JP2017212047A - 導電性発熱体、合わせガラスおよび乗物 - Google Patents

Abstract

【課題】光芒やチラツキも抑制可能な導電性発熱体、合わせガラスおよび乗物を提供する。【解決手段】導電性発熱体１０は、複数の開口領域を画成する導電性パターン４０を備える。導電性パターンは、複数の分岐点と、複数の分岐点に接続される複数の曲線発熱体４４と、を備える。複数の曲線発熱体のそれぞれの長さを、対応する曲線発熱体の両端部に接続された２つの分岐点間の最短距離で割った値は、１．０より大きく、１．５以下である。【選択図】 図１

Description

本発明は、導電性発熱体、合わせガラスおよび乗物に関する。

従来、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に用いるデフロスタ装置として、窓ガラス全体にタングステン線等からなる電熱線を配置したものが知られている。この従来技術では、窓ガラス全体に配置された電熱線に通電し、その抵抗加熱により窓ガラスを昇温させて、窓ガラスの曇りを取り除いて、または、窓ガラスに付着した雪や氷を溶かして、乗員の視界を確保している。

また、最近では、タングステン線等からなる電熱線に代えて、フォトリソグラフィー技術を用いて導電性パターンを作製し、この導電性パターンに通電して、その抵抗加熱により窓ガラスを昇温させるデフロスタ装置も知られている（特許文献１、特許文献２参照）。この方法は、複雑な形状の導電性パターンであっても簡単に作製できるという利点がある。特許文献１、特許文献２では、例えばボロノイ図から得られた不規則な形状を有する導電性パターン（いわゆるボロノイパターン）を作製し、窓ガラスを昇温させる電熱線として用いている。

特許５３９８６２３号公報 特許５４２５４５９号公報

デフロスタ装置は、２本のバスバー電極の間に導電性パターンを配置して、２本のバスバー電極にて導電性パターンを通電する。導電性パターンがボロノイパターンの場合、導電性パターンを構成する複数のパターン要素の総延長が短いほど、発熱効率がよくなる。このため、発熱効率を最大化するには、各パターン要素を直線状にするのが望ましい。

しかしながら、ボロノイパターンを構成するすべてのパターン要素を直線状にすると、チラツキが増大する。ここで、チラツキとは、各パターン要素に入射された光が共通の方向に反射されてしまい、この方向に位置する人間の目に、強い反射光が感じられる現象である。

チラツキを防止するには、例えば、各パターン要素を曲線にすることが考えられる。ところが、チラツキは防止できても、光芒が生じる場合もあり得る。光芒は、複数方向からの光が干渉しあって筋状の光が視認される現象である。

チラツキだけでなく、光芒も抑制するには、各パターン要素の曲線形状を不規則にすればよい。ところが、各パターン要素を曲線にすると、直線にするよりも導電性パターンの総延長が長くなり、発熱効率の低下を招いてしまう。車両では、バッテリの電源を利用してデフロスタ装置を駆動するため、利用可能な電源容量が限られており、できるだけ消費電力を削減するのが望ましい。

本発明は、発熱効率に優れて、光芒やチラツキも抑制可能な導電性発熱体、合わせガラスおよび乗物を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、複数の開口領域を画成する導電性パターンを備え、
前記導電性パターンは、
複数の分岐点と、
前記複数の分岐点に接続される複数の曲線発熱体と、を備え、
前記複数の曲線発熱体のそれぞれの長さを、対応する曲線発熱体の両端部に接続された２つの分岐点間の最短距離で割った値は、１．０より大きく、１．５以下である、導電性発熱体が提供される。

前記複数の分岐点における分岐数の平均値は、３より大きく、４より小さくてもよい。

それぞれが第１方向に延在し、前記第１方向に交差する第２方向に離隔して配置される２本のバスバー電極を備え、
前記導電性パターンは、前記２本のバスバー電極の間に配置されて、前記２本のバスバー電極に電気的に接続されてもよい。

前記複数の曲線発熱体の形状は不規則であってもよい。

前記複数の曲線発熱体のそれぞれは、１周期ごとに周期および振幅が不規則の周期曲線を１つ以上繋げたものであってもよい。

一主面上に前記導電性パターンを配置した透明基材層を備えてもよい。

本発明の他の一態様では、上述した導電性発熱体を挟み込むように対向配置される一対のガラス基板を備える合わせガラスが提供される。

上述した合わせガラスを備える乗物が提供されてもよい。

本発明によれば、発熱効率に優れて、光芒やチラツキも抑制可能な導電性発熱体、合わせガラスおよび乗物を提供できる。

本発明による一実施の形態を説明するための図であって、発熱板を備えた乗り物を概略的に示す斜視図である。特に図１では、乗り物の例として発熱板を備えた自動車を概略的に示している。 発熱板をその板面の法線方向から見た図である。 図２の発熱板の横断面図である。 発熱板の導電性パターンを決定するために参照する参照パターンの形状の一例を示す平面図である。 導電性パターンの一部を図４に示した参照パターンとともに示す拡大図である。 本実施の形態の導電性パターンの作用を説明する図である。 曲線発熱体の長さを説明する図である。 発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 発熱板の製造方法の変形例を説明するための図である。 発熱板の製造方法の変形例を説明するための図である。 発熱板の製造方法の変形例を説明するための図である。 発熱板の製造方法の変形例を説明するための図である。 発熱板の製造方法の変形例を説明するための図である。 発熱板の製造方法の他の変形例を説明するための図である。 発熱板の製造方法の他の変形例を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

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、適宜縮尺およ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。

なお、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、「導電性パターンシート」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、「導電性パターンシート」は、「導電性パターン板（基板）」や「導電性パターンフィルム」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。

また、「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。

本明細書において、「接合」とは、完全に接合を完了する「本接合」だけでなく、「本接合」の前に仮止めするための、いわゆる「仮接合」をも含むものとする。

また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件なら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。

図１〜図２１は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は、導電性発熱体を備えた自動車を概略的に示す図であり、図２は導電性発熱体をその板面の法線方向から見た図であり、図３は図２の導電性発熱体の横断面図である。

図１に示されているように、乗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する。ここでは、フロントウィンドウ５が導電性発熱体１０で構成されているものを例示する。また、自動車１はバッテリ７等の電源を有する。

導電性発熱体の一例であるフロントウィンドウ５は、導電性パターン４０を一対のガラス板で挟み込んだ構造を有する。なお、一対のガラス板は導電性発熱体における必須の構成要素ではない。例えば、透明基材層の上に導電性パターン４０を配置して導電性発熱体を構成してもよい。

図２は導電性発熱体１０をその板面の法線方向から見た図である。また、図２の導電性発熱体１０のＩＩＩ−ＩＩＩ線に対応する横断面図を図３に示す。図３に示された例では、導電性発熱体１０は、一対のガラス板１１，１２と、一対のガラス板１１，１２の間に配置されたシート状の導電性パターンシート２０と、ガラス板１１，１２と導電性パターンシート２０とを接合する接合層１３，１４とを有する。なお、図１および図２に示した例では、導電性発熱体１０は湾曲しているが、図３および図１３〜図２０では、図示の簡略化および理解の容易化のために、導電性発熱体１０およびガラス板１１，１２を平板状に図示している。

導電性パターンシート２０は、シート状の基材３０と、基材３０上に形成された導電性パターン４０と、導電性パターン４０に通電するための配線部１５と、導電性パターン４０と配線部１５とを接続するバスバー電極１６とを有する。図２では、バスバー電極１６が導電性パターンシート２０の長手方向両端側に配置されているが、短手方向両端側に配置されていてもよい。本明細書では、一対のバスバー電極１６が延在する方向を第１方向と呼び、一対のバスバー電極１６が対向する方向を第２方向と呼ぶ。

図２および図３に示した例では、バッテリ７等の電源から、配線部１５およびバスバー電極１６を介して導電性パターン４０に通電し、導電性パターン４０を抵抗加熱により発熱させる。導電性パターン４０で発生した熱は接合層１３，１４を介してガラス板１１，１２に伝わり、ガラス板１１，１２が温められる。これにより、ガラス板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、ガラス板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。

ガラス板１１，１２は、特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。このようなガラス板１１，１２の材質としては、ソーダライムガラス、青板ガラス等が例示できる。ガラス板１１，１２は、可視光領域における透過率が９０％以上であることが好ましい。ここで、ガラス板１１，１２の可視光透過率は、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ−３１００ＰＣ」、ＪＩＳ Ｋ ０１１５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。なお、ガラス板１１，１２の一部または全体に着色するなどして、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。

また、ガラス板１１，１２は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の厚みを有することが好ましい。このような厚みであると、強度および光学特性に優れたガラス板１１，１２を得ることができる。

ガラス板１１，１２と導電性パターンシート２０とは、それぞれ接合層１３，１４を介して接合されている。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０．７ｍｍ以下であることが好ましい。

なお、導電性発熱体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以上の機能を発揮するようにしてもよいし、例えば、導電性発熱体１０のガラス板１１，１２、接合層１３，１４や、後述する導電性パターンシート２０の基材３０の少なくとも１つに機能を付与するようにしてもよい。導電性発熱体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、偏光機能、防汚機能等を例示することができる。

次に、導電性パターンシート２０について説明する。導電性パターンシート２０は、シート状の基材３０と、基材３０上に設けられた導電性パターン４０と、導電性パターン４０に通電するための配線部１５と、導電性パターン４０と配線部１５とを接続するバスバー電極１６とを有する。導電性パターンシート２０は、ガラス板１１，１２と略同一の平面寸法を有する。導電性パターンシート２０は、導電性発熱体１０の全体にわたって配置されてもよいし、運転席の正面部分等、導電性発熱体１０の一部にのみ配置されてもよい。

シート状の基材３０は、導電性パターン４０を支持する基材として機能する。基材３０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基板である。

基材３０に含まれる樹脂としては、可視光を透過する樹脂であればいかなる樹脂でもよいが、好ましくは熱可塑性樹脂を用いることができる。この熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、アモルファスポリエチレンテレフタレート（Ａ−ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、トリアセチルセルロース（三酢酸セルロース）等のセルロース系樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート樹脂、ＡＳ樹脂等を挙げることができる。とりわけ、アクリル樹脂やポリ塩化ビニルは、エッチング耐性、耐候性、耐光性に優れており、好ましい。

また、基材３０は、導電性パターン４０の保持性や、光透過性等を考慮すると、０．０３ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の厚みを有することが好ましい。

図４〜図６を参照して、導電性パターン４０について説明する。導電性パターン４０は、バッテリ７等の電源から、配線部１５およびバスバー電極１６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を介してガラス板１１，１２に伝わることで、ガラス板１１，１２が温められる。

本実施の形態の導電性パターン４０は、まず２つの分岐点５２の間を延びて開口領域５３を画成する複数の曲線発熱体５４から形成された参照パターン５０を決定し、次に参照パターン５０の分岐点５２に基づいて導電性パターン４０の分岐点４２の位置を決定し、その後、決定された導電性パターン４０の分岐点４２および参照パターン５０の曲線発熱体５４に基づき、導電性パターン４０の曲線発熱体４４の位置を決定する。

図４は参照パターン５０を示す平面図である。図４に示されているように、参照パターン５０は、多数の開口領域５３を画成するメッシュ状のパターンである。参照パターン５０は、２つの分岐点５２の間を延びて、開口領域５３を画成する複数の曲線発熱体５４を含んでいる。すなわち、参照パターン５０は、両端において分岐点５２を形成する多数の曲線発熱体５４の集まりとして構成されている。

図４に示された例では、参照パターン５０の多数の開口領域５３は、繰返し規則性（周期的規則性）を有しない形状およびピッチで配列されている。とりわけ図示された例では、多数の開口領域５３が、ボロノイ図における各ボロノイ領域と一致するように配列されている。言い換えると、参照パターン５０の各曲線発熱体５４は、ボロノイ図におけるボロノイ領域の各境界と一致している。また、参照パターン５０の各分岐点５２は、ボロノイ図におけるボロノイ点と一致している。

なお、このボロノイ図は、例えば特開２０１２−１７８５５６号公報や、上記特許文献１、特許文献２に開示されているような公知の方法によって得られるので、ここではボロノイ図の作製方法についての詳細な説明は省略する。

図５に、導電性パターン４０の一部を、図４に示した参照パターン５０とともに拡大して示す。まず、参照パターン５０の各分岐点５２上に、導電性パターン４０の各分岐点４２を配置する。次に、参照パターン５０の曲線発熱体５４の両端をなす２つの分岐点５２に対応する２つの分岐点４２間を接続するように、導電性パターン４０の各曲線発熱体４４を配置する。

このように、図５に示された例では、導電性パターン４０は、参照パターン５０の各分岐点５２上に配置された複数の分岐点４２と、２つの分岐点４２の間を延びて開口領域４３を画成する複数の曲線発熱体４４を含んでいる。そして、導電性パターン４０は、参照パターン５０の各曲線発熱体５４に対応して複数の曲線発熱体４４が配置された、メッシュ状のパターン（ボロノイパターン）を有する。導電性パターン４０内の複数の分岐点４２における分岐数の平均値は、３より大きく、かつ４より小さい値に設定されている。

各曲線発熱体４４は、任意の形状の曲線である。個々の曲線発熱体４４の曲線形状は、不規則とされている。各曲線発熱体４４の曲線形状を不規則にすることで、光芒を抑制することができる。なお、導電性パターン４０の全域にわたって各曲線発熱体４４の曲線形状を不規則にする必要はなく、光芒が目立たない範囲内（例えば５０ｍｍ〜１００ｍｍ四方の範囲内）で不規則であればよく、この範囲のパターン要素を縦横に配置して導電性パターン４０を形成してもよい。

より具体的な一例としては、各曲線発熱体４４は、１周期ごとに周期および振幅が不規則な周期曲線を１つ以上繋げた形状を有する。あるいは、任意の曲線発熱体４４は、任意の角度範囲の円弧または楕円弧でもよいし、放物線形状でもよい。また、任意の曲線発熱体４４は、折れ線形状でもよいし、曲線の一部に直線形状の発熱体要素を含んでいてもよい。ただし、直線状の発熱体要素は、チラツキの要因になり得るため、導電性パターン４０の全体に占める直線状の発熱体要素の割合はできるだけ低い方が望ましい。例えば、この割合は１０％以下が望ましい。

なお、導電性パターン４０における直線状の発熱体要素の割合は、導電性パターン４０の全領域を調べてその割合を算出して特定する必要はなく、実際には、導電パターン内の全体的な傾向を反映し得ると期待される面積を持つ一区画内において、調査すべき対象のばらつきの程度を考慮して適当と考えられる直線状の発熱体要素の数を調べて当該割合を算出して特定することができる。このようにして特定された値を、導電性パターン４０の全領域における割合として取り扱うことができる。例えば、本実施の形態の導電性パターン４０においては、３００ｍｍ×３００ｍｍの領域内に含まれる１００箇所を光学顕微鏡や電子顕微鏡により観察することにより、２つの分岐点４２の間を直線（直線分）として接続する曲線発熱体４４の、複数の曲線発熱体４４に対する割合を特定することができる。

このような導電性パターン４０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、および、これらの合金の一以上を例示することができる。

図３に示された例では、曲線発熱体４４は、基材３０側の面４４ａ、基材３０の反対側の面４４ｂおよび側面４４ｃ，４４ｄを有し、全体として略矩形の断面を有する。曲線発熱体４４の幅Ｗ、すなわち、基材３０のシート面に沿った幅Ｗは５μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。このような幅Ｗを有する曲線発熱体４４によれば、その曲線発熱体４４が十分に細線化されているので、導電性パターン４０を不可視化することができる。また、曲線発熱体４４の高さ（厚さ）Ｈ、すなわち、基材３０のシート面への法線方向に沿った高さ（厚さ）Ｈは５μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。このような高さ（厚さ）Ｈを有する曲線発熱体４４によれば、適切な抵抗値を有しつつ十分な導電性を確保でき、かつ断線もしにくくなる。

以上のような導電性パターン４０によれば、図６に示されているように、曲線発熱体４４の側面に入射した光は、当該側面で乱反射する。これにより、当該曲線発熱体４４の側面に一定の方向から入射した光が、その入射方向に対応して当該側面で一定の方向に反射することが抑制される。したがって、この反射光が観察者にチラツキとして視認されるおそれがなくなる。また、曲線発熱体４４の側面からの反射光の方向がばらつくことで、曲線発熱体４４を有する導電性パターン４０の存在が観察者に視認されるおそれもなくなる。とりわけ、本実施形態では、２つの分岐点４２の間に存在する直線状の発熱体要素を、導電性パターン４０の全体面積の１０％未満としている。すなわち、導電性パターン４０のうち９０％以上は不規則な形状の曲線発熱体４４である。これにより、光芒とチラツキを通常の観察者が気にならない程度に抑制できる。

本実施形態における導電性パターン４０は、図２に示したように、バスバー電極１６間に配置されており、バスバー電極１６間にはバッテリ７からの一定の電圧が印加される。導電性パターン４０の発電電力をＷ、バスバー電極１６間の電圧をＶ、導電性パターン４０に流れる電流をＩ、導電性パターン４０の抵抗をＲとすると、以下の（１）式が成り立つ。

Ｗ＝Ｖ×Ｉ＝Ｖ^２／Ｒ …（１）

バッテリからの電圧Ｖが一定であるとすると、（１）式から、導電性パターン４０の抵抗Ｒが小さいほど、発電電力Ｗは大きくなる。このように、導電性パターン４０の抵抗Ｒが小さいほど、導電性パターン４０の発電電力Ｗは大きくなる。
導電性パターン４０の抵抗Ｒは、以下の（２）式で表される。

上述した（２）式のρは導電性パターン４０の材料に依存する係数、Ｌは各曲線発熱体４４の両端部間の距離、ｗは各曲線発熱体４４の線幅、ｈは各曲線発熱体４４の厚み、ｐは各曲線発熱体４４のピッチである。ピッチｐとは、単位面積内に存在する曲線発熱体４４の平均距離である。

（２）式からわかるように、導電性パターン４０の抵抗Ｒを小さくするには、導電性パターン４０を構成する各曲線発熱体４４の長さＬを短くするか、あるいは各曲線発熱体４４の厚みｈや幅ｗを大きくするか、あるいはピッチｐを小さくする必要がある。

各曲線発熱体４４の厚みｈを大きくすることは、導電性パターン４０の薄型化を妨げることになり、また、導電性パターン４０の側面の面積が増大するため、側面に入射された光により光芒やチラツキが生じやすくなる。一方、各曲線発熱体４４の幅ｗを大きくすると、導電性パターン４０の各開口領域の面積が狭くなり、開口率が低下するとともに、導電性パターン４０が目立ちやすくなる。隣接する曲線発熱体４４間のピッチｐを小さくすると、やはり開口率が低下する要因になる。

以上のことから、導電性パターン４０の発電電力Ｗを高くして発電効率を上げるには、各曲線発熱体４４の両端部間の長さをできるだけ短くするのが望ましいことがわかる。

そこで、本実施形態では、図７および（３）式に示すように、各曲線発熱体４４の両端部間の長さＬを、対応する曲線発熱体４４の両端部に接続された２つの分岐点４２間の最短距離Ｌ０で割った値が、１．０より大きく、１．５以下になるようにしている。

１．０＜Ｌ／Ｌ０≦１．５ …（３）

本発明に於いて、最短距離とは、曲線発熱体４４の両端の分岐点４２、４２の間を結ぶ幾何学上の測地線の長さを意味する。透明基材３０乃至ガラス板１１、１２が平板であり其の上に存在する曲線発熱体４４が平面上に存在する場合は、測地線は直線となる。又、透明基材３０乃至ガラス板１１、１２が表面が球面となった彎曲板であり其の上に存在する曲線発熱体４４も球面上に存在する場合は、測地線は該球面の大円となる。

尚、一般の曲面上に曲線発熱体４４が存在する場合は、該曲面上に存在する下記微分方程式（４）を満たす微分可能な曲線x^ｉ（ｐ）が、測地線となる。

ここで、Γ^ｉ _ｊｋはアフィン接続係数である。又、ｘ^１＝ｘ、ｘ^２＝ｙは座標、ｐは測地線の始点からの長さを表わす弧長パラメータである。例えば、該曲面が平面である場合は、式（４）は通常の直線の方程式となる。

１．０＜Ｌ／Ｌ０とすることにより、光芒やチラツキが実用上十分な程度に抑制される。又、Ｌ／Ｌ０≦１．５とすることにより、各曲線発熱体４４の抵抗が必要以上の増大することが抑えられて（導電性が向上し）、結果として、導電性パターン４０の抵抗Ｒが小さくなって発熱効率が向上する。発熱効率が向上するということは、消費電力を削減できることを意味する。

更に、１．０１≦Ｌ／Ｌ０≦１．１５であると、光芒やチラツキの抑制と高発熱效率の維持の両立の点で、より好ましい。

なお、各曲線発熱体４４は、導電性パターン４０の１ｃｍ四方の範囲内に、８本以内の密度で配置するのが望ましい。すなわち、各曲線発熱体４４のピッチｐは、０．１２５ｃｍ以上が望ましい。これにより、導電性パターン４０の開口率を最適化することができる。

図３に示す例では、曲線発熱体４４は、基材３０上に設けられた第１の暗色層６３、第１の暗色層６３上に設けられた導電性金属層６１、および、導電性金属層６１上に設けられた第２の暗色層６４を含んでいる。言い換えると、導電性金属層６１の表面のうち、基材３０側の面を第１の暗色層６３が覆っており、導電性金属層６１の表面のうち、基材３０と反対側の面および両側面を第２の暗色層６４が覆っている。暗色層６３，６４は、導電性金属層６１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６３，６４によって、導電性金属層６１がさらに視認されづらくなり、乗員の視界をより良好に確保することができる。

次に、図８〜図１４を参照して、導電性発熱体１０の製造方法の一例について説明する。図８〜図１４は、導電性発熱体１０の製造方法の一例を順に示す断面図である。

まず、シート状の基材３０を準備する。基材３０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樹脂基材である。

次に、図８に示すように、基材３０上に第１の暗色層６３を設ける。例えば、電解めっきおよび無電解めっきを含むめっき法、スパッタリング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法、イオンプレーティング法、またはこれらの２以上を組み合わせた方法により、基材３０上に第１の暗色層６３を設けることができる。なお、第１の暗色層６３の材料としては、種々の公知のものを用いることができる。例えば窒化銅、酸化銅、窒化ニッケル等が例示できる。

次に、図９に示すように、第１の暗色層６３上に導電性金属層（導電層）６１を設ける。導電性金属層６１は、上述したように、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、および、これらの合金の一以上からなる層である。導電性金属層６１は、公知の方法で形成され得る。例えば、銅箔等の金属箔を耐候性接着剤等を用いて貼着する方法、電解めっきおよび無電解めっきを含むめっき法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、イオンプレーティング法、またはこれらの２以上を組み合わせた方法を採用することができる。

なお、導電性金属層６１を銅箔等の金属箔で形成する場合、先に金属箔の片面に第１の暗色層６３を形成しておき、この第１の暗色層６３が形成された金属箔を、第１の暗色層６３が基材３０に対向するようにして、例えば接着層や粘着層を介して、基材３０に積層してもよい。この場合、例えば金属箔をなす材料の一部分に暗色化処理（黒化処理）を施して、金属箔をなしていた一部分から、金属酸化物や金属硫化物からなる第１の暗色層６３を形成することができる。また、暗色材料の塗膜や、ニッケルやクロム等のめっき層等のように、金属箔の表面に第１の暗色層６３を設けるようにしてもよい。また、金属箔の表面を粗化して第１の暗色層６３を設けるようにしてもよい。

次に、図１０に示すように、導電性金属層６１上に、レジストパターン６２を設ける。レジストパターン６２は、形成されるべき導電性パターン４０のパターンに対応したパターンとなっている。ここで説明する方法では、最終的に導電性パターン４０をなす箇所の上にのみ、レジストパターン６２が設けられている。このレジストパターン６２は、公知のフォトリソグラフィー技術を用いたパターニングにより形成することができる。

次に、図１１に示すように、レジストパターン６２をマスクとして、導電性金属層６１および第１の暗色層６３をエッチングする。このエッチングにより、導電性金属層６１および第１の暗色層６３がレジストパターン６２と略同一のパターンにパターニングされる。エッチング方法は特に限られることはなく、公知の方法が採用できる。公知の方法としては、例えば、エッチング液を用いるウェットエッチングや、プラズマエッチングなどが挙げられる。その後、図１２に示すように、レジストパターン６２を除去する。

その後、図１３に示すように、導電性金属層６１の基材３０の反対側の面４４ｂおよび側面４４ｃ，４４ｄに第２の暗色層６４を形成する。第２の暗色層６４は、例えば導電性金属層６１をなす材料の一部分に暗色化処理（黒化処理）を施して、導電性金属層６１をなしていた一部分から、金属酸化物や金属硫化物からなる第２の暗色層６４を形成することができる。また、暗色材料の塗膜や、ニッケルやクロム等のめっき層等のように、導電性金属層６１の表面に第２の暗色層６４を設けるようにしてもよい。また、導電性金属層６１の表面を粗化して第２の暗色層６４を設けるようにしてもよい。

以上のようにして、図１３に示す導電性パターンシート２０が作製される。

最後に、ガラス板１１、接合層１３、導電性パターンシート２０、接合層１４、ガラス板１２をこの順に重ね合わせ、加熱・加圧する。図１４に示された例では、まず、接合層１３をガラス板１１に、接合層１４をガラス板１２に、それぞれ仮接着する。次に、ガラス板１１，１２の接合層１３，１４が仮接着された側が、それぞれ導電性パターンシート２０に対向するようにして、接合層１３が仮接着されたガラス板１１、導電性パターンシート２０、接合層１４が仮接着されたガラス板１２をこの順に重ね合わせ、加熱・加圧する。これにより、ガラス板１１、導電性パターンシート２０およびガラス板１２が、接合層１３，１４を介して接合され、図３に示す導電性発熱体１０が製造される。

以上に説明した本実施の形態の導電性発熱体１０は、一対のガラス板１１，１２と、一対のガラス板１１，１２の間に配置され、複数の開口領域４３を画成する導電性パターン４０と、導電性パターン４０と一対のガラス板１１，１２の少なくとも一方との間に配置された接合層１３，１４と、を備え、導電性パターン４０は、２つの分岐点４２の間を延びて開口領域４３を画成する複数の曲線発熱体４４を含んでおり、各曲線発熱体４４の両端部間の距離を各曲線発熱体４４の両端部に接続される分岐点４２間の最短距離で割った値が１．０より大きく、１．５以下になるようにしている。

このような導電性発熱体１０によれば、図６に示されているように、曲線発熱体４４の側面に入射した光は、当該側面で乱反射する。これにより、当該曲線発熱体４４の側面内の各位置に一定の方向から入射した光が、その入射方向に対応して当該側面で一定の方向に反射することが抑制される。したがって、この反射光がチラツキとして観察者に視認されて、曲線発熱体４４を有する導電性パターン４０が観察者に視認されることを、抑制することができる。また、各曲線発熱体４４の両端部間の長さをできるだけ短くしているため、導電性パターン４０の抵抗Ｒを小さくすることができ、発電効率が向上する。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を適宜参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

図１５〜図１９を参照して、導電性発熱体１０の製造方法の変形例について説明する。図１５〜図１９は、導電性発熱体１０の製造方法の変形例を順に示す断面図である。

まず、導電性パターンシート２０を作製する。導電性パターンシート２０は、上述の導電性発熱体１０の製造方法の一例において説明した方法により作製することができる。

次に、ガラス板１１、接合層１３、導電性パターンシート２０をこの順に重ね合わせ、加熱・加圧する。図１５に示された例では、まず、接合層１３をガラス板１１に仮接着する。次に、ガラス板１１の接合層１３が仮接着された側が、導電性パターンシート２０に対向するようにして、接合層１３が仮接着されたガラス板１１を、導電性パターンシート２０の導電性パターン４０の側から重ね合わせ、加熱・加圧する。これにより、図１６に示すように、ガラス板１１および導電性パターンシート２０が、接合層１３を介して接合（仮接合または本接合）される。

次に、図１７に示されているように、導電性パターンシート２０の基材３０を除去する。例えば、導電性パターンシート２０を作製する際に、基材３０上に不図示の剥離層を形成しておき、この剥離層上に導電性パターン４０を形成する。この剥離層は、上述の導電性金属層６１および第１の暗色層６３をエッチングする工程で除去されない層であることが好ましい。この場合、基材３０と、導電性パターン４０および接合層１３と、は剥離層を介して接合される。そして、導電性パターンシート２０の基材３０を除去する工程では、導電性パターンシート２０の基材３０を、剥離層を用いて導電性パターン４０および接合層１３から剥離する。

剥離層としては、例えば界面剥離型の剥離層、層間剥離型の剥離層、凝集剥離型の剥離層等を用いることができる。界面剥離型の剥離層としては、基材３０との密着性と比べて、導電性パターン４０および接合層１３との密着性が相対的に低い剥離層を好適に用いることができる。このような層としては、シリコーン樹脂層、フッ素樹脂層、ポリオレフィン樹脂層等が挙げられる。また、導電性パターン４０および接合層１３との密着性と比べて、基材３０との密着性が相対的に低い剥離層を用いることもできる。層間剥離型の剥離層としては、複数層のフィルムを含み、導電性パターン４０および接合層１３や、基材３０との密着性と比べて、当該複数層間相互の密着性が相対的に低い剥離層を例示することができる。凝集剥離型の剥離層としては、連続相としてのベース樹脂中に分散相としてのフィラーを分散させた剥離層を例示することができる。

剥離層として、基材３０との密着性と比べて、導電性パターン４０および接合層１３との密着性が相対的に低い層を有する界面剥離型の剥離層を用いた場合、剥離層と導電性パターン４０および接合層１３との間で剥離現象が生じる。この場合、剥離層が、導電性パターン４０および接合層１３側に残らないようにすることができる。すなわち、基材３０は、剥離層とともに除去される。このようにして基材３０および剥離層が除去されると、導電性パターン４０の開口領域４３内に、接合層１３が露出するようになる。

その一方で、剥離層として、導電性パターン４０および接合層１３との密着性と比べて、基材３０との密着性が相対的に低い界面剥離型の剥離層を用いた場合には、剥離層と基材３０との間で剥離現象が生じる。剥離層として、複数層のフィルムを有し、導電性パターン４０および接合層１３や、基材３０との密着性と比べて、当該複数層間相互の密着性が相対的に低い層間剥離型の剥離層を用いた場合には、当該複数層間で剥離現象が生じる。剥離層として、連続相としてのベース樹脂中に分散相としてのフィラーを分散させた凝集剥離型の剥離層を用いた場合には、剥離層内での凝集破壊による剥離現象が生じる。

最後に、ガラス板１１、接合層１３および導電性パターン４０、接合層１４、ガラス板１２をこの順に重ね合わせ、加熱・加圧する。図１８に示された例では、まず、接合層１４をガラス板１２に仮接着する。次に、ガラス板１２の接合層１４が仮接着された側が、導電性パターン４０および接合層１３に対向するようにして、ガラス板１１、導電性パターン４０および接合層１３、接合層１４が仮接着されたガラス板１２をこの順に重ね合わせ、加熱・加圧する。これにより、ガラス板１１、導電性パターン４０、ガラス板１２が、接合層１３，１４を介して接合（本接合）され、図１９に示す導電性発熱体１０が製造される。

図１９に示された導電性発熱体１０によれば、導電性発熱体１０が基材３０を含まないようにすることができる。これにより、導電性発熱体１０全体の厚みを小さくすることができる。また、導電性発熱体１０内の界面数を低減することができる。したがって、光学特性の低下すなわち視認性の低下を抑制することができる。

次に、図２０および図２０を参照して、導電性発熱体１０の製造方法の他の変形例について説明する。図２０および図２０は、導電性発熱体１０の製造方法の他の変形例を順に示す断面図である。

まず、上述の導電性発熱体１０の製造方法の変形例と同様の工程により、ガラス板１１および導電性パターンシート２０が、接合層１３を介して接合（仮接合）されたものを作製し、ここから基材３０を除去する。すなわち、上述の導電性発熱体１０の製造方法の変形例で図１７を参照して説明した、ガラス板１１、導電性パターン４０および接合層１３が積層されたものを得る。

次に、図２０に示すように、ガラス板１１、接合層１３および導電性パターン４０、ガラス板１２をこの順に重ね合わせ、加熱・加圧する。これにより、ガラス板１１と導電性パターン４０とが接合層１３を介して接合（本接合）され、且つ、ガラス板１１とガラス板１２とが接合層１３を介して接合（本接合）される。そして、図２０に示す導電性発熱体１０が製造される。

図２１に示された導電性発熱体１０によれば、導電性発熱体１０が基材３０および接合層１４を含まないようにすることができる。これにより、導電性発熱体１０全体の厚みをさらに小さくすることができる。また、導電性発熱体１０内の界面数をさらに低減することができる。したがって、光学特性の低下すなわち視認性の低下をさらに効果的に抑制することができる。加えて、導電性パターン４０とガラス板１２とが接触しているので、導電性パターン４０によるガラス板１２の加熱効率を上げることができる。

また、図８〜図２１に示された例では、第２の暗色層６４が、曲線発熱体４４の基材３０の反対側の面４４ｂおよび側面４４ｃ，４４ｄをなしているが、これに限られず、第２の暗色層６４が、曲線発熱体４４の基材３０の反対側の面４４ｂのみ、または、曲線発熱体４４の側面４４ｃ，４４ｄのみをなすようにしてもよい。第２の暗色層６４が、曲線発熱体４４の基材３０の反対側の面４４ｂのみをなすようにする場合は、例えば、図９に示した工程の後に、導電性金属層（導電層）６１上に第２の暗色層６４およびレジストパターン６２をこの順に設ける。その後、レジストパターン６２をマスクとして、第２の暗色層６４、導電性金属層６１および第１の暗色層６３をエッチングすればよい。また、第２の暗色層６４が、曲線発熱体４４の側面４４ｃ，４４ｄのみをなすようにする場合は、例えば、図１１に示した工程の後に、レジストパターン６２を除去せずに第２の暗色層６４を形成し、その後、レジストパターン６２を除去すればよい。なお、第１の暗色層６３が必要ない場合には、図８に示した、基材３０上に第１の暗色層６３を設ける工程を省略すればよい。

導電性発熱体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、宇宙船等の乗物の窓或いは透明な扉に用いてもよい。

さらに、導電性発熱体１０は、乗物以外にも、特に室内と室外とを区画する箇所、例えばビルや店舗、住宅の窓或いは透明な扉等に使用することもできる。

このように、本実施形態に係る導電性発熱体１０は、複数の分岐点４２に接続された複数の曲線発熱体４４を有する導電性パターン４０を備えるため、各曲線発熱体４４の側面に入射された光を種々の方向に反射させることができ、観察者にチラツキを感じさせるおそれがなくなる。また、各曲線発熱体４４の長さＬを、対応する曲線発熱体４４の両端部間の最短距離Ｌ０で割った値が、１．０より大きく、かつ１．５以下にしたため、各曲線発熱体４４の導電性がよくなり、導電性パターン４０の抵抗を小さくでき、発熱効率が向上する。また、各曲線発熱体４４の幅や高さ、ピッチを最適化することで、開口率を高くしつつ、断線も防止できる。このように、本実施形態によれば、光芒およびチラツキの発生を防止しつつ、発電効率がよくて開口率も大きい導電性発熱体１０を提供できる。

本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１ 自動車、５ フロントウィンドウ、７ 電源、１０ 導電性発熱体、１１ ガラス板、１２ ガラス板、１３ 接合層、１４ 接合層、１５ 接続部、１６ 配線部、２０ 導電性パターンシート、３０ 基材、４０ 導電性パターン、４２ 分岐点、４３ 開口領域、４４ 曲線発熱体、５０ 参照パターン、５２ 分岐点、５３ 開口領域、５４ 曲線発熱体、６１ 導電性金属層（導電層）、６２ レジストパターン、６３ 第１の暗色層、６４ 第２の暗色層

Claims (8)

1. 複数の開口領域を画成する導電性パターンを備え、
   前記導電性パターンは、
   複数の分岐点と、
   前記複数の分岐点に接続される複数の曲線発熱体と、を備え、
   前記複数の曲線発熱体のそれぞれの長さを、対応する曲線発熱体の両端部に接続された２つの分岐点間の最短距離で割った値は、１．０より大きく、１．５以下である、導電性発熱体。
2. 前記複数の分岐点における分岐数の平均値は、３より大きく、４より小さい請求項１に記載の導電性発熱体。
3. それぞれが第１方向に延在し、前記第１方向に交差する第２方向に離隔して配置される２本のバスバー電極を備え、
   前記導電性パターンは、前記２本のバスバー電極の間に配置されて、前記２本のバスバー電極に電気的に接続される請求項１または２に記載の導電性発熱体。
4. 前記複数の曲線発熱体の形状は不規則である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の導電性発熱体。
5. 前記複数の曲線発熱体のそれぞれは、１周期ごとに周期および振幅が不規則の周期曲線を１つ以上繋げたものである請求項４に記載の導電性発熱体。
6. 一主面上に前記導電性パターンを配置した透明基材層を備える請求項１乃至５のいずれか１項に記載の導電性発熱体。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の導電性発熱体を挟み込むように対向配置される一対のガラス基板を備える合わせガラス。
8. 請求項７に記載の合わせガラスを備える乗物。

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