をエッチング液に浸漬して金属薄膜をエッチングする。前記エッチング液は酸性溶液を用いることができる。酸性溶液としては、塩酸、窒酸、硫酸、リン酸のような強酸と、ギ酸（Ｆｏｒｍｉｃａｃｉｄ）、酪酸（Ｂｕｔｙｒｉｃａｃｉｄ）、乳酸（Ｌａｃｔｉｃａｃｉｄ）、ソルビン酸（Ｓｏｒｂｉｃａｃｉｄ）、フマル酸（Ｆｕｍａｒｉｃａｃｉｄ）、リンゴ酸（Ｍａｌｉｃａｃｉｄ）、酒石酸（Ｔａｒｔａｒｉｃａｃｉｄ）、クエン酸（Ｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ）のような有機酸を用いることができ、前記溶液に過酸化水素水およびその他の添加剤をさらに添加することができる。

本発明において、前記導電性発熱線の線幅は１００マイクロメータ以下、好ましくは７０マイクロメータ以下、より好ましくは５０マイクロメータ以下、さらに好ましくは３０マイクロメータ以下であることが好ましい。特に、前記線幅を３０マイクロメータ以下、好ましくは０．１マイクロメータ以上３０マイクロメータ以下にする場合には、導電性発熱パターンが視覚的にほとんど目立たず、視野を確保するのに有利である。

前記過程を経て得られた金属発熱線が備えられた基材を１０ｃｍ×１０ｃｍに裁断した後、図１のように一辺に電極ラインを形成して抵抗を測定したとき、１Ω［ｏｈｍ］以下、好ましくは０．５Ωを有することが好ましい。このときに得られた抵抗値は、面抵抗と同じ意味を有する。

発熱体の均一な発熱および視覚性のために、パターンの開口率が単位面積で一定することが好ましい。前記発熱体は、直径２０ｃｍの任意の円に対する透過率偏差が５％以下であることが好ましい。この場合、前記発熱体は局所発熱を防ぐことができる。また、前記発熱体は、発熱後の透明基材の表面温度の標準偏差が２０％以内であることが好ましい。

本発明において、前記発熱線は直線であることもできるが、曲線、波線、ジグザグ線などの多様な変形が可能である。

図２は、本発明の一実施状態に係る導電性発熱線のパターンを例示した図である。このようなパターンの面積分布の割合は２０％以上、例えば２０％〜３５％である。

本発明の一実施状態によれば、前記導電性発熱線のパターンは、ボロノイ図（Ｖｏｒｏｎｏｉｄｉａｇｒａｍ）をなす図形の境目形態であることができる。

本発明において、前記導電性発熱線をボロノイ図をなす図形の境目形態として形成することにより、光の回折および干渉による副作用を最小化することができる。ボロノイ図（Ｖｏｒｏｎｏｉｄｉａｇｒａｍ）とは、満たそうとする領域にボロノイ図ジェネレータ（Ｖｏｒｏｎｏｉｄｉａｇｒａｍｇｅｎｅｒａｔｏｒ）という点を配置すれば、各点が他の点からの距離に比べて該当の点との距離が最も近い領域を満たす方式によってなされたパターンである。例えば、全国の大型ディスカウントショップを点で表示し、消費者は最も近くにある大型ディスカウントショップを訪れようとするとき、各ディスカウントショップの商圏を表示するパターンを例示することができる。すなわち、正六角形で空間を満たし、正六角形の各点をボロノイジェネレータで選定すれば、ハニカム（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）構造が前記導電性発熱線パターンになることができる。本発明でボロノイ図ジェネレータを利用して導電性発熱線パターンを形成する場合、光の回折および干渉による副作用を最小化することができ、複雑なパターン形態を容易に決定することができるという長所がある。図３には、ボロノイ図ジェネレータを利用したパターン形成が示されている。前記導電性発熱線パターンの一例を図４〜図６に示したが、本発明の範囲がこれにのみ限定されることはない。

本発明では、ボロノイ図ジェネレータの位置を規則または不規則に位置させることにより、前記ジェネレータから派生したパターンを利用することができる。

導電性発熱線パターンをボロノイ図をなす図形の境目形態として形成する場合にも、上述したような視覚的な認知性の問題を解決するために、ボロノイ図ジェネレータを生成するときの規則性と不規則性を適切に調和させることができる。例えば、パターンが入る面積に一定の大きさの面積を基本単位（ｕｎｉｔ）として指定した後、基本単位内での点の分布が不規則性を有するように点を生成した後にボロノイパターンを製作することもできる。このような方法を利用すれば、線の分布がある一地点に集中しないようにすることによって視覚性を補うことができる。

上述したように、発熱体の均一な発熱および視覚性のためにパターンの開口率が単位面積で一定にする場合、ボロノイ図ジェネレータの単位面積あたりの個数を調節することができる。このとき、ボロノイ図ジェネレータの単位面積あたりの個数を均一に調節するとき、前記単位面積は１０ｃｍ^２以下であることが好ましい。前記ボロノイ図ジェネレータの単位面積あたりの個数は１０〜２，５００個／ｃｍ^２であることが好ましく、１０〜２，０００個／ｃｍ^２であることがより好ましい。

前記単位面積内のパターンを構成する図形のうちの少なくとも１つは、残り図形とは異なる形態を有することが好ましい。

本発明の他の実施状態によれば、前記導電性発熱線のパターンは、ドロネーパターンをなす少なくとも１つの三角形からなる図形の境目形態であることができる。具体的に、前記導電性発熱線パターンの形態は、ドロネーパターンを構成する三角形の境目形態であるか、ドロネーパターンを構成する少なくとも２つの三角形からなる図形の境目形態であるか、これらを組み合わせた形態である。

前記導電性発熱線パターンをドロネーパターンをなす少なくとも１つの三角形からなる図形の境目形態として形成することにより、光の回折および干渉による副作用を最小化することができる。ドロネーパターン（Ｄｅｌａｕｎａｙｐａｔｔｅｒｎ）とは、パターンを満たそうとする領域にドロネーパターンジェネレータ（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）という点を配置し、周辺に位置した３つの点を互いに連結して三角形を描き、三角形のすべての頂点を含む円（ｃｉｒｃｕｍｃｉｒｃｌｅ）を描いたとき、前記円内には他の点が存在しないように三角形を描くことによって形成されたパターンである。このようなパターンを形成するために、ドロネーパターンジェネレータに基づいてドロネー三角形分割（Ｄｅｌａｕｎａｙｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ）とサーキュレーション（ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を繰り返すことができる。前記ドロネー三角形分割は、三角形のすべての角の最小角度を最大化し、細い体形の三角形を避ける方式によって実行されることができる。前記ドロネーパターンの概念は、ＢｏｒｉｓＤｅｌａｕｎａｙによって１９３４年に提案された。

前記ドロネーパターンの形成例を図７に示した。また、ドロネーパターンの例を図８〜図１０に示した。しかし、本発明の範囲がこれにのみ限定されることはない。前記ドロネーパターンをなす少なくとも１つの三角形からなる図形の境目形態のパターンは、ドロネーパターンジェネレータの位置を規則または不規則に位置させることにより、前記ジェネレータから派生したパターンを利用することができる。本発明でドロネーパターンジェネレータを利用して導電性発熱線パターンを形成する場合、光の回折および干渉による副作用を最小化することができ、複雑なパターン形態を容易に決定することができるという長所がある。

導電性発熱線パターンをドロネーパターンをなす少なくとも１つの三角形からなる図形の境目形態で形成する場合にも、上述したような視覚的な認知性の問題を解決するために、ドロネーパターンジェネレータを生成するときに規則性と不規則性を適切に調和させることができる。例えば、先にパターンが入る面積に不規則ながらも均質な基準点を生成する。このとき、不規則であるとは各点の距離が一定しないことを意味し、均質であるとは単位面積あたりに含まれる点の個数が同じであることを意味する。

上述したように不規則ながらも均質な基準点を生成する方法を例示すれば、次のとおりとなる。図１１の１に示すように、全面積に任意の点を生成する。その後、生成された点の間隔を測定し、点の間隔が予め設定された値よりも小さい場合には点を除去する。また、点に基づいてドロネー三角形パターンを形成し、その三角形の面積が予め設定された値よりも大きい場合には三角形内部に点を追加する。前記過程を繰り返せば、図１１の２に示すように、不規則ながらも均質な基準点が生成されるようになる。次に、生成された基準点を１つずつ含むドロネー三角形を生成する。このステップは、ドロネーパターンを利用してなすことができる。このような方法を利用すれば、線の分布がある一地点に集中しないようにすることによって視覚性を補うことができる。

上述したように、発熱体の均一な発熱および視覚性のために、パターンの開口率が単位面積で一定にする場合、ドロネーパターンジェネレータの単位面積あたりの個数を調節することが好ましい。このとき、ドロネーパターンジェネレータの単位面積あたりの個数を均一に調節するとき、前記単位面積は１０ｃｍ^２以下であることが好ましい。前記ドロネーパターンジェネレータの単位面積あたりの個数は１０〜２，５００個／ｃｍ^２であることが好ましく、１０〜２，０００個／ｃｍ^２であることがより好ましい。

前記単位面積内のパターンを構成する図形のうちの少なくとも１つは、残りの図形とは異なる形態を有することが好ましい。

本発明において、上述した発熱線パターンは、後述する方法によって透明基材上に形成されるため、線幅および線高を均一にすることができる。本発明の一実施状態によれば、人為的に前記導電性発熱線のパターンの少なくとも一部を残りのパターンとは異なるように形成することができる。このような構成により、所望する発熱線パターンを得ることができる。例えば、自動車ガラスにおいて、運転手の正面に位置する領域で先ず視野を確保するために、該当の領域と残りの領域の発熱線パターンを相違させることができる。発熱線パターンの少なくとも一部を残りの印刷パターンとは異なるようにするために、印刷パターンの線幅や線間隔が相違するようにできる。これにより、所望する場所により迅速かつ効率的に発熱を起こすことができる。

本発明の一実施状態によれば、前記発熱体は、導電性発熱線が形成されない領域を含むことができる。前記発熱体の少なくとも一部に導電性発熱線が形成されないようにすることにより、特定周波数の送受信が可能となり、内部空間とその外部空間との情報送受信が可能になる。このとき、導電性発熱線が形成されない領域は、目的とする送受信周波数に応じて面積を決定することができる。例えば、ＧＰＳで使用する１．６ＧＨｚの電磁波を通過させるためには、長辺が前記波長の１／２（９．４ｃｍ）以上の領域が必要となる。前記導電性発熱線が形成されない領域は、目的とする周波数を送受信することができる面積を有すればよく、その形態は特に制限されない。例えば、本発明では、電磁波通過のために導電性発熱線が形成されない領域は、５〜２０ｃｍの直径を有する半円の領域が１つ以上備えらえた発熱体を提供することができる。

本発明の一実施状態によれば、前記導電性発熱線は黒化することができる。

前記光の回折および干渉による副作用の最小化効果を極大化するために、前記導電性発熱線パターンを非対称構造の図形からなるパターン面積が全体パターン面積に対して１０％以上となるように形成することができる。また、ボロノイ図をなすある一図形の中心点を前記図形と境界をなす隣接図形の中心点と連結した線のうちの少なくとも１つが残りの線と長さが異なる図形の面積が全体導電性発熱線パターン面積に対して１０％以上となるように形成することができる。また、前記ドロネーパターンをなす少なくとも１つの三角形からなる図形をなす少なくとも一辺が残りの辺と長さが異なる図形からなるパターン面積が全体導電性発熱線のパターンが形成された面積に対して１０％以上となるように形成することができる。

前記発熱線パターンの製作時、制限された面積にパターンをデザインした後、前記制限された面積を繰り返して連結する方式を利用する方式を利用することにより、大面積パターンを製作することもできる。前記パターンを繰り返して連結するためには、各周辺の点の位置を固定することにより、繰り返されるパターンが互いに連結するように生成することができる。このとき、制限された面積は、繰り返しによる回折および干渉を最小化するために１０ｃｍ^２以上の面積を有することが好ましく、１００ｃｍ^２以上の面積を有することがより好ましい。

上述した導電性発熱線の線幅が１００マイクロメータ以下、好ましくは３０マイクロメータ以下、より好ましくは２５マイクロメータ以下になるように形成されることができる。

前記金属パターン上にコーティング膜を形成する。このとき、コーティング膜は、前記導電性発熱線が備えられた基材のうち、前記導電性発熱線によって覆われていない基材の上部領域に形成された接着剤層の屈曲を埋めることができなければならない。このとき、前記コーティング膜は、接着剤層との屈折率差が１以下になることが好ましい。接着剤層の屈曲は主に１マイクロメータ以下の粗度を有しているため、コーティング膜の厚さは１マイクロメータ以上の値を有していることが好ましい。前記コーティング膜は、図１２に示すように、導電性発熱線の厚さ以下にコーティングされることもでき、導電性発熱線の厚さ以上にコーティングされて平坦化した表面で得られることもできる。前記コーティング膜を形成するための組成物は固形分６０％以下であることが好ましく、粘度５０ｃｐｓ以下の値を有することが好ましい。粘度が５０ｃｐｓを超過すれば、接着層の平坦化が容易でない。前記コーティング膜を形成するための組成物の粘度の下限値は、所望するコーティング膜の厚さおよび平坦化程度によって調節することができるが、０．５ｃｐｓ以上の粘度を有することが好ましい。

また、平坦化後のコーティング膜の表面粗度は、前記導電性発熱線によって覆われていない接着剤層の上部領域において、高低値の偏差が１００ｎｍ以下であることが好ましい。前記コーティング膜の高低は、前記透明基材の上面または下面から測定されることができる。

前記コーティング膜を形成するための組成物は、前記条件を満たす限り制限されることはないが、アクリレート（Ａｃｒｙｌａｔｅ）、ウレタン（Ｕｒｅｔｈａｎｅ）系列の成分を含むことが好ましい。

本発明では、上述したような導電性発熱線を形成するために金属薄膜を利用する場合にも、上述したコーティング膜によって金属薄膜のラミネーションシ接着剤層に発生する跡による光の回折および干渉を償うことができるため、優れた光学特性を有する発熱体を提供することができる。具体的に、前記発熱体と７ｍ離隔した光源から出た光が前記発熱体を通過したとき、光源の円周方向に前記接着層のロール跡と直角の角度で発生する干渉模様が除去された発熱体を提供することができる。このような物性により、暗い場所において肉眼で感知することができる単一光源の回折と干渉による副作用を防ぐことができる。

前記光源の種類によって偏差が存在することがあるため、本発明では、基準となる光源として１００Ｗの白熱電球を用いる。前記光の強度はデジタルカメラを利用して測定する。カメラの撮影条件は、例えば、Ｆ（絞り値）３．５、シャッター速度（ｓｈｕｔｔｅｒｓｐｅｅｄ）１／１００、ＩＳＯ４００、および黒白イメージで設定する。このようにカメラを利用してイメージを得た後、イメージ分析（ｉｍａｇｅａｎａｌｙｓｉｓ）によって光の強度を数値化させることができる。

本発明において、前記光の強度を測定するとき、前記光源は横３０ｃｍ、縦１５ｃｍ、高さ３０ｃｍの黒色箱の中央に位置し、光源の中心から７．５ｃｍ前に直径１２．７ｍｍの円が開いている装置を利用した。これは、ＫＳＬ２００７規格で定める二重像測定装置の光源部分を採用した。このような条件を利用して得たデジタル映像は１６００×１２００ピクセルで保存され、各ピクセル（ｐｉｘｅｌ）あたりの光の強度は０〜２５５数値で表現され、各ピクセルあたりの光源領域における面積は０．１〜０．１６ｍｍ^２の値を有する。

前記光の強度の測定は暗室で実行されることが好ましい。図１４に前記装置構成を図式化した。

前記方式によって得た、発熱体を通過した光のイメージを、光の強度が１０以下のピクセルは黒色で、光の強度が２５以上のピクセルは白色で、光の強度が１０と２５間であるピクセルはグレースケール（Ｇｒａｙｓｃａｌｅ）で表示することができる。図１７に示すように、従来技術によって得られることができる製品（比較例１および２）では、上述したような方法によって得たイメージにおいて、鉄アレイ模様の白模様の間に一直線上の白色ラインが形成される。しかし、本発明によれば、前記鉄アレイ模様または一直線ラインの干渉模様が存在しない。前記鉄アレイ模様または一直線上の干渉模様が存在しないときを、実質的に干渉模様がないときとして定義する。言い換えれば、本発明において、前記発熱体と７ｍ離隔した光源から出た光が前記発熱体を通過したとき、光源の円周方向に干渉模様が実質的に発生しないということは、前記発熱体を通過した光のうち、光の強度が２５以上の光のイメージの円周方向に鉄アレイ模様または一直線ラインが存在しないことを意味する。

本発明に係る発熱体の製造方法では、前記導電性発熱線と電気的に連結したバスバー（ｂｕｓｂａｒ）を形成するステップ、および前記バスバーの連結した電源部を設けるステップを実行する。このようなステップは、当技術分野に周知の方法を利用することができる。例えば、バスバーは、前記導電性発熱線の形成と同時に形成することもでき、前記導電性発熱線を形成した後に同一または相違する方法によって形成することもできる。例えば、前記導電性発熱線を形成した後、スクリーンプリンティングによってバスバーを形成することができる。このとき、バスバーの厚さは１〜１００マイクロメータが適切であり、好ましくは１０〜５０マイクロメータである。１マイクロメータ未満になれば、前記導電性発熱線とバスバーの間の接触抵抗が増加するようになり、接触した部分に局所的な発熱が起こることがある反面、１００マイクロメータを超過すれば電極材料費用が増加するようになる。バスバーと電源の間の連結は、半田付けや導電性発熱が優れた構造体との物理的な接触によって実行することができる。

前記導電性発熱線とバスバーを隠蔽するために、ブラックパターンを形成することができる。前記ブラックパターンは、コバルト酸化物を含んだペーストを利用してプリントすることができる。このとき、プリンティング方式はスクリーンプリンティングが適切であり、厚さは１０−１００マイクロメータが適切である。前記導電性発熱線とバスバーはそれぞれブラックパターン形成の前か後に形成することもできる。

本発明に係る発熱体は、前記透明基材の導電性発熱線が備えられた面に備えられた追加の透明基材を含むことができる。前記追加の透明基材の合着時、導電性発熱線と追加の透明基材の間に接合フィルムを挟み入れることができる。接合する過程において、温度および圧力を調節することができる。

具体的な一実施状態において、導電性発熱線が形成されている透明基材と追加の透明基材の間に接着フィルムを挿入し、これを真空パックに入れて減圧して温度を上げたりホットロールを利用して温度を上げたりし、空気を除去することによって１次接合をするようになる。このとき、圧力、温度、および時間は接着フィルムの種類によって差があるが、通常は３００〜７００トールの圧力であり、常温から１００℃まで温度を漸進的に上げることができる。

このとき、時間は通常１時間以内にすることが好ましい。１次接合を終えた予備接合された積層体は、オートクレーブで圧力を加えて温度を上げるオートクレービング過程によって２次接合過程を経るようになる。２次接合は、接着フィルムの種類によって差はあるが、１４０ｂａｒ以上の圧力と１３０〜１５０℃位の温度で１時間〜３時間、好ましくは約２時間実行した後に徐冷することが好ましい。

また、具体的な一実施状態では、上述した２段階の接合過程とは異なり、真空ラミネータ装備を利用して１段階に接合する方法を利用することができる。８０〜１５０℃まで段階的に温度を上げて徐冷し、１００℃までは減圧（〜５ｍｂａｒ）を、その後には加圧（〜１０００ｍｂａｒ）をして接合することができる。

前記接合フィルムの材料としては、接着力があって接合後に透明になれば、いかなる物質でも用いることができる。例えば、ＰＶＢフィルム、ＥＶＡフィルム、ＰＵフィルムなどが用いられることができるが、この例に限定されることはない。前記接合フィルムは特に限定されないが、その厚さが１００〜８００マイクロメータであることが好ましい。

前記方法において、合着する追加の透明基材は、透明基材のみで形成されることもでき、上述したように製造された導電性発熱線が備えられた透明基材であることもできる。

本発明に係る発熱体は発熱のために電源に連結することができ、このときの発熱量はｍ^２あたり１００〜７００Ｗ、好ましくは２００〜３００Ｗであることが好ましい。本発明に係る発熱体は低電圧、例えば３０Ｖ以下、好ましくは２０Ｖ以下でも発熱性能が優れているため、自動車などでも有効に用いられることができる。前記発熱体における抵抗は１Ω／square以下、好ましくは０．５Ω／square以下である。

本発明に係る発熱体は、曲面をなす形態であることができる。

本発明に係る発熱体において、導電性発熱線パターンの開口率、すなわちパターンによって覆われない透明基材領域の割合は７０％以上であることが好ましい。本発明に係る発熱体は、開口率が７０％以上でありながらも発熱作動後の５分内の温度偏差が１０％以下を維持しながら温度を上昇させることができる優れた発熱特性を有する。

本発明に係る発熱体は、自動車、船舶、鉄道、高速鉄、飛行機などの各種運送手段、または家やその他の建築物に使用されるガラスに適用されることができる。特に、本発明に係る発熱体は、低電圧でも発熱特性が優れているだけでなく、日没後に単一光源の回折と干渉による副作用を最小化することができ、上述したような線幅によって目立たないように形成することができるため、従来技術とは異なって自動車のような運送手段のフロントガラスに適用することもできる。

以下、実施例を参照しながら本発明をより詳細に説明する。しかし、以下の実施例は本発明を例示するためのものに過ぎず、これによって本発明の範囲が限定されることを意図とはしない。

実施例１
１０マイクロメータの厚さを有する銅箔を１２５マイクロメータ厚さのＰＥＴフィルム上にラミネーションした。前記記載の銅箔上にノブラック系列のドライフィルムレジスト（Ｄｒｙｆｉｌｍｒｅｓｉｓｔ）をラミネーションした後に、フォトリソグラフィ工程を利用して線幅１０〜１５マイクロメータの厚さのエッチング抵抗パターンを形成した。前記エッチング抵抗パターンが備えられた銅箔を含むＰＥＴフィルムを銅エッチング液に浸漬して発熱線を形成した。このとき、エッチング液としては過酸化水素２０％を含んだ水溶液を用いた。前記エッチング抵抗パターンは、図１５のように２ｍｍ×４ｍｍを基本単位内で不規則的な点を生成した後、ボロノイパターンを生成した後、線は曲線を利用して生成した。

前記銅発熱線が備えられた基材に、図１のようにバスラインを形成して抵抗を測定したときは０．３８Ωであった。前記発熱線が備えられた基材上にＤＰＨＡ（ｄｉｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌｈｅｘａａｃｒｙｌａｔｅ）と光硬化剤を含んだ固形分５１％のコーティング液をバーコーティング（ｂａｒｃｏａｔｉｎｇ）した。このとき形成されたコーティング液の粘度は５ｃｐｓであり、コーティング厚さは４マイクロメータ、可視光透過度９２％、ヘイズ（ｈａｚｅ）１．１％のフィルムを得た。

前記フィルムを７６０マイクロメータの厚さのＰＶＢを両面に当てて接合して得た接合ガラスでは、透過度８９％、Ｈａｚｅ１．２％の値を示す。

比較例１
コーティング膜を形成する代わりに、アクリレート系列の接着剤が備えられた１２５マイクロメータの厚さのＰＥＴフィルムをパターン上にラミネーションしたことを除いては、実施例１のようにフィルムと接合ガラスを製造した。

比較例２
コーティング膜を形成せずに実施例１のようにフィルムを製造した後、接合ガラスを製造した。

本特許で説明したように、図１４の器具を利用して散乱した光をパターンがない領域で測定した。このとき用いた製品は、実施例１、比較例１、および比較例２で製造された接合ガラスを用いた。その結果、図１６に示すように、接着層のロール跡による光の散乱パターンが実施例１でのみ除去されることを確認することができる。

図１７は、実施例１、比較例１、および比較例２で製造された接合ガラスを通過した光のイメージを、光の強度が１０以下のピクセルは黒色で、光の強度が２５以上のピクセルは白色で、光の強度が１０と２５間であるピクセルはグレースケール（Ｇｒａｙｓｃａｌｅ）で表示したものである。図１７に示すように、比較例１および２では接合ガラスを通過した光のイメージが鉄アレイ模様の白模様の間に一直線上の白色ラインが形成されているが、実施例１では前記鉄アレイ模様または一直線上の干渉模様が存在しない。

Claims

透明基材、前記透明基材の少なくとも一面に備えられた接着剤層、前記接着剤層上に備えられた導電性発熱線、前記導電性発熱線および前記発熱線によって覆われていない接着剤層の上面をカプセル化するコーティング膜、前記導電性発熱線と電気的に連結したバスバー、および前記バスバーと連結した電源部を含む、発熱体。
前記接着剤層は、前記導電性発熱線の形成のための金属薄膜を前記透明基材にラミネーションするためのものである、請求項１に記載の発熱体。
前記導電性発熱線の厚さは５マイクロメータ以上である、請求項１に記載の発熱体。
前記導電性発熱線は、直径２０ｃｍの任意の円に対する透過率偏差が５％以下を有するように備えられる、請求項１に記載の発熱体。
前記透明基材の開口率は７０％以上である、請求項１に記載の発熱体。
前記導電性発熱線は、ボロノイ図をなす図形の境目形態またはドロネーパターンをなす少なくとも１つの三角形からなる図形の境目形態のパターン形態で備えられる、請求項１に記載の発熱体。
前記導電性発熱線の線幅は１００マイクロメータ以下である、請求項１に記載の発熱体。
前記コーティング膜の厚さは１マイクロメータ以上である、請求項１に記載の発熱体。
前記コーティング膜は粘度が５０ｃｐｓ以下の組成物を利用して形成される、請求項１に記載の発熱体。
前記導電性発熱線によって覆われていない透明基材の上部領域に備えられたコーティング膜の根低偏差は１００ｎｍ以下である、請求項１に記載の発熱体。
前記発熱体と７ｍ離隔した光源から出た光が前記発熱体を通過したとき、光源の円周方向に干渉模様が実質的に発生しない、請求項１に記載の発熱体。
前記コーティング膜が備えられた面に備えられた追加の透明基材を含む、請求項１に記載の発熱体。
透明基材上に接着剤層を利用して金属薄膜をラミネーションするステップ、
エッチング抵抗パターンを利用して金属薄膜をエッチングすることによって導電性発熱線を形成するステップ、前記発熱線および前記発熱線によって覆われていない接着剤層の上面をカプセル化するコーティング膜を形成するステップ、前記導電性発熱線と電気的に連結したバスバーを形成するステップ、および前記バスバーと連結した電源部を形成するステップを含む、発熱体の製造方法。
前記コーティング膜を形成するステップは、粘度が５０ｃｐｓ以下の組成物を利用して形成する、請求項１３に記載の発熱体の製造方法。