JP2018055942A - 発熱用導電体、導電体付きシート、発熱板、乗り物および建築物 - Google Patents

Abstract

【課題】光芒が発生する方向を調節することで、発熱用導電体を介した良好な透視性を確保する。
【解決手段】発熱用導電体３０は、電圧を印加されると発熱する発熱板に用いられる。発熱用導電体は、第１方向ｄ１に配列された複数の線状導電体３１と、第１方向ｄ１と非平行な第２方向ｄ２に配列された複数の線状導電体３２と、を有する。少なくとも一つの線状導電体は、非直線状に延びている。線状導電体が任意の位置において延びる方向ｄｅが線状導電体の両端を結ぶ方向ｄｓに対してなす角度θαは、４０°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および建築物に関する。

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（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。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。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源、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。

線状導電体が規則的で単純なパターンで配置されている場合に、光芒が強く観察される。これは、線状導電体の配列が単調となり、光源からの光が特定の方向にしか回折されなくなるためと考えられる。そこで、光芒を目立たなくさせることを目的として、回折光を全方位に分散させることを検討した。例えば図１３に示された発熱用導電体では、線状導電体が不規則的に配列されている。図１４には、図１３の発熱用導電体のパターンを高速フーリエ変換した画像が示されている。図１４に示された画像は、線状導電体が規則的に配置されている方向が存在しないことを示している。したがって、図１３に示された発熱用導電体によれば、透過光を全方位に概ね均等に回折することができる。しかしながら、実際に発熱用導電体を介して光源を確認したところ、図１５に示すように、光源の回りに全方位に輝点が分散して視認され、結果として、光源の周囲における発熱用導電体の透視性が著しく劣化してしまった。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、光芒の発生を制御することで、発熱用導電体に良好な透視性を付与することを目的とする。

本発明による第１の発熱用導電体は、
電圧を印加されると発熱する発熱板に用いられる発熱用導電体であって、
第１方向に配列された複数の線状導電体と、前記第１方向と非平行な第２方向に配列された複数の線状導電体と、を備え、
少なくとも一つの線状導電体は、非直線状に延びており、当該線状導電体が任意の位置において延びる方向が当該線状導電体の両端を結ぶ方向に対してなす角度は、４０°以下である。

本発明による第２の発熱用導電体は、
電圧を印加されると発熱する発熱板に用いられる発熱用導電体であって、
第１方向に配列された複数の線状導電体と、前記第１方向と非平行な第２方向に配列された複数の線状導電体と、を備え、
前記線状導電体の両端を結ぶ方向が、水平方向に対してなす角度は、３０°以上６０°以下である。

本発明による第３の発熱用導電体は、
電圧を印加されると発熱する発熱板に用いられる発熱用導電体であって、
第１方向に配列された複数の線状導電体と、前記第１方向と非平行な第２方向に配列された複数の線状導電体と、を備え、
前記線状導電体の幅は、２μｍ以上１５μｍ以下である。

上述した本発明による発熱用導電体のいずれかにおいて、少なくとも一つの線状導電体は、非直線状に延びており、当該線状導電体が任意の位置において延びる方向が当該線状導電体の両端を結ぶ方向に対してなす角度は、４０°以下であるようにしてもよい。

上述した本発明による発熱用導電体のいずれかにおいて、前記線状導電体の幅は、２μｍ以上１５μｍ以下であるようにしてもよい。

本発明による導電体付きシートは、
上述した本発明による発熱用導電体のいずれかと、
前記パターン導電体を支持する基材フィルムと、を備える。

本発明による発熱板は、
一対の基板と、
前記一対の基板の間に設けられた、上述した本発明による発熱用導電体のいずれか又は上述した本発明による発熱板のいずれかと、を備える。

本発明による乗り物は、上述した本発明による発熱板のいずれかを備える。

本発明による建築物は、上述した本発明による発熱板のいずれかを備える。

本発明によれば、光芒が発生する方向を調節することで、発熱用導電体を介した良好な透視性を確保することができる。

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、発熱板に含まれた導電体付きシートをその法線方向から示す平面図である。 図５は、図４の導電体付きシートに含まれた発熱用導電体を拡大して示す図である。 図６は、図４に示された発熱用導電体をなす線状導電体の配置パターンを高速フーリエ変換した画像を示している。 図７は、図４に示された発熱用導電体を含む発熱板を実際に作製し、当該発熱板を介して光源を撮影した写真である。 図８は、図５に対応する図であって、発熱用導電体の一変形例を説明するための図である。 図９は、図５に対応する図であって、発熱用導電体の他の変形例を説明するための図である。 図１０は、図５に対応する図であって、一参考例としての発熱用導電体を示す図である。 図１１は、図６に対応する図であって、図１０に示された発熱用導電体をなす線状導電体の配置パターンを高速フーリエ変換した画像を示している。 図１２は、図７に対応する図であって、図１０に示された発熱用導電体を含む発熱板を実際に作製し、当該発熱板を介して光源を撮影した写真である。 図１３は、図５に対応する図であって、他の参考例としての発熱用導電体を示す図である。 図１４は、図６に対応する図であって、図１３に示された発熱用導電体をなす線状導電体の配置パターンを高速フーリエ変換した画像を示している。 図１５は、図７に対応する図であって、図１３に示された発熱用導電体を含む発熱板を実際に作製し、当該発熱板を介して光源を撮影した写真である。

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９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に示した例では、発熱板１０は三次元的に湾曲しているが、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を平板状にて図示している。

また、図２及び図３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」、ＪＩＳＫ０１１５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。

図４に示すように、発熱用導電体３０は、複数の線状導電体３１が多数の開口部３４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、線状部３２と交差部３３とを有する。線状部３２は、２つの交差部３３と隣接して設けられ、２つの交差部３３を接続している。すなわち、一つの線状導電体３１において、線状部３２と交差部３３は交互に配置されている。交差部３３は、線状導電体３１が他の線状導電体と交差する位置に設けられている。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と交差部を共有する。すなわち、一つの交差部３３は、二つの線状導電体３１に含まれ得ることになる。

図４に示すように、発熱用導電体３０は、第１方向ｄ１に配列された線状導電体３１の第１群１Ｇと、第２方向ｄ２に配列された線状導電体３１の第２群２Ｇと、を含んでいる。第１群１Ｇに含まれる複数の線状導電体３１１は、第１方向ｄ１に互いから離間して配置されている。複数の線状導電体３１１は、概ね一定の間隔で、第１方向ｄ１に配列されている。したがって、第１群１Ｇに含まれた複数の線状導電体３１１は、概ね、第１方向ｄ１と直交する方向に延びる。一方、第２群２Ｇに含まれる複数の線状導電体３１２は、第２方向ｄ２に互いから離間して配置されている。複数の線状導電体３１２は、概ね一定の間隔で、第２方向ｄ２に配列されている。したがって、第２群２Ｇに含まれた複数の線状導電体３１２は、概ね、第２方向ｄ２と直交する方向に延びる。

第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２は、非平行となっている。とりわけ、図示された例において、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２は、直交している。したがって、第１群１Ｇに含まれた複数の線状導電体３１１は、概ね、第２方向ｄ２に延びている。また、第２群２Ｇに含まれた複数の線状導電体３１２は、概ね、第１方向ｄ１に延びている。

また、少なくとも一つの線状導電体３１は、非直線状に延びている。ここで線状導電体３１が非直線状に延びるとは、当該線状導電体３１が、その両端に亘った全域を直線状として延びていないことを意味する。したがって、線状導電体３１が、少なくともその一部分において、曲線に沿って、又は、折れ線に沿って延びることを含む。そして、非直線状に延びる線状導電体が任意の位置において延びる方向ｄｅ（図５参照）が当該線状導電体の両端（図示された例ではバスバー２５への接続位置）を結ぶ方向ｄｓ（図５参照）に対してなす角度θα（図５参照）は、５°以上４０°以下となっている。また、線状導電体の両端を結ぶ方向ｄｓが、水平方向ｄｈ（図５参照）に対してなす角度は、３０°以上６０°以下となっている。線状導電体３１が曲線状に延びている部分での「延びる方向」とは、当該位置での接線の方向とする。

図示された例においては、全ての線状導電体３１が、非直線状に延びている。各線状導電体３１は、その両端間の全域に亘って、サインカーブをなすパターンで延びている。また、図示された例において、各線状導電体が任意の位置において延びる方向ｄｅが当該線状導電体３１の両端を結ぶ方向ｄｓ（図４参照）に対してなす角度θα（図５参照）は５°以上４０°以下となっている。さらに、図示された例において、各線状導電体の両端を結ぶ方向ｄｓが、水平方向に対してなす角度θβは、３０°以上６０°以下となっている。

以上の構成より、複数の線状導電体３１は、多数の開口部３４を画成している。そして、図４及び図５に示すように、図示された例では、交差部３３において、四つの線状部３２が接続され、一つの開口部３４は、四つの線状部３２によって区画されている。また、発熱用導電体３０のパターンは、正方格子の規則性を崩したパターンとなっている。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。

ただし、図４及び図５に示された線状導電体３１の配置パターンは例示に過ぎず、種々の変更が可能である。例えば、図８や図９に示されたパターンを採用するようにしてもよい。変更された線状導電体３１の配置パターンで作製された発熱用導電体３０においても、後述するように、角度θαおよび角度θβが所定の条件を満たすことで優れた作用効果を奏することができる。

図８及び図９に示された例では、線状導電体３１は、正方格子パターンｐｘを崩したパターンにて配置されている。図８に示された線状導電体３１の配置パターンは、点線で示された正方格子パターンｐｘの交点ｃｐの位置を不規則的にずらすことで作成され得る。図８に示された発熱用導電体３０の交差部３３は、正方格子パターンｐｘの対応する交点ｃｐを、第１方向ｄ１および第２方向ｄ２のそれぞれに乱数表から選択された距離だけずらすようにして、決定され得る。また、図８に示された例とは異なり、発熱用導電体３０の交差部３３の位置を、正方格子パターンの交点の位置を規則的にずらすことで、発熱用導電体３０のパターンを決定してもよい。

図９に示された線状導電体３１の配置パターンは、正方向格子パターンｐｘの交点ｃｐで接続されるべき四つの線状部３２を二つずつ別の位置で接続させ、さらに、第１組の二つの線状部３２の接続位置と第２組の二つの線状部３２の接続位置とを、追加した線状部３２で繋いでいる。一組の線状部３２の接続位置と他の組の線状部３２の接続位置は、それぞれ、正方格子パターンｐｘの交点ｃｐから規則的または不規則的にずらした位置とすることができる。

各開口部３４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３４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３４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３４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３４の重心間距離Ｄは２５０μｍ以上となっていることが好ましい。

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％以下程度と高くすることができる。また、線状導電体３１の線幅Ｗ、すなわち、発熱板１０の板面に沿った幅Ｗは、２μｍ以上１５μｍ以下程度とすることができる。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、全体として矩形状の断面を有している。線状導電体３１の幅Ｗを２μｍ以上１５μｍ以下とした場合、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６０μｍ以下とすることができる。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発熱用導電体３０を効果的に不可視化することができるとともに、例えば車両用の発熱板として、発熱に適した電気抵抗を確保することができる。

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。

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源、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が、光芒として、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。

本件発明者らは、光芒の発生について鋭意検討を重ねた結果として、光芒をなす光の筋が発生する方向は、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。すなわち、光芒として視認される光の筋は、発熱板を透過する光が線状導電体によって回折することで発生する。

この点は、図１０に示されたパターンの発熱用導電体１３０によっても実証される。図１０に示された発熱用導電体１３０では、開口部１３４が正方格子状に配列されるよう、直線状に延びる線状導電体１３１が配置されている。図１１には、この線状導電体１３１の配置パターンを高速フーリエ変換した画像が示されている。図１１の画像では、異なる方向に細長く延びる二つの白線部分ｗｌが出現している。図１１の画像は、この白線部分ｗｌが延びる方向に、線状導電体３１が配列されていることを表している。そして、実際に、図１０の示されたパターンで線状導電体１３１が配列されてなる発熱用導電体１３０を含む発熱板を作製し、作製された発熱用導電体１３０を介して光源（自動車のヘッドライト）ＬＳを観察してみた。図１２は、観察状態を示す写真である。この観察において、光芒が、直線状の線状導電体の長手方向に直交する方向に延びる二つの筋ｌｂとして、観察された。光芒をなす筋ｌｂは、極めて目立ち、観察者の注意力を散漫にさせものであるとともに、光芒をなす筋ｌｂは、極めて明るく、光源ＬＳとともに観察者の視界を狭めた。とりわけ車両に用いられる発熱板として不適であった。

以上のように、視認される光芒は、線状導電体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。発熱板に線状導電を配置する以上、回折光を発生させないことは不可能である。そこで、本件発明者らは、さらに鋭意を重ね、発熱用導電体３０をなす線状導電体３１の向きを不規則化することにより、回折光を分散させて光芒を目立たなくすることを試みた。

まず、図１３に示された発熱用導電体２３０では、線状導電体２３１が、ボロノイメッシュパターンにて配列されている。したがって、発熱用導電体２３０によって画成された開口部２３４は、不規則的に配列されている。図１４には、この線状導電体２３１の配置パターンを高速フーリエ変換した画像が示されている。図１４の画像からも、回折光が分散していることが、理解される。このような図１３に示されたパターンで線状導電体２３１が配列されてなる発熱用導電体２３０を含む発熱板を作製し、作製された発熱用導電体２３０を介して光源（自動車のヘッドライト）ＬＳを観察してみた。図１５は、観察状態を示す写真である。この観察において、独立して認識される多数の光の輝点が全方位に観察され、この結果として、光源の周囲が広い領域で明るく観察された。このような現象は、視界を大幅に狭め、とりわけ車両に用いられる発熱板として不適といえる。

一方、本実施の形態の発熱用導電体３０は、図５に示すように、第１方向ｄ１に配列された複数の線状導電体３１１と、第１方向ｄ１と非平行な第２方向ｄ２に配列された複数の線状導電体３１２と、を有している。第１方向ｄ１に配列された第１群１Ｇの線状導電体３１は、特定の方向（図示された例では第２方向ｄ２）を中心とする制限された角度範囲内の方向に延びている。同様に、第２方向ｄ２に配列された第２群２Ｇの線状導電体３１は、別の特定の方向（図示された例では第１方向ｄ１）を中心とする制限された角度範囲内の方向に延びるようになる。図６には、この線状導電体３１の配置パターンを高速フーリエ変換した画像が示されている。図６に示された画像は、線状導電体３１が、或る程度の幅を持った限られた範囲内の方向に配列されていることを示している。

さらに、線状導電体３１の少なくとも一つが、非直線状に延びている。前述のように、光源からの光が回折される方向は、線状導電体３１が延びる方向に直交する方向となる。したがって、非直線状に延びる線状導電体３１で回折される方向は、当該線状導電体３１の長手方向に沿った各位置で変化することになる。このような線状導電体３１の配置によれば、光源ＬＳからの光が回折される方向は、全方位とはならず、限られた範囲内で分散する。とりわけ、本実施の形態において、当該線状導電体３１が任意の位置において延びる方向が当該線状導電体３１の両端を結ぶ方向ｄｓに対してなす角度θαが、５°以上４０°以下となっている。この特徴によれば、光源ＬＳからの光が回折される方向、すなわち光芒として認識される光の筋が延びる方向が、全方位とはならず、且つ、限られた範囲内で分散される。このため、或る方向に極めて明るい光の細くて強い筋が出現することを効果的に回避することができる。また、全方位に出現する回折光が存在しないため、発熱用導電体３０越しに視認される光源ＬＳの全周囲が明るく観察されることを効果的に防止することができる。これにより、光芒を効果的に目立たなくさせることができる。

なお、このような効果をより効果的に確保する観点から、線状導電体３１が任意の位置において延びる方向が当該線状導電体３１の両端を結ぶ方向ｄｓに対してなす角度θαが、５°以上４０°以下となっていることがより好ましく、１０°以上３０°以下となっていることがさらに好ましい。

実際に、図５に示されたパターンで線状導電体３１が配列されてなる発熱用導電体３０を含む発熱板１０を作製し、作製された発熱用導電体３０を介して光源（自動車のヘッドライト）ＬＳを観察してみた。図７に観察結果を示す。図７に示された結果では、光芒を効果的に目立たなくさせることができている。

また、本実施の形態の発熱用導電体３０では、線状導電体３１の両端を結ぶ方向ｄｓが、水平方向ｄｈに対してなす角度は、３０°以上６０°以下となっている。したがって、第１方向ｄ１に配列された第１群１Ｇの線状導電体３１は、特定の方向を中心とする制限された角度範囲内の方向、主として水平方向に対して３０°以上６０°以下となる角度範囲内の方向に延びる。同様に、第２方向ｄ２に配列された第２群２Ｇの線状導電体３１も、特定の方向を中心とする制限された角度範囲内の方向、主として水平方向に対して３０°以上６０°以下となる角度範囲内の方向に延びる。一方、光源ＬＳからの光が回折される方向は、線状導電体３１の長手方向に直交する方向となる。したがって、光源ＬＳからの光は、第１群１Ｇまたは第２群２Ｇに含まれる線状導電体３１によって、典型的には、鉛直方向に対して３０°以上６０°以下となる角度範囲内の方向に回折される。そして、このような方向への回折光が、光芒として視認される。しかしながら、光芒としての光の筋が延びる方向が、主として、鉛直方向に対して３０°以上６０°以下となる角度範囲内であれば、発熱用導電体を介した透視性を良好に確保することができた。光源ＬＳの上下および左右には、光の筋が延びないことになり、良好な透視性が得られる。とりわけ、乗り物１に適用される発熱板１０においては、発熱用導電体３０越しに光源ＬＳが存在したとしても、当該発熱用導電体３０を介した透視性を十分とすることができる。

なお、このような効果をより効果的に確保する観点から、線状導電体３１の両端を結ぶ方向ｄｓが水平方向ｄｈに対してなす角度θβは、３５°以上５５°以下となっていることがより好ましく、４０°以上５０°以下となっていることがさらに好ましい。

また、光芒が問題となる発熱板１０の用途においては、線状導電体３１の存在が視認されることも、透視性の低下を招く原因となる。一方、本実施の形態の発熱用導電体３０では、線状導電体３１の幅は、２μｍ以上１５μｍ以下となっている。このような線状導電体によれば、他の前述した構成（開口部の重心間距離の長さ、線状導電体の厚さ）との組み合わせにおいて、十分な発熱機能を発揮する線状導電体３１を効果的に不可視化することができる。これにより、当該発熱用導電体３０を介した透視性を十分とすることができる。なお、導電性と不可視化とを両立する観点から、線状導電体３１の幅は、３μｍ以上１０μｍ以下となっていることがより好ましく、４°以上６°以下となっていることがさらに好ましい。

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および交差部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。

以上のような一実施の形態において、発熱用導電体３０は、第１方向ｄ１に配列された複数の線状導電体３１と、第１方向ｄ１と非平行な第２方向ｄ２に配列された複数の線状導電体３１と、を有している。そして、少なくとも一つの線状導電体３１は、非直線状に延びている。また、当該線状導電体３１が任意の位置において延びる方向ｄｅが当該線状導電体３１の両端を結ぶ方向ｄｓに対してなす角度θαは、４０°以下となっている。このような発熱用導電体３０によれば、光源ＬＳからの光が回折される方向は、全方位とはならず、限られた範囲内となる。すなわち光芒として認識される光の筋が延びる方向が、全方位とはならず、限られた範囲内で分散する。このため、或る方向に極めて明るい光の筋が出現することを効果的に回避することができる。また、全方位に出現する回折光が存在しないため、発熱用導電体３０越しに視認される光源ＬＳの全周囲が明るく観察されることを効果的に防止することができる。これらにより、光芒を効果的に目立たなくさせることができる。

また、以上のような一実施の形態において、発熱用導電体３０は、第１方向ｄ１に配列された複数の線状導電体３１と、第１方向ｄ１と非平行な第２方向ｄ２に配列された複数の線状導電体３１と、を有している。そして、線状導電体３１の両端を結ぶ方向ｄｓが、水平方向ｄｈに対してなす角度は、３０°以上６０°以下となっている。このような本実施の形態において、発熱用導電体３０越しに存在する光源ＬＳからの光は、第１群１Ｇまたは第２群２Ｇに含まれる線状導電体３１によって、典型的には、鉛直方向に対して３０°以上６０°以下となる角度範囲内の方向に回折される。したがって、このような方向への回折光が、光芒として視認され得る。しかしながら、光芒としての光の筋が延びる方向が、主として、鉛直方向に対して３０°以上６０°以下となる角度範囲内であれば、発熱用導電体３０を介した透視性を良好に確保することができた。とりわけ、光源ＬＳの上下および左右には、光の筋が延びないことになり、良好な透視性が得られる。乗り物１に適用される発熱板においては、このような発熱用導電体３０越しに光源ＬＳが存在したとしても、当該発熱用導電体３０を介した透視性を十分とすることができる。

さらに、以上のような一実施の形態において、発熱用導電体３０は、第１方向ｄ１に配列された複数の線状導電体３１と、第１方向ｄ１と非平行な第２方向ｄ２に配列された複数の線状導電体３１と、を有している。光芒が問題となる発熱板１０の用途においては、線状導電体３１の存在が視認されることも、透視性の低下を招く原因となり得る。本実施の形態において、線状導電体３０の幅Ｗは、２μｍ以上１５μｍ以下となっている。このような線状導電体３０によれば、他の前述した構成（開口部の重心間距離の長さ、線状導電体の厚さ）との組み合わせにおいて、十分な発熱機能を発揮する線状導電体３１を効果的に不可視化することができる。これにより、発熱用導電体３０を介した透視性を十分とすることができる。

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。

発熱板のサンプルを以下のように作製した。まず、ポリエチレンテレフタレート製で厚さ５０μｍの基材上に、図５に示されたパターンで発熱用導電体を作製した。作製された発熱用導電体は、非平行な二方向にそれぞれ（数値）μｍのピッチで配置された線状導電体を有するようにした。各線状導電体のパターンをサインカーブとした。ただし、作製されたサンプル間で、線状導電体が任意の位置において延びる方向が当該線状導電体の両端を結ぶ方向に対してなす角度θα〔°〕（図５参照）を、表１に示すように変化させた。また、サンプルを設置した際に、線状導電体の両端を結ぶ方向が、水平方向に対してなす角度θβ〔°〕（図５参照）を、表１に示すように変化させた。なお、線状導電体の配列方向は、設置した際に水平方向となる方向に直交する方向を中心として、対称となるようにした。

以上のようにして作製された導電体付きシートを、２ｍｍ厚のガラス製の基板と、０．３８ｍｍ厚のポリビニルブチラールからなる接合層を介して接合することで、発熱板を作製した。

なお、角度θβ〔°〕及び角度θβ〔°〕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、最大倍率（総合１０００倍、撮像範囲０．３０ｍｍ×０．２３ｍｍ）にて、透明照明により、各サンプルを観察して測定した。角度を測定するにあたり、付属の計測機能である、エッジ自動検出機能を併用した。

各発熱板から３ｍ離れた位置にて白色ＬＥＤを発光させ、当該発熱板から６０ｃｍ逆側に離れた位置にて、発光したＬＥＤを当該発熱板越しに観察した。結果を表１に示す。表１の視認性の欄において、光芒と認識される眩しく光る筋が観察されて視認性が悪かったサンプル及びＬＥＤの周囲となる全方位に眩しく光る輝点が多数観察されて視認性が非常に悪かったサンプルに対して「×」を付した。また、光芒と認識される筋が観察されたが筋の明るさや方向に依存して視認性が大きく低下しなかったサンプルや、光芒と認識される筋やＬＥＤ周囲の輝点が観察されなかったサンプルに対して、表１の「視認性」の欄に「○」を付した。

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 交差部
３４ 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 (8)

1. 電圧を印加されると発熱する発熱板に用いられる発熱用導電体であって、
   第１方向に配列された複数の線状導電体と、前記第１方向と非平行な第２方向に配列された複数の線状導電体と、を備え、
   少なくとも一つの線状導電体は、非直線状に延びており、当該線状導電体が任意の位置において延びる方向が当該線状導電体の両端を結ぶ方向に対してなす角度は、４０°以下である、発熱用導電体。
2. 電圧を印加されると発熱する発熱板に用いられる発熱用導電体であって、
   第１方向に配列された複数の線状導電体と、前記第１方向と非平行な第２方向に配列された複数の線状導電体と、を備え、
   前記線状導電体の両端を結ぶ方向が、水平方向に対してなす角度は、３０°以上６０°以下である、発熱用導電体。
3. 少なくとも一つの線状導電体は、非直線状に延びており、当該線状導電体が任意の位置において延びる方向が当該線状導電体の両端を結ぶ方向に対してなす角度は、４０°以下である、請求項２に記載の発熱用導電体。
4. 前記線状導電体の幅は、２μｍ以上１５μｍ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. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の発熱用導電体と、
   前記パターン導電体を支持する基材フィルムと、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または請求項５に記載の導電体付きシートと、を備えた、発熱板。
7. 請求項６に記載の発熱板を備えた、乗り物。
8. 請求項６に記載の発熱板を備えた、建築物。