JP2018055941A - 発熱用導電体、導電体付きシート、発熱板および乗り物 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱用導電体を有する発熱板を介した視界を良好にする。【解決手段】発熱用導電体３０は、電圧を印加されると発熱し、複数の開口部３５を形成するパターンで配置された複数の線状導電体３１を備える。線状導電体３１は、他の線状導電体と交差する交差部３４と、他の線状導電体とは独立して延びる線状部３２と、交差部３４と線状部３２の間において線状導電体３１の幅を拡幅させる拡幅部３３と、を有する。線状導電体３１の拡幅部３３は、当該線状導電体と交差する他の線状導電体の拡幅部と、その一部を共有している。拡幅部３３の輪郭は、曲率半径が１５μｍ以上６０μｍ以下の曲線部３３ａを含む。隣り合う開口部３５の重心間距離は、２５０μｍ以上１５００μｍ以下である。線状部３２の幅は、２μｍ以上１５μｍ以下である。線状導電体３１の厚さは、１μｍ以上３０μｍ以下である。【選択図】図５

Description

本発明は、発熱用導電体、発熱用導電体を有する導電体付きシート、一対の基板と一対の基板の間に配置された発熱用導電体または導電体付きシートとを有する発熱板、及び、この発熱板を有する乗り物に関する。

従来から、発熱用導電体を有する透明な発熱板が、広く用いられている。発熱板は、例えば、車両の窓ガラスに用いられるデフロスタ（霜取り装置）等に利用されている。発熱板は、これらに用いられている発熱用導電体に通電されることによって、抵抗加熱により発熱する（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）車両の窓ガラスに適用された発熱板は、発熱用導電体の昇温により、窓ガラスの曇りを取り除いたり、窓ガラスに付着した雪や氷を溶かしたり、または、窓ガラスに付着した水滴を蒸発させたりすることで、乗員の視界を確保することができる。

特開２０１３−１７３４０２号公報 特開平８−７２６７４号公報

従来の透明な発熱板では、発熱用導電体の線状導電体がある方向に延びて一対のバスバー間を連結している。ところが、このような発熱板を介して光、例えば対向車の照明を観察した場合、尾を引くように観察される光の筋、すなわち光芒が当該照明の周囲に観察される。このような光芒の発生は、窓ガラスを介した視認性に悪影響を及ぼし得る。この点について本件発明者らが鋭意検討を重ねたところ、光芒は、光（例えば、対向車の照明光）が、線状導電体によって回折されることで生じていることが知見された。すなわち、光芒は、線状導電体での回折光が視認される現象と考えられた。

したがって、発生する光芒は、線状導電体の形状、より詳しくは、線状導電体の輪郭の形状に依存する。そこで、本発明では、線状導電体の輪郭の形状を工夫することで発生する光芒をぼやけさせることを提案する。

なお、光芒が問題となる発熱板においては、線状導電体が視認されてしまうことも好ましくない。線状導電体が視認されると、発熱板を介した視界の透視性が害されてしまう。

本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、線状導電体が視認されることを効果的に回避しながら、線状導電体の輪郭の形状を工夫することで発生する光芒をぼやけさせることを目的とする。

本発明の発熱用導電体は、電圧を印加されると発熱する発熱用導電体であって、
複数の開口部を形成するパターンで配置された複数の線状導電体を備え、
前記線状導電体は、他の線状導電体と交差する交差部と、他の線状導電体とは独立して延びる線状部と、前記交差部と前記線状部の間において前記線状導電体の幅を拡幅させる拡幅部と、を有し、
前記線状導電体の拡幅部は、当該線状導電体と交差する他の線状導電体の拡幅部と、その一部を共有しており、
前記拡幅部の輪郭は、曲率半径が１５μｍ以上６０μｍ以下の曲線部を含み、
隣り合う前記開口部の重心間距離は、２５０μｍ以上１５００μｍ以下であり、
前記線状部の幅は、２μｍ以上１５μｍ以下であり、
前記線状導電体の厚さは、１μｍ以上３０μｍ以下である。

本発明の発熱用導電体において、前記曲線部の長さは、２０μｍ以上であってもよい。

本発明の発熱用導電体において、前記曲線部は、前記開口部に向けて凹な曲線となっていてもよい。

本発明の発熱用導電体において、前記拡幅部の幅は、当該拡幅部に隣接する線状部の幅の５倍以上１０倍以下であってもよい。

本発明の導電体付きシートは、
基材フィルムと、
前記基材フィルム上に設けられた上述したいずれかの発熱用導電体と、を備える。

本発明の発熱板は、
一対の基板と、
前記一対の基板の間に、上述したいずれかの発熱用導電体または上述した導電体付きシートと、を備える。

本発明の乗り物は、上述した発熱板を備える。

本発明によれば、線状導電体が視認されることを効果的に回避しながら、線状導電体の輪郭の形状を工夫することで発生する光芒をぼやけさせることができる。これにより、発熱用導電体を有する発熱板を介した視界を良好にすることができる。

図１は、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、発熱板で構成されたフロントウィンドウを備えた自動車を概略的に示している。 図２は、発熱板をその法線方向から示す図である。 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における発熱板の横断面図である。 図４は、発熱用導電体をその法線方向から示す平面図であって、発熱用導電体の一例を示す平面図である。 図５は、本発明の発熱用導電体の一例を示す図である。 図６は、従来の発熱用導電体の一例を示す図である。

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、「導電体付シート」は板やフィルムと呼ばれ得るような部材をも含む概念であり、したがって、「導電体付シート」は、「導電体付板（基板）」や「導電体付フィルム」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。また、シート状（板状、フィルム状）の部材に対して用いる法線方向とは、当該シート状（板状、フィルム状）の部材のシート面（板面、フィルム面）への法線方向のことを指す。

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６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、発熱板を備えた自動車を概略的に示す図であり、図２は、発熱板をその板面の法線方向から見た図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った発熱板の断面図である。

図１に示されているように、乗り物の一例としての自動車１は、フロントウィンドウ、リアウィンドウ、サイドウィンドウ等の窓ガラスを有している。ここでは、フロントウィンドウ５が発熱板１０で構成されているとする。また、自動車１はバッテリー等の電源７を有している。

この発熱板１０をその板面の法線方向から見たものを図２に示す。また、図２の発熱板１０のＩＩＩ−ＩＩＩ線に対応する断面図を図３に示す。図３に示された例では、発熱板１０は、一対の基板１１，１２と、一対の基板１１，１２の間に配置された導電体付きシート２０と、基板１１，１２と導電体付きシート２０とを接合する接合層１３，１４と、を有している。なお、図１および図２に示した例では、発熱板１０は湾曲しているが、その他の図では、図示の簡略化および理解の容易化のために、発熱板１０および基板１１，１２を平板状に図示している。

また、図２によく示されているように、発熱板１０は、発熱用導電体３０に通電するための配線部１５を有している。図示された例では、バッテリー等の電源７によって、配線部１５からバスバー２５を介して発熱用導電体３０に通電し、発熱用導電体３０を抵抗加熱により発熱させる。発熱用導電体３０で発生した熱は基板１１，１２に伝わり、基板１１，１２が温められる。これにより、基板１１，１２に付着した結露による曇りを取り除くことができる。また、基板１１，１２に雪や氷が付着している場合には、この雪や氷を溶かすことができる。したがって、乗員の視界が良好に確保される。尚、図示は省略するが、通常、電源７と発熱用導電体３０のバスバー２５との間に、開閉器が挿入（直列に接続）される。そして、発熱板１０の加熱が必要な時のみ開閉器を閉じて発熱用導電体３０に通電する。

以下、発熱板１０の各構成要素、すなわち、基板１１，１２、接合層１３，１４および導電体付きシート２０について説明する。

まず、基板１１，１２について説明する。基板１１，１２は、図１で示された例のように自動車のフロントウィンドウに用いる場合、乗員の視界を妨げないよう可視光透過率が高いものを用いることが好ましい。このような基板１１，１２の材質としては、ソーダライムガラスや青板ガラスが例示できる。基板１１，１２の可視光透過率は９０％以上であることが好ましい。ここで、基板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、基板１１，１２の一部または全体に着色するなどして、この一部分の可視光透過率を低くしてもよい。この場合、太陽光の直射を遮ったり、車外から車内を視認しにくくしたりすることができる。

また、基板１１，１２は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の厚みを有していることが好ましい。このような厚みであると、強度及び光学特性に優れた基板１１，１２を得ることができる。一対の基板１１，１２は、同一の材料で同一に構成されていてもよいし、或いは、材料および構成の少なくとも一方において互いに異なるようにしてもよい。

次に、接合層１３，１４について説明する。一方の接合層１３が、一方の基板１１と導電体付きシート２０との間に配置され、一方の基板１１と導電体付きシート２０とを互いに接合する。他方の接合層１４が、他方の基板１２と導電体付きシート２０との間に配置され、他方の基板１２と導電体付きシート２０とを互いに接合する。

このような接合層１３，１４としては、種々の接着性または粘着性を有した材料からなる層を用いることができる。また、接合層１３，１４は、可視光透過率が高いものを用いることが好ましい。典型的な接合層としては、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）からなる層を例示することができる。接合層１３，１４の厚みは、それぞれ０．１５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。一対の接合層１３，１４は、同一の材料で同一に構成されていてもよいし、或いは、材料および構成の少なくとも一方において互いに異なるようにしてもよい。

なお、発熱板１０には、図示された例に限られず、特定の機能を発揮することを期待されたその他の機能層が設けられても良い。また、１つの機能層が２つ以上の機能を発揮するようにしてもよいし、例えば、発熱板１０の基板１１，１２、接合層１３，１４、後述する導電体付きシート２０の基材フィルム２１の、少なくとも一つに何らかの機能を付与するようにしてもよい。発熱板１０に付与され得る機能としては、一例として、反射防止（ＡＲ）機能、耐擦傷性を有したハードコート（ＨＣ）機能、赤外線遮蔽（反射）機能、紫外線遮蔽（反射）機能、防汚機能等を例示することができる。

次に、導電体付きシート２０について説明する。導電体付きシート２０は、基材フィルム２１と、一対のバスバー２５と、基材フィルム２１の一方の基板１１に対面する面上に設けられた発熱用導電体３０と、を有する。本実施の形態において、導電体付きシート２０は、基板１１，１２と略同一の平面寸法を有して、発熱板１０の全体にわたって配置されているが、図１の例における運転席の正面部分等、発熱板１０の一部にのみ配置されてもよい。以下、導電体付きシート２０の各構成要素について説明する。

基材フィルム２１は、発熱用導電体３０を支持する基材として機能する。基材フィルム２１は、可視光線波長帯域の波長（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）を透過する一般に言うところの透明である電気絶縁性のフィルムである。基材フィルム２１としては、可視光を透過し、発熱用導電体３０を適切に支持し得るものであればいかなる材質のものでもよいが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、環状ポリオレフィン等を挙げることができる。また、基材フィルム２１は、光透過性や、発熱用導電体３０の適切な支持性等を考慮すると、０．０３ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の厚みを有していることが好ましい。

なお、「透明」とは、当該基材フィルムを介して当該基材フィルムの一方の側から他方の側を透視し得る程度の透明性を有していることを意味しており、例えば、３０％以上、より好ましくは７０％以上の可視光透過率を有していることを意味する。可視光透過率は、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ−３１００ＰＣ」、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。

バスバー２５は、対応する配線部１５と電気的に接続されている。一対のバスバー２５間には、配線部１５と接続された電源７の電圧が印加されるようになる。一対のバスバー２５は、互いが平行となるように配置されている。また、各バスバー２５は、導電体付きシート２０における外縁部近傍に配置されている。

次に、図４を参照しながら、発熱用導電体３０について説明する。図４は、導電体付きシート２０をそのシート面の法線方向から見た平面図である。

発熱用導電体３０は、一対のバスバー２５に間に配置されており、一対のバスバー２５間を結ぶようにそれぞれ電気的に接続されている。発熱用導電体３０は、所定のパターンで配置された線状導電体３１によって形成されている。発熱用導電体３０は、配線部１５及びバスバー２５を介して電圧を印加されると、抵抗加熱によって発熱する。そして、この熱が接合層１３，１４を介して基板１１，１２に伝わることで、基板１１，１２が温められる。

発熱用導電体３０は、種々のパターンで配列することができる。一例として、図４に示された例において、発熱用導電体３０は、複数の線状導電体３１が多数の開口部３５を画成するメッシュ状のパターンで配置されることによって形成されている。線状導電体３１は、図５に示すように、線状部３２と、拡幅部３３（図５における右上−左下斜線部）と、交差部３４（図５における左上−右下斜線部）と、を有する。線状部３２は、他の線状導電体とは独立して延びている。一方、交差部３４は、他の線状導電体と交差する位置に設けられている。拡幅部３３は、線状部３２と交差部３４との間において、線状導電体３１を拡幅させている。すなわち、線状部３２は、２つの拡幅部３３と隣接して設けられ、２つの拡幅部３３を接続している。

線状部３２は、直線、曲線、波線、折れ線等、任意の形状であってよい。ただし、各線状部３２が延在する方向、および線状部３２の配列方向は、後述する線状導電体３１の回折光があらゆる方向に分散して発生することを防止するために、完全に不規則でなく、好ましくは規則的である。

交差部３４は、線状部３２の延長上の領域内に位置する。一つの線状導電体３１に含まれる一の交差部３４は、全域において、当該一つの線状導電体３１と交差する他の線状導電体３１の交差部を成している。すなわち、図５によく示されているように、各線状導電体３１は、他の線状導電体３１と交差部３４を共有する。さらに言い換えると、一つの交差部３４は、二つの線状導電体３１に含まれ得ることになる。

また、各線状導電体３１は、他の線状導電体３１と拡幅部３３の一部を共有している。具体的には、交差する２つの線状導電体３１のいずれにも含まれない拡幅部３３の一部を、他の拡幅部３３と共有している。図示された例では、交差部３４において、４つの線状部３２が拡幅部３３を介して等角度で接続されることにより、４つの線状部３２、４つの拡幅部３３および４つの交差部３４で囲まれた格子状の開口部３５が多数画成されている。なお、図５は、図４示した導電体付きシート２０の発熱用導電体３０の一部を拡大して示す図である。

各開口部３５の重心間距離が大きすぎると、発熱用導電体３０において発熱むらが発生する。また、各開口部３５の重心間距離が大きすぎると、線状導電体３１が視認されてしまうこともある。これのことから、図５に示す開口部３５の重心間距離Ｄは１５００μｍ以下となっていることが好ましい。また、開口部３５の重心間距離Ｄが小さすぎると、透過率が悪化し、透視性が損なわれるため、開口部３５の重心間距離Ｄは２５０μｍ以上となっていることが好ましい。

図５を参照しながら、発熱用導電体３０について詳しく説明する。図５に示すように、各線状導電体３１の幅は、拡幅部３３において線状部３２より拡幅している。すなわち、拡幅部３３の幅ｗ_２は、線状部３２の幅ｗ_１より大きくなっている。拡幅部３３の幅ｗ_２は、線状部３２の幅ｗ_１の５倍以上１０倍以下となっていることが好ましい。ここで、線状部３２の幅ｗ_１とは、線状導電体３１の延在方向に直交する方向における当該線状部３２の最大の長さをいい、拡幅部３３の幅ｗ_２とは、線状導電体３１の延在方向に直交する方向における他の線状導電体と重ならない部分での当該拡幅部３３の最大の長さをいう。拡幅部３３の幅ｗ_２が線状部３２の幅ｗ_１の５倍以上であることで、拡幅部３３は線状部３２より十分に拡幅していることになる。また、拡幅部３３の幅ｗ_２が線状部３２の幅ｗ_１の１０倍以下であることで、拡幅部３３の幅が線状部３２に対して大きすぎて、拡幅部３３が視認されてしまうことを防止することができる。

また、線状導電体３１の拡幅部３３の輪郭は、開口部３５との境界となる位置に、曲率半径が１５μｍ以上６０μｍ以下である曲線部３３ａを含んでいる。ここで、線状導電体３１の輪郭は、線状導電体３１の基材フィルム２１の板面に沿った側の輪郭を意味する。曲線部３３ａは、当該曲線部３３ａが面する開口部３５に向けて凹な曲線となっている。開口部３５に向けて凹な曲線とは、単に交差部３４をなす二つの線状導電体の交差中心に向けて凹んでいることを意味するのではなく、数学的に凹型であることを意味する。すなわち、開口部に向けて凹な曲線とは、当該曲線における任意の２点を結んだ直線が、当該２点の間において、該２点の間にある曲線から離間して開口部内に位置することを意味し、さらに言い換えると当該曲線の任意の部分が、当該部分の両端間において、当該部分の両端を結ぶ直線より内方に位置することを意味する。したがって、曲線部３３ａの曲率半径を規定する曲率中心が、当該曲線部３３ａによって画成される線状導電体の側ではなく、当該曲線部によって画成される開口部の側に存在する。また、曲線部３３ａの長さＬは、２０μｍ以上になっている。

このような発熱用導電体３０及びバスバー２５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、タングステン等の金属、及び、これらの金属の１種以上を含んでなる合金の一以上を例示することができる。発熱用導電体３０及びバスバー２５は、同一の材料を用いて形成されていてもよいし、或いは、互いに異なる材料を用いて形成されていてもよい。

発熱用導電体３０は、上述したように不透明な金属材料を用いて形成され得る。その一方で、発熱用導電体３０によって覆われていない基材フィルム２１上の領域の割合、すなわち開口率は、７０％以上９９％以下程度と高くなっている。また、線状導電体３１の線幅は、２μｍ以上５０μｍ以下程度となっている。このため、発熱用導電体３０が設けられている領域は、全体として透明に把握され、発熱用導電体３０の存在が発熱板１０の透視性を害さないようになっている。

図３に示された例では、線状導電体３１は、全体として台形状の断面を有している。線状導電体３１の幅Ｗ、すなわち、基材フィルム２１の板面に沿った幅Ｗは２μｍ以上５０μｍ以下とし、高さ（厚さ）Ｈ、すなわち、発熱板１０の板面への法線方向に沿った高さ（厚さ）Ｈは１μｍ以上３０μｍ以下とすることが好ましい。なお、線状導電体３１の幅Ｗにおいて、線状部３２の幅ｗ_１は、２μｍ以上１５μｍ以下であり、拡幅部３３の幅ｗ_２は、２μｍ以上５０μｍ以下である。このような寸法の線状導電体３１によれば、その線状導電体３１が十分に細線化されているので、発熱用導電体３０を効果的に不可視化することができる。

また、図３に示されたように、線状導電体３１は、導電性金属層３６、導電性金属層３６の表面のうち、基材フィルム２１に対向する側の面を覆う第１の暗色層３７、導電性金属層３６の表面のうち、基板１１に対向する側の面及び両側面を覆う第２の暗色層３８を含むようにしてもよい。優れた導電性を有する金属材料からなる導電性金属層３６は、比較的高い反射率を呈する。そして、発熱用導電体３０の線状導電体３１をなす導電性金属層３６によって光が反射されると、その反射した光が視認されるようになり、乗員の視界を妨げる場合がある。また、外部から導電性金属層３６が視認されると、意匠性が低下する場合がある。そこで、第１及び第２の暗色層３７，３８が、導電性金属層３６の表面の少なくとも一部分を覆っている。第１及び第２の暗色層３７，３８は、導電性金属層３６よりも可視光の反射率が低い層であればよく、例えば黒色等の暗色の層である。この暗色層３７，３８によって、導電性金属層３６が視認されづらくなり、乗員の視界を良好に確保することができる。また、外部から見たときの意匠性の低下を防ぐことができる。

なお、前述したように、発熱板１０の透視性または発熱板１０を介した視認性を確保する観点から、開口率が高くなるように、発熱用導電体３０の線状導電体３１は基材フィルム２１上に形成されている。その結果、図３に示すように、接合層１３と導電体付きシート２０の基材フィルム２１とは、線状導電体３１の非被覆部、すなわち隣り合う線状導電体３１の間となる領域を介して接触している。すなわち、発熱用導電体３０は、接合層１３内に埋め込まれた状態となっている。

ところで、上述したように、線状導電体を含んだ発熱板を介して光、例えば対向車の照明を観察した場合、尾を引くように観察される光の筋、すなわち光芒が当該照明の周囲に観察される。このような光芒の発生は、発熱板を介した視認性を悪化させることになる。そして、本件発明者らは、鋭意検討を重ねた結果として、光芒の発生する方向が、発熱板への入射光が線状導電体で回折される方向と一致することを知見した。本件発明者らの知見に基づけば、発熱用導電体３０をなす線状導電体３１の長手方向を不規則化することにより、特定の方向へ光芒が延びることを防止することができる。しかしながら、線状導電体３１の配列を完全に不規則化すると、光芒とされてきた筋状の明部の発生は防止できるが、回折光が発熱板のあらゆる箇所に分散して輝点が発生してしまい、かえって目立ってしまい視界の妨げになる。また、線状導電体３１の配列を不規則化することは、設計負荷を増加させたり、面内での発熱むらを生じさせたりする可能性もあるため、好ましくない。さらに、近接して目視したとき、透過率、もしくは反射率の面内ムラとして認識され易い。そこで本件発明者らは、さらに鋭意検討を重ね、線状導電体３１の配列（分布）の規則性を維持しながら、線状導電体３１に拡幅部３３を設けることで光芒を効果的に目立たなくさせることを可能にした。以下、光芒の発生原因と、光芒を目立たなくさせる方法について説明する。

光芒は、発熱板１０を透過する光が線状導電体３１によって回折することで発生する。すなわち、観察される光芒は、線状導電体３１によって起こる回折の回折像が筋状に延びることで発生する。発熱板１０に線状導電体３１を配置する以上、回折像を発生させないことはできない。したがって、発生する回折像について、視認性に対して影響が小さくすることを考える。

発熱板１０を介した視認性に対して影響が小さい回折像とは、光芒として認識される筋状の強い光を含まない像である。このような回折像の一例として、入射光を特定の方向に回折させない、言い換えると、全方向に回折光を分散させて筋状の明部が認識されないようにすることで、光芒を目立たなくさせることが考えられる。しかしながら、上述したように、回折光があらゆる方向に分散すると、筋状の明部が認識されることは防止できるが、発熱板のあらゆる箇所に回折光による輝点が発生してしまい、かえって視界の妨げになる。そこで、光芒として認識される筋状の光をぼやけさせることで目立たなくさせることが考えられる。

ある構造を透過する光の回折像の形状は、その構造について光が透過する部分と遮蔽される部分との境界の形状によって決定される。例えば、長手方向を有する構造、例えば長手方向を有した矩形形状の構造に起因して生じる回折像は、当該構造の長手方向に直交する方向に延びて光芒となる。したがって、一つの構造をなす境界の形状に直交する方向が、その一部において異なっていれば、当該部分によって異なる方向に筋状の光が発生することになり、他の部分によって発生する筋状の光がぼやけることになる。

そのような線状導電体３１の構造として、図５に示すような、線状導電体３１の幅が拡幅部３３において拡幅して、拡幅部３３の輪郭が曲線部３３ａとなっている構造が考えられる。拡幅部３３の輪郭が曲線部３３ａとなることで、構造をなす境界の形状に直交する方向が、当該曲線部において異なることになる。

このような本実施の形態の発熱用導電体３０の作用について、従来の発熱用導電体１３０と比較して説明する。図６に示す従来の発熱用導電体１３０では、直線に延びる複数の線状導電体１３１が交差してパターンを形成している。線状導電体１３１の幅は、交差部１３３においても線状部１３２と同じであり、一定となっている。このような発熱用導電体１３０においては、構造をなす境界の形状、すなわち線状導電体１３１の境界の形状に直交する方向が、図６における縦方向および横方向のみである。したがって、発熱用導電体１３０を有する発熱板を介した視界においては、横方向および縦方向に延びる強い筋状の光が観察される。

一方、図５に示す本発明の発熱用導電体３０では、直線に延びる複数の線状導電体３１が交差して図６に示したパターンと同じパターンを形成している。しかしながら、図６に示した従来の発熱用導電体と異なり、線状導電体３１の幅は、拡幅部３３において拡幅して、拡幅部３３の輪郭が曲線部３３ａとなっている。このような発熱用導電体３０においては、構造をなす境界の形状、すなわち線状導電体３１の境界の形状に直交する方向が、その一部である曲線部３３ａにおいて異なっている。したがって、発熱用導電体３０を有する発熱板１０を介した視界においては、主に線状部３２によって発生する横方向および縦方向に延びる筋状の光が、拡幅部３３の曲線部３３ａによって発生する筋状の光の分だけぼやけることになる。

とりわけ、本実施の形態では、曲線部３３ａの曲率半径が１５μｍ以上であるため、拡幅部３３が十分な長さの曲線部３３ａを有することができる。具体的には、曲線部３３ａの長さは２０μｍ以上である。曲線部が十分に長いことで、線状部３２によって発生する光芒が、拡幅部３３の曲線部３３ａによって発生する光芒によって、十分にぼやけさせられることになる。また、曲線部３３ａの曲率半径が６０μｍ以下であるため、拡幅部３３の曲線部３３ａによる光芒は、線状部３２による光芒の周囲に発生するが、十分に弱い光芒であるため、発熱板１０を介した視界においては観察されにくくなる。

また、曲線部３３ａは、開口部３５に向けて凹な曲線を含んでおり、この開口部３５に向けて凹な曲線は、開口部３５に向けて突出していない。このような曲線部３３ａによれば、拡幅部３３が大型化して視認されやすくなることを効果的に回避しながら、光芒を目立たなくすることができる。とりわけ、図示された例では、拡幅部３３の開口部３５を区画する輪郭線が、その両端間において、当該両端を結ぶ直線よりも線状導電体側（内側）を延びている。このような拡幅部３３によれば、光芒を目立たなくさせる機能を有した拡幅部３３の存在が視認されてしまうことを効果的に回避することができる。

次に、発熱板１０の製造方法の一例について、説明する。

まず、基材フィルム２１上に第１の暗色層３７を形成するようになる暗色膜を設ける。

次に、導電性金属層３６を形成するようになる金属膜を暗色膜上に設ける。金属膜は、公知の方法で形成され得る。例えば、銅箔等の金属箔を貼着する方法、電界めっき及び無電界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、又はこれらの二以上を組み合わせた方法を採用することができる。

その後、金属膜上に、レジストパターンを設ける。レジストパターンは、形成されるべき発熱用導電体３０に対応した形となっている。すなわち、線状部３２および拡幅部３３を有する線状導電体３１に対応した形となっている。このレジストパターンは、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、レジストパターンをマスクとして、金属膜及び暗色膜をエッチングする。このエッチングにより、金属膜及び暗色膜がレジストパターンと略同一のパターンにパターニングされる。この結果、パターニングされた金属膜から、線状導電体３１の一部をなすようになる導電性金属層３６が、形成される。また、パターニングされた暗色膜から、線状導電体３１の一部をなすようになる第１の暗色層３７が、形成される。

なお、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、レジストパターンを除去する。

その後、導電性金属層３６の第１の暗色層３７が設けられた面と反対側の面及び側面に第２の暗色層３８を形成する。第２の暗色層３８は、例えば導電性金属層３６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３６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３８を形成することができる。また、導電性金属層３６の表面に第２の暗色層３８を設けるようにしてもよい。また、導電性金属層３６の表面を粗化して第２の暗色層３８を設けるようにしてもよい。

以上の工程によって、発熱用導電体３０を有する導電体付きシート２０が作製される。

最後に、発熱用導電体３０の側から接合層１３及び基板１１を積層して、導電体付きシート２０と基板１１とを接合する。同様に、基材フィルム２１の側から接合層１４及び基板１２を積層して、導電体付きシート２０と基板１２とを接合する。これにより、図３に示した発熱板１０が作製される。

以上のように、本実施の形態によれば、発熱用導電体３０は、電圧を印加されると発熱する発熱用導電体であって、複数の開口部３５を形成するパターンで配置された複数の線状導電体３１を備え、線状導電体３１は他の線状導電体３１と交差する交差部３４と他の線状導電体３１とは独立して延びる線状部３２と交差部３４と線状部３２の間において線状導電体３１の幅を拡幅させる拡幅部３３とを有し、拡幅部３３の輪郭は、曲率半径が１５μｍ以上６０μｍ以下の曲線部３３ａを含み、隣り合う開口部３５の重心間距離は、２５０μｍ以上１５００μｍ以下であり、線状部３２の幅Ｗは、２μｍ以上１５μｍ以下であり、線状導電体３１の厚さＨは、１μｍ以上３０μｍ以下である。このような発熱用導電体３０によれば、発熱用導電体３０を介した視界において発生する光芒をぼやけさせ、目立たなくさせることができる。また、発熱用導電体３０は、全体として透明に把握され、発熱用導電体３０の存在が透視性を害さない。したがって、発熱用導電体３０を有する発熱板１０を介した視界を良好にすることができる。

また、本実施の形態の発熱用導電体３０において、曲線部３３ａの長さは、２０μｍ以上である。このような発熱用導電体３０によれば、線状部３２によって発生する光芒に対する、拡幅部３３の曲線部３３ａによって発生する光芒の割合を、線状部３２によって発生する光芒をぼやけさせるのに十分な割合とすることができる。

さらに、本実施の形態の発熱用導電体３０において、曲線部３３ａは、開口部３５に向けて凹な曲線となっている。このような発熱用導電体３０によれば、線状導電体３１の拡幅部３３が曲線部３３ａとなっている発熱用導電体３０を、容易に製造することができる。

また、本実施の形態の発熱用導電体３０において、拡幅部３３の幅ｗ_２は、当該拡幅部３３に隣接する線状部３２の幅ｗ_１の５倍以上１０倍以下である。このような発熱用導電体３０において、拡幅部３３を線状部３２より十分に拡幅させながら、拡幅部３３の幅が線状部３２に対して大きすぎて、発熱用導電体３０を介した視界において、拡幅部３３が視認されてしまうことを防止することができる。

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。

上述した実施の形態では、発熱板１０が、基材フィルム２１を有している導電体付きシート２０を備える例を示したが、製造過程において基材フィルム２１を剥離させる等によって、発熱板１０中に基材フィルム２１を有さないようにしてもよい。この場合、発熱板１０の全体を薄型にすることができ、また軽量化することができる。さらに、発熱用導電体３０から生じる熱を、発熱板１０全体により早く伝達させることもできる。

前述した実施の形態において、発熱板１０が曲面状に形成されている例を示したが、この例に限られず、発熱板１０が、平板状に形成されていてもよい。

発熱板１０は、自動車１のリアウィンドウ、サイドウィンドウやサンルーフに用いてもよい。また、自動車以外の、鉄道車両、航空機、船舶、宇宙船等の乗り物の窓或いは扉の透明部分に用いてもよい。

さらに、発熱板１０は、乗り物以外にも、特に室内と室外とを区画する箇所、例えばビルや店舗、住宅の窓或いは扉の透明部分、建物の窓又は扉、冷蔵庫、展示箱、戸棚等の收納乃至保管設備の窓あるいは扉の透明部分等に使用することもできる。

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

実施例および比較例として、発熱板１０を以下のように作成した。まず、図５に示す正方格子パターンで作成した発熱用導電体３０を厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートからなる基材フィルム２１と合わせて、導電体付きシート２０を作成した。この導電体付きシート２０を、２ｍｍ厚のガラス製の基板１１，１２と、０．３８ｍｍ厚のポリビニルブチラールからなる接合層１３，１４を介して接合することで、発熱板１０とした。基板１１，１２等によって、発熱板１０における発熱用導電体３０以外の光の透過率は８０％程度である。

実施例および比較例の発熱板１０において、発熱用導電体３０における線状導電体３１の拡幅部３３の輪郭の曲率半径が１０μｍ、２０μｍ、６０μｍ、８０μｍとなっているサンプルを用意した。また、隣り合う開口部３５の重心間距離Ｄが２００μｍ、２５０μｍ、１５００μｍ、１６００μｍとなっているサンプルを用意した。線状部３２の線幅は６μｍ、線状導電体３１の厚みは７μｍとしている。曲率半径は、デジタルマイクロスコープ（キーエンス製ＶＨＸ−１００Ｆ）およびワイドレンジズームレンズ（キーエンス製ＶＨ−Ｚ１００）を用いた最大倍率（総合１０００倍、撮像範囲０．３０ｍｍ×０．２３ｍｍ）における発熱板１０の発熱用導電体３０を透過する光の画像から、上述の測定器に付属の半径測定機能によって測定した。重心間距離は、光学顕微鏡での透過照明において撮像を行い、撮像した画像において各開口部３５の重心点を決定することで、隣り合う重心点間の距離を測定した。

実施例および比較例における、発熱板１０の透視性、線見え性、および、光を当てた際の発熱板１０を介した視界における視認性を評価した。評価結果を、以下の表１に示す。透視性は、透過率を測定し、透過率が７５％以上を基準に評価した。表１の「透視性」の欄において、透過率が７５％以上となったサンプルに対して○を付し、透過率が７５％未満となったサンプルに対して×を付した。線見え性は、発熱板１０から６０ｃｍ離れて、線状導電体３１が視認されるか目視で確認した。表１の「線見え性」の欄において、線状導電体３１が視認されなかったサンプルに対して○を付し、線状導電体３１が視認されたサンプルに対して×を付した。視認性は、３ｍ離れた位置から発熱板１０に白色ＬＥＤ光源を当て、光源を観察した際に強い筋状の光となっている光芒や全方位に輝点が発生して視認性を悪化させるか目視で確認した。表１の「視認性」の欄において、視認性が大きく低下しなかったサンプルに対して○を付し、視認性が大きく低下したサンプルに対して×を付した。

透視性については、開口部３５の重心間距離が２５０μｍ以上の場合に、透過率が７５％以上となり、発熱用導電体３０を有する発熱板１０を介しても十分に明瞭な視界が得られることが確認された。一方、開口部３５の重心間距離が２００μｍでは、発熱用導電体３０を有する発熱板１０を介した視界が薄暗く観察された。これは、重心間距離が小さすぎると、線状導電体３１が密になりすぎてしまい、十分な透過率が得られないためである。

線見え性については、開口部３５の重心間距離が１５００μｍ以下の場合に、各線状導電体３１が視認されないことが確認された。一方、開口部３５の重心間距離が１６００μｍでは、線状導電体３１が視認された。これは、重心間距離が大きくなりすぎると、線状導電体３１が離れることによって各線状導電体３１が視認されやすくなってしまうためである。

光源を当てた際の視認性については、拡幅部３３の輪郭の曲率半径が２０μｍ〜６０μｍで光芒や輝点が観察されず、良好な視認性であった。一方、曲率半径が１０μｍおよび８０μｍにおいては、発熱板１０を介した視認性を悪化させる回折像が発生した。これは、曲率半径が小さすぎると、発熱用導電体３０によって生じる光芒を、拡幅部３３の曲線部３３ａによって十分にぼやけさせられることができないためであり、曲率半径が大きすぎると、曲線部３３ａによって発生する回折光が目立ってしまい、かえって視認性を悪化させるためである、と考えられる。

したがって、表１の実施例および比較例を踏まえると、実施例１〜４の範囲、具体的には、拡幅部３３の輪郭の曲率半径が２０μｍ以上６０μｍ以下であり、重心間距離が２５０μｍ以上１５００μｍ以下である場合において、発熱板１０は、透視性が高く、発熱板１０を介しても発熱用導電体３０の線状導電体３１が視認されず、光を当てた際に光芒等が生じて視認性を悪化させないことが理解される。

また、曲率半径２０μｍ、重心間距離２５０μｍとした実施例１に対し、曲率半径および重心間距離を一定にしたまま、曲線部３３ａの長さが１８μｍ、２０μｍになっているサンプルを用意し、視認性について評価した。評価結果を以下の表２に示す。表２の「視認性」の欄において、視認性が大きく低下しなかったサンプルに対して○を付し、視認性がほとんど低下しなかったサンプルに対しては◎を付した。

曲線部３３ａの長さが２０μｍになると、１８μｍの場合に比べて、視認性がよりよくなることが確認された。これは、曲線部３３ａの長さが２０μｍ以上となると、拡幅部３３による光芒を十分に発生させることができるため、線状部３２による光芒を分散させることができ、視認性がより改善されるためである。

さらに、曲率半径２０μｍ、重心間距離２５０μｍとした実施例１に対し、曲率半径および重心間距離を一定にしたまま、線状部３２の幅に対する拡幅部３３の幅の比が４，５，１０，１１になっているサンプルを用意し、線見え性および視認性について評価した。評価結果を以下の表３に示す。線見え性については、表３の「線見え性」の欄において、線状導電体３１が視界の妨げにならない程度にしか視認されなかったサンプルに対して○を付し、肉眼では視認されなかったサンプルに対して◎を付した。視認性については、表３の「視認性」の欄において、視認性が大きく低下しなかったサンプルに対して○を付し、視認性がほとんど低下しなかったサンプルに対しては◎を付した。

線状部３２の幅に対する拡幅部３３の幅の比が１０以下では、１１の場合より、線見え性が向上していることが確認された。これは、幅の比が１０より大きい場合、拡幅部３３が大きくなり線状導電体３１の交点が見えることによる線見えが発生するためである。また、線状部３２の幅に対する拡幅部３３の幅の比が５以上では、４の場合より、視認性が向上することが確認された。これは、線状部３２の幅に対する拡幅部３３の幅の比が５未満の場合、拡幅部３３を十分にとることができず、拡幅部３３による回折像が十分に発生しないためである。

１ 自動車
５ フロントウィンドウ
７ 電源
１０ 発熱板
１１ 基板
１２ 基板
１３ 接合層
１４ 接合層
１５ 配線部
２０ 導電体付きシート
２１ 基材フィルム
２５ バスバー
３０ 発熱用導電体
３１ 線状導電体
３２ 線状部
３３ 拡幅部
３３ａ 曲線部
３４ 交差部
３５ 開口部
３６ 導電性金属層
３７ 第１の暗色層
３８ 第２の暗色層

Claims (7)

1. 電圧を印加されると発熱する発熱用導電体であって、
   複数の開口部を形成するパターンで配置された複数の線状導電体を備え、
   前記線状導電体は、他の線状導電体と交差する交差部と、他の線状導電体とは独立して延びる線状部と、前記交差部と前記線状部の間において前記線状導電体の幅を拡幅させる拡幅部と、を有し、
   前記線状導電体の拡幅部は、当該線状導電体と交差する他の線状導電体の拡幅部と、その一部を共有しており、
   前記拡幅部の輪郭は、曲率半径が１５μｍ以上６０μｍ以下の曲線部を含み、
   隣り合う前記開口部の重心間距離は、２５０μｍ以上１５００μｍ以下であり、
   前記線状部の幅は、２μｍ以上１５μｍ以下であり、
   前記線状導電体の厚さは、１μｍ以上３０μｍ以下である、発熱用導電体。
2. 前記曲線部の長さは、２０μｍ以上である、請求項１に記載の発熱用導電体。
3. 前記曲線部は、前記開口部に向けて凹な曲線を含む、請求項１または２に記載の発熱用導電体。
4. 前記拡幅部の幅は、当該拡幅部に隣接する線状部の幅の５倍以上１０倍以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発熱用導電体。
5. 基材フィルムと、
   前記基材フィルム上に設けられた請求項１〜４のいずれか一項に記載の発熱用導電体と、を備える導電体付きシート。
6. 一対の基板と、
   前記一対の基板の間に、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発熱用導電体または請求項５に記載の導電体付きシートと、を備える発熱板。
7. 請求項６に記載の発熱板を備える、乗り物。

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