JP2020167106A - ヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】高温高湿の環境において、給電用電極に起因して導電膜に発生するクラックを抑制する観点から有利なヒータを提供する。【解決手段】ヒータ１ａは、樹脂製の基材１０と、発熱体である導電膜２０と、給電用電極３０とを備える。導電膜２０は、基材の主面に沿って形成されている。給電用電極３０は、導電膜２０に電気的に接続されており、導電膜２０の表面Ｆに沿って延びている。給電用電極３０は、突出部３５を有する。突出部３５は、導電膜２０の表面Ｆに沿って突出している。突出部３５は、突出部３５の底面３５ｂの端３５ｅと、端３５ｅから底面３５ｂに沿って突出部３５の付け根３５ｒに向かって８μｍ離れた位置３５ｑとの間において、１０〜５００ｎｍの最大厚みを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、ヒータに関する。

従来、発熱体として導電膜を備えたヒータが知られている。

例えば、特許文献１には、発熱抵抗体としてＩＴＯ膜を備えた、透明導電膜ヒータが記載されている。透明導電膜ヒータにおいて、透明樹脂基体の表面とＩＴＯ膜との間に特定の膜厚の二酸化シリコン膜が形成されている。二酸化シリコン膜が応力バランス層として機能し、高温加熱時においても、透明樹脂基体とＩＴＯ膜との熱膨張係数差などに起因する剥離又はクラック現象が防止される。

特許文献２には、透明面状ヒータが記載されている。透明面状ヒータにおいて、透明基板上に設けられた透明導電膜が発熱面として使用される。透明導電膜は、窒化物及び／又は炭化物からなる透明薄膜層と実質的に透光性の金属層とを少なくとも各１層ずつ積層したものである。透明面状ヒータは、透明導電膜に通電するための一対の金属電極を備える。透明面状ヒータは、透明導電膜上に設けられた金属からなり実質的に透光性の電極下地層を有する。金属電極は、電極下地層上に形成されている。

特許文献３には、面状透明ヒータが記載されている。面状透明ヒータは、透明導電層、金属電極層、及び透明保護層を備える。面状透明ヒータにおいて、透明導電層に電圧を印加するための電極がドライプロセスとウェットプロセスとを組み合わせて形成される。ドライプロセスは真空成膜法を基本とし、ウェットプロセスは無電解メッキ又は電解メッキを基本とする。

特開２００７−２２０６３６号公報 特開平６−３３８３８１号公報 特開平６−２８３２６０号公報

高温高湿の環境に置かれた場合に、ヒータが正常な温度上昇を示さないことがある。この現象には、高温高湿の環境において、給電用電極に起因する、発熱体である導電膜に発生するクラックが影響を及ぼしていると考えられる。特許文献１〜３に記載の技術は、高温高湿の環境において、給電用電極に起因する、発熱体である導電膜に発生するクラックを抑制する観点から再検討の余地を有する。そこで、本発明は、高温高湿の環境において、給電用電極に起因する導電膜に発生するクラックを抑制する観点から有利なヒータを提供する。

本発明は、
樹脂製の基材と、
前記基材の主面に沿って形成された、発熱体である導電膜と、
前記導電膜に電気的に接続されており、前記導電膜の表面に沿って延びている給電用電極と、を備え、
前記給電用電極は、前記導電膜の表面に沿って突出している突出部を有し、
前記突出部は、前記突出部の底面の端と、前記端から前記底面に沿って前記突出部の付け根に向かって８μｍ離れた位置との間において、１０〜５００ｎｍの最大厚みを有する、
ヒータを提供する。

上記のヒータは、高温高湿の環境において、給電用電極に起因する導電膜に発生するクラックを抑制する観点から有利である。

図１は、本発明に係るヒータの一例を示す平面図である。 図２は、図１のII-II線に沿ったヒータの断面図である。 図３は、ヒータ付物品の一例を示す断面図である。 図４Ａは、本発明に係るヒータの別の一例を示す断面図である。 図４Ｂは、本発明に係るヒータのさらに別の一例を示す断面図である。 図４Ｃは、本発明に係るヒータのさらに別の一例を示す断面図である。 図５は、本発明に係るヒータのさらに別の一例を示す断面図である。

発熱体として導電膜を備えたヒータの作製において、例えば、樹脂製の基材の主面に沿って導電膜が形成され、導電膜に電気的に接続された給電用電極が形成される。ヒータの環境が、高温高湿である場合、樹脂製の基材が吸湿及び加温により膨張する。このとき、導電膜は、基材の膨張に伴い、膨張する。ヒータが高温高湿の環境に置かれた場合に、ヒータが正常な温度上昇を示さないことがある。本発明者らは、この原因が、高温高湿の環境において、給電用電極に起因してヒータの導電膜に発生するクラックにあるのではないかと考えた。給電用電極は、導電膜に比べて大きな厚みを有するので導電膜の膨張に従って伸長しにくく、ヒータにおいて給電用電極の底面の端には高い応力集中が生じやすい。これにより、高温高湿の環境において、給電用電極に起因してヒータの導電膜にクラックが発生しやすく、ヒータの正常な温度上昇が損なわれるのではないかと本発明者らは考えた。そこで、本発明者らは、高温高湿の環境において、給電用電極に起因してヒータの導電膜に発生するクラックを抑制できる技術について鋭意検討を重ねた。その結果、本発明者らは、給電用電極を所定の形状に形成することが、高温高湿の環境において導電膜に発生するクラックを抑制するうえで有利であることを遂に見出し、本発明に係るヒータを案出した。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、下記の説明は、本発明を例示的に説明するものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるわけではない。

図１及び図２に示す通り、ヒータ１ａは、樹脂製の基材１０と、発熱体である導電膜２０と、給電用電極３０とを備えている。導電膜２０は、基材１０の主面に沿って形成されている。給電用電極３０は、導電膜２０に電圧を印加するために、導電膜２０に電気的に接続されており、導電膜２０の表面に沿って延びている。給電用電極３０は、突出部３５を有する。突出部３５は、導電膜２０の表面Ｆに沿って突出している。突出部３５は、突出部３５の底面３５ｂの端３５ｅと、端３５ｅから底面３５ｂに沿って突出部３５の付け根３５ｒに向かって８μｍ離れた位置３５ｑとの間において、１０〜５００ｎｍの最大厚みを有する。端３５ｅは、典型的には、導電膜２０の表面に沿って線状に延びている。

図２に示す通り、突出部３５は、厚み方向において底面３５ｂから離れて形成された上面３５ｃを有する。突出部３５は、例えば、底面３５ｂの基部３５ｈから端３５ｅまで延びる底面３５ｂと、端３５ｅから上面３５ｃの端３５ｇまで延びている端面と、端３５ｇから付け根３５ｒまで延びている上面３５ｃと、付け根３５ｒを含む底面３５ｂに垂直な面Ｈとによって囲まれた部分である。基部３５ｈは、付け根３５ｒを含む底面３５ｂに垂直な面Ｈと、底面３５ｂとが交差した部分である。

突出部３５がこのように形成されていることにより、高温高湿の環境において、突出部３５の底面３５ｂの端３５ｅでは、応力集中が抑制される。このため、ヒータ１ａによれば、高温高湿の環境において、給電用電極３０に起因して導電膜２０に発生するクラックを抑制できる。

端３５ｅと位置３５ｑとの間の領域Ｄにおける突出部３５の最大厚みは、２０ｎｍ以上であってもよく、５０ｎｍ以上であってもよく、１００ｎｍ以上であってもよい。端３５ｅと位置３５ｑとの間の領域Ｄにおける突出部３５の最大厚みは、４５０ｎｍ以下であってもよく、４００ｎｍ以下であってもよく、３５０ｎｍ以下であってもよく、３００ｎｍ以下であってもよく、２５０ｎｍ以下であってもよく、２００ｎｍ以下であってもよい。

突出部３５が突出する方向は、特定の方向に限定されない。図１に示す通り、突出部３５は、例えば、導電膜２０の表面Ｆに沿って長手方向にストリップ状に延びており、突出部３５は、長手方向と垂直な方向に突出している。端３５ｅは、例えば、突出部３５の先端に位置している。

端３５ｅと位置３５ｑとの間において突出部３５が１０〜５００ｎｍの最大厚みを有する限り、突出部３５の厚みは、端３５ｅと位置３５ｑとの間において、一定であってもよいし、変動していてもよい。

端３５ｅと位置３５ｑとの間において、突出部が１０〜５００ｎｍの最大厚みを有する限り、突出部３５の底面以外の表面の態様は、特定の態様に限定されない。図１に示す通り、突出部３５は、突出部３５の底面３５ｂと略平行に延びている上面を有していてもよい。

給電用電極３０は、例えば、０．５μｍより大きい最大厚みを有する。これにより、ヒータ１ａが高い昇温速度で発熱しやすい。

給電用電極３０の最大厚みは、１μｍ以上であってもよく、２μｍ以上であってもよく、５μｍ以上であってもよい。給電用電極３０の最大厚みは、例えば５ｍｍ以下であり、１ｍｍ以下であってもよく、７００μｍ以下であってもよい。

給電用電極３０の幅は、特定の値に限定されない。給電用電極３０の幅は、例えば０．５〜５０ｍｍである。これにより、ヒータ１ａが高い昇温速度で発熱しやすい。給電用電極３０の幅は、１ｍｍ以上であってもよく、１０ｍｍ以上であってもよく、２０ｍｍ以上であってもよい。給電用電極３０の幅は、４０ｍｍ以下であってもよく、３５ｍｍ以下であってもよい。

突出部３５の幅、すなわち、突出部３５の突出長さは、特定の値に限定されない。突出部３５の幅は、例えば１０μｍ〜１００００μｍである。これにより、より確実に、高温高湿の環境において、突出部３５の底面３５ｂの端３５ｅにおいて応力集中が抑制される。加えて、突出部３５を形成するための材料の使用量を少なくできる。突出部３５の幅は、５０μｍ以上であってもよく、１００μｍ以上であってもよい。突出部３５の幅は、５００μｍ以下であってもよく、１０００μｍ以下であってもよい。

図２に示す通り、給電用電極３０は、例えば、第一層３０ａと、第二層３０ｂとを有する。第二層３０ｂは、第一層３０ａの上に形成されている。突出部３５は、第一層３０ａによって形成されている。この場合、第一層３０ａを形成する条件を調整することにより、突出部３５を所望の状態に形成しやすい。第二層３０ｂをなす材料は、第一層３０ａをなす材料と同一であってもよいし、異なっていてもよい。なお、給電用電極３０は、その内部に明確な層同士の界面を有することなく、一体的に形成されていてもよい。

第一層３０ａの厚みと第二層３０ｂの厚みとの関係は特定の関係に限定されない。例えば、第二層３０ｂの、突出部３５の付け根３５ｒに接する部分の厚みは、突出部３５の最大厚みよりも大きい。

給電用電極３０は、例えば、金属を含んでいる。給電用電極３０に含まれる金属は、特定の金属に限定されない。給電用電極３０に含まれる金属は、例えば、銅、モリブデン、アルミニウム、銀、金、白金、鉄、ニッケル、クロム、及びパラジウムからなる群より選ばれる少なくとも１つである。

図１及び２に示す通り、ヒータ１ａは、例えば、一対の給電用電極３０を備えている。一対の給電用電極３０は、例えば、長手方向に互いに平行に延びている。一対の給電用電極３０は、例えば、導電膜２０の表面Ｆに沿って長手方向に垂直な方向における導電膜２０の両端部の上に配置されている。例えば、一対の給電用電極３０に所定の電圧が印加され、導電膜２０が発熱する。

基材１０は、例えば、可視光又は近赤外光等の所定の波長の光に対して透明性を有する。基材１０の厚みは、特定の厚みに限定されない。基材１０の厚みは、透明性、強度、及び取り扱い易さの観点から、例えば、１０〜２００μｍである。基材１０の厚みは、２０〜１８０μｍであってもよく、３０〜１６０μｍであってもよい。

基材１０の材料は、特定の材料に限定されない。基材１０は、例えば、有機ポリマーを含む。有機ポリマーは、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、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、及び芳香族ポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つである。

基材１０の主面は、例えば、中間層によって覆われていてもよい。中間層は、例えば、硬化物をなす有機高分子と、その硬化物に分散している無機物粒子とを含有している。この場合、基材１０に対する導電層２０の密着性が高くなりやすい。

導電膜２０は、例えば、金属及び金属化合物の少なくとも１つを含む。これにより、ヒータ１ａが所望の出力を発揮しやすい。

導電膜２０に含まれる金属は、特定の金属に限定されない。導電膜２０に含まれる金属は、例えば、銅、ニッケル、クロム、パラジウム、鉛、白金、金、及び銀からなる群より選択される少なくとも１つである。導電膜２０に含まれる金属化合物は、特定の金属化合物に限定されない。導電膜２０に含まれる金属化合物は、例えば、金属酸化物又は金属窒化物である。

導電膜２０は、例えば、波長９１０ｎｍ以上の所定の波長λ_pの光に対し透明である。この場合、波長λ_pの光を通信又はセンシング等に使用する装置又はシステムに、ヒータ１ａを適用できる。本明細書において「所定の波長λ_pの光に対し透明である」とは、典型的には、波長λ_pの光の透過率が６０％以上であることを意味する。

導電膜２０は、望ましくは、酸化インジウムを含む。この場合、導電膜２０の比抵抗が低くなりやすい。導電膜２０は、酸化インジウムを主成分として含んでいてもよい。なお、本明細書において、「主成分」とは質量基準で最も多く含まれている成分を意味する。

導電膜２０は、多結晶体を含んでいてもよい。このことは、導電膜２０に所望の特性をもたらすために有利である。例えば、導電膜２０が多結晶体であると、導電膜２０の比抵抗が低くなりやすい。

導電膜２０は、望ましくはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を含む。この場合、ＩＴＯにおける酸化スズの含有率は、例えば４〜１４質量％であり、望ましくは５〜１３質量％である。導電膜２０に含まれるＩＴＯは、望ましくは、多結晶構造を有する。このことは、導電膜２０の比抵抗を低く保つ観点から有利である。

導電膜２０は、単層膜であってもよいし、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）の２つの層の間に銀の層が配置されたＩＡＩ膜等の多層膜であってもよい。

導電膜２０の厚みは、特定の厚みに限定されない。典型的には、導電膜２０の厚みは、給電用電極３０の最大厚みよりも小さい。導電膜２０の厚みは、例えば２０〜２００ｎｍである。この場合、ヒータ１ａが良好な昇温性能を発揮できるとともに、導電膜２０に発生するクラックを抑制できる。導電膜２０の厚みは、望ましくは２５〜１９０ｎｍであり、より望ましくは３０〜１８０ｎｍである。

ヒータ１ａの製造方法の一例について説明する。導電膜２０は、例えば、スパッタリングによって形成される。導電膜２０は、望ましくは、所定のターゲット材を用いてスパッタリングを行い、基材１０の主面の上にターゲット材に由来する薄膜を形成することにより得られる。より望ましくは、高磁場ＤＣマグネトロンスパッタ法によって、基材１０の主面の上にターゲット材に由来する薄膜が形成される。この場合、導電膜２０を低温で形成できる。このため、例えば、基材１０の耐熱温度が高くなくても、基材１０の主面の上に導電膜２０を形成できる。加えて、導電膜２０の中に欠陥が発生しにくく、導電膜２０の内部応力が低くなりやすい。また、スパッタリングの条件を調整することによって、導電膜２０として望ましい薄膜を形成しやすい。導電膜２０が多層膜である場合、例えば、異なる種類のターゲット材を用いつつ各ターゲット材に適した条件でスパッタリングを行うことによって、導電膜２０を形成できる。また、基材１０の主面が上記の中間層によって覆われている場合、例えば、中間層の上に導電膜２０が形成される。

基材１０の主面の上に形成された薄膜は、必要に応じて、アニール処理される。例えば、１２０℃〜１５０℃の大気中に、薄膜を１時間〜３時間置いてアニール処理がなされる。これにより、薄膜の結晶化が促され、多結晶体である導電膜２０が有利に形成される。アニール処理時の薄膜の環境の温度及びアニール処理の時間が上記の範囲であれば、基材１０の耐熱温度は高くなくてもよく、基材１０の材料として有機ポリマーを使用できる。加えて、導電膜２０の中に欠陥が発生しにくく、導電膜２０の内部応力が低くなりやすい。アニール処理の条件を調整することにより、比抵抗の観点で所望の導電膜２０が得られやすい。

導電膜２０は、スパッタリングではなく、真空蒸着又はイオンプレーティング等の方法によって形成されていてもよい。

給電用電極３０の形成方法は、特定の方法に限定されない。給電用電極３０は、例えば、以下の様に形成される。まず、化学気相成長法（ＣＶＤ）及び物理気相成長法（ＰＶＤ）等のドライプロセス又はメッキ法により、導電膜２０の表面Ｆの上に第一層３０ａのためのシード層を形成する。次に、給電用電極３０を形成すべきでないシード層の上に、マスキングフィルムが配置される。マスキングフィルムは、レジストをシード層上に積層し、その後露光及び現像のプロセスを経て作製されうる。その後、メッキ法等のウェットプロセスによって、第二層３０ｂのためのメッキ層を形成する。次に、シード層上に配置したマスキングフィルムを除去するとともに、シード層及びメッキ層において給電用電極３０をなすべき部分をマスキングフィルムで覆う。次に、エッチングにより露出しているシード層を除去する。その後、マスキングフィルムが除去される。これにより、第一層３０ａの一部が第二層３０ｂよりも突出するように形成された給電用電極３０が得られる。このようにして、第一層３０ａによって突出部３５を形成できる。第二層３０ｂは、印刷法によって形成されてもよい。

給電用電極３０は、以下の様に形成されてもよい。まず、化学気相成長法（ＣＶＤ）及び物理気相成長法（ＰＶＤ）等のドライプロセス又はメッキ法により、導電膜２０の表面Ｆにシード層を形成する。その後、化学気相成長法（ＣＶＤ）及び物理気相成長法（ＰＶＤ）等のドライプロセス又はメッキ法等のウェットプロセスにより、導電膜２０の上に５００ｎｍより大きな厚みを有する金属膜を形成する。次に、レジストを用いて形成されるマスキングフィルムで給電用電極３０をなすべき金属膜の一部を覆う。その後、不要な金属膜をエッチングにより除去し、マスキングフィルムを取り除く。さらに金属膜の不要な部分をエッチング又は精密加工により除去して、突出部３５を有する給電用電極３０を形成する。さらに、導電性インクを導電膜２０の表面Ｆの上に所定のパターンで塗布し、塗布した導電性インクを硬化させ、硬化したインクの一部を削ることによって突出部３５を有する給電用電極３０を形成してもよい。給電用電極３０は、半田ペーストを用いて形成してもよい。

ヒータ１ａを用いてヒータ付物品を提供できる。例えば、図３に示す通り、ヒータ付物品２は、成形体５０と、粘着層４０と、ヒータ１ａとを備えている。成形体５０は、被着面５１を有する。成形体５０は、金属材料、ガラス、又は樹脂で形成されている。粘着層４０は、被着面５１に接触している。粘着層４０は、例えば、アクリル系粘着剤等の公知の粘着剤によって形成されている。ヒータ１ａは、粘着層４０に接触しているともに粘着層４０によって成形体５０に取り付けられている。

粘着層４０は、例えば、導電膜２０に対し遠位の基材１０の主面を覆うように形成されている。この場合、粘着層４０と被着面５１とを対向させてヒータ１ａを成形体５０に押し付けることによって、ヒータ１ａを成形体５０に取り付けることができる。また、粘着層４０はセパレータ（図示省略）によって覆われていてもよい。この場合、ヒータ１ａを成形体５０に取り付けるときに、セパレータが剥離されて粘着層４０が露出する。セパレータは、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂製のフィルムである。

ヒータ１ａは、例えば、波長λ_pの光を用いた処理をなす装置又はシステムにおいて、この波長λ_pの光の光路上に配置される。この装置又はシステムは、例えば、波長λ_pの光を用いて、センシング又は通信等の所定の処理を行う。成形体５０は、例えば、このような装置の筐体を構成する。

ヒータ１ａは、様々な観点から変更可能である。例えば、ヒータ１ａは、図４Ａに示すヒータ１ｂ、図４Ｂに示すヒータ１ｃ、図４Ｃに示すヒータ１ｄ、図５に示すヒータ１ｅのように変更されてもよい。ヒータ１ｂ、１ｃ、１ｄ、及び１ｅは、特に説明する部分を除き、ヒータ１ａと同様に構成されている。ヒータ１ａの構成要素と同一又は対応するヒータ１ｂ、１ｃ、１ｄ、及び１ｅの構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。ヒータ１ａに関する説明は、技術的に矛盾しない限り、ヒータ１ｂ、１ｃ、１ｄ、及び１ｅにも当てはまる。

図４Ａに示す通り、ヒータ１ｂにおいて、突出部３５の上面は、端３５ｅよりも突出している。一方、図４Ｂに示す通り、ヒータ１ｃにおいて、突出部３５の底面３５ｂは、突出部３５の上面の端３５ｇよりも突出している。このような突出部３５は、給電用電極３０の作製においてエッチングを行う場合に形成されることがある。このような突出部３５は、エッチング以外の方法によって形成されてもよい。

図４Ｃに示す通り、ヒータ１ｄにおいて、突出部３５の表面は、端３５ｅから付け根３５ｒまで延びる斜面３７を含んでいてもよい。斜面３７の傾きは一定であってもよいし、不連続に又は連続的に変動していてもよい。ヒータ１ｄにおいて、突出部３５は、例えば、基部３５ｈから端３５ｅまで延びる底面３５ｂ、端３５ｅから付け根３５ｒまで延びる斜面３７、及び付け根３５ｒを含む底面３５ｂに垂直な面Ｈによって囲まれた部分である。基部３５ｈは、付け根３５ｒを含む底面３５ｂに垂直な面Ｈと、底面３５ｂとが交差した部分である。

図５に示す通り、ヒータ１ｅは、保護層７０をさらに備えている。保護層７０は、保護層７０と基材１０との間に導電膜２０が位置するように配置されている。保護層７０は、例えば、所定の保護フィルムと、保護フィルムを導電膜２０に貼り付ける粘着層とを備えている。保護層７０によって導電膜２０が保護され、ヒータ１ｅが高い耐衝撃性を有する。保護層７０における保護フィルムの材料は、特に限定されないが、例えば、フッ素樹脂、シリコーン、アクリル樹脂、及びポリエステル等の合成樹脂である。保護フィルムの厚みは、特に制限されないが、例えば２０〜２００μｍである。これにより、ヒータ１ｅが良好な耐衝撃性を有しつつヒータ１ｅの厚みが大きくなりすぎることを防止できる。粘着層は、例えば、アクリル系粘着剤等の公知の粘着剤によって形成されている。例えば、保護フィルム自体が粘着性を有する場合には、保護フィルムのみによって保護層７０が形成されていてもよい。

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。まず、各実施例及び比較例に係るサンプルの評価方法について説明する。

［給電用電極の形状］
走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、製品名：Ｓ−４８００)を用いて、各実施例及び比較例に係るサンプルの給電用電極を観察した。その観察結果に基づき、給電用電極の最大厚み及び給電用電極の突出部における底面の端Ｅと、底面の端Ｅから突出部の付け根に向かって８μｍ離れた位置Ｑとの間における突出部の最大厚みを求めた。結果を表１に示す。

［加湿熱試験］
温度８５℃及び相対湿度８５％の環境において、各実施例及び比較例に係るサンプルを所定時間置いて加湿熱試験を行った。その後、約２５℃の環境で給電用電極に１４Ｖの電圧を印加しながら、サーモグラフィを用いてサンプルの表面の温度分布を測定した。この測定において、電圧を印加した状態のサンプルの導電膜の表面における最低温度をＴ_sm［℃］と決定した。温度Ｔ_sm［℃］から、電圧を印加する直前のサンプルの導電膜の表面の温度Ｔ_0m［℃］を差し引いて導電膜の表面における温度の増分ΔＴ_sm［℃］を決定した。加湿熱試験前のサンプルについても、約２５℃の環境で給電用電極に１４Ｖの同一の電圧を印加しながら、サーモグラフィを用いてサンプルの表面の温度分布を測定した。正常に発熱した状態の加湿熱試験前のサンプルの導電膜の表面における最低温度をＴ_si［℃］と決定した。温度Ｔ_si［℃］から、電圧を印加する直前のサンプルの導電膜の表面の温度Ｔ_0i［℃］を差し引いて導電膜の表面における温度の増分ΔＴ_si［℃］を決定した。加湿熱試験後のサンプルにおける温度の増分ΔＴ_sm［℃］が加湿熱試験前のサンプルにおける温度の増分ΔＴ_si［℃］の２５％以上である場合、加湿熱試験後のサンプルが正常に発熱したと判断し、温度の増分ΔＴ_sm［℃］が温度の増分ΔＴ_si［℃］の２５％未満である場合、加湿熱試験後のサンプルが正常に発熱していないと判断した。結果を表１に示す。

＜実施例１＞
１２５μｍの厚みを有するポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のフィルムの一方の主面上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）（酸化スズの含有率：１０重量％）をターゲット材として用いて、当該ターゲット材の表面での水平磁場の磁束密度が８０〜１５０ｍＴ（ミリテスラ）の高磁場であり、不活性ガスが存在する状態において、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、ＰＥＮフィルムの上にＩＴＯ膜を形成した。ＩＴＯ膜を形成した後のＰＥＮフィルムを、１５０℃の大気中に３時間置いて、アニール処理を行った。これにより、ＩＴＯを結晶化させ、透明導電膜を形成した。

Ｘ線回折装置（リガク社製、製品名：ＲＩＮＴ２２００）を用いて、Ｘ線反射率法によって、上記の透明導電膜の厚みを測定した。その結果、透明導電膜の厚みは、５０ｎｍであった。また、Ｘ線回折装置を用いて、透明導電膜に対するＸ線回折パターンを得た。Ｘ線としてはＣｕＫα線を用いた。得られたＸ線回折パターンから透明導電膜（発熱体）が多結晶構造であることが確認された。

次に、透明導電膜が形成されたＰＥＮフィルムを短冊状に切り出し、透明導電膜の上に１００ｎｍの厚みを有するＣｕ薄膜（シード層）をＤＣマグネトロンスパッタ法により形成した。次に、Ｃｕ薄膜の一対の端部が露出するようにマスキングフィルムでＣｕ薄膜の一部を覆った。この状態で、Ｃｕ薄膜及びマスキングフィルムの上に、湿式めっき処理によってＣｕメッキ層を形成した。その後、マスキングフィルムを除去した。次に、Ｃｕメッキ層及びＣｕ薄膜の一部をマスキングフィルムで覆い、Ｃｕ薄膜をエッチングして透明導電膜を露出させた。これにより、透明導電膜の一対の端部に相当する部分に２０μｍの最大厚みを有する一対の給電用電極を形成した。給電用電極の幅は約３ｍｍであった。このようにして、実施例１に係るサンプルを作製した。実施例１に係るサンプルは、平面視で２０ｍｍの幅及び５０ｍｍの長さを有する矩形状であり、サンプルの長手方向に沿って一対の給電用電極が形成されていた。

＜実施例２〜８及び比較例１〜３＞
給電用電極における突出部の底面の端Ｅと位置Ｑとの間の最大厚み及び給電用電極の最大厚みが表１に示す値となるように、給電用電極の形成条件を調整した以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜８及び比較例１〜３に係るサンプルを作製した。

＜実施例９＞
ＰＥＮフィルムの代わりに、１２５μｍの厚みを有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例９に係るサンプルを作製した。

＜実施例１０＞
ＩＴＯ膜を形成する代わりに、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、ＩＡＩ膜を形成した以外は、実施例１と同様にして、実施例１０に係るサンプルを作製した。ＩＡＩ膜は、４０ｎｍの厚みを有するインジウム亜鉛酸化物層、１０ｎｍの厚みを有する銀層、及び４０ｎｍの厚みを有するインジウム亜鉛酸化物層がこれらの順に積層された多層膜であった。

＜実施例１１＞
ＤＣマグネトロンスパッタ法によってＣｕ薄膜を形成する代わりに、ＤＣマグネトロンスパッタ法によってＭｏ薄膜を形成した以外は、実施例１と同様にして、実施例１１に係るサンプルを作製した。

＜実施例１２＞
ＤＣマグネトロンスパッタ法によってＣｕ薄膜を形成する代わりに、ＤＣマグネトロンスパッタ法によってＡｌ薄膜を形成し、かつ、Ｃｕメッキ層を形成する代わりに、湿式めっき処理によってＡｌメッキ層を形成した以外は、実施例１と同様にして、実施例１２に係るサンプルを作製した。

表１に示す通り、温度８５℃及び相対湿度８５％の環境に７０時間置かれた各実施例に係るサンプルは正常に発熱した。一方、温度８５℃及び相対湿度８５％の環境に７０時間置かれた各比較例に係るサンプルは正常に発熱しなかった。このため、各実施例に係るサンプルは、比較例に係るサンプルに比べて、高温高湿環境において、透明導電膜に発生するクラックが抑制されていることが示唆された。なお、温度８５℃及び相対湿度８５％の環境に１６０時間及び２４０時間置かれた実施例１及び３に係るサンプルは正常に発熱した。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ ヒータ
１０ 基材
２０ 導電膜（発熱体）
３０ 給電用電極
３０ａ 第一層
３０ｂ 第二層
３２ 底面
３５ 突出部
３５ｅ 底面の端
３５ｒ 付け根
Ｆ 導電膜の表面

Claims (6)

1. 樹脂製の基材と、
   前記基材の主面に沿って形成された、発熱体である導電膜と、
   前記導電膜に電気的に接続されており、前記導電膜の表面に沿って延びている給電用電極と、を備え、
   前記給電用電極は、前記導電膜の表面に沿って突出している突出部を有し、
   前記突出部は、前記突出部の底面の端と、前記端から前記底面に沿って前記突出部の付け根に向かって８μｍ離れた位置との間において、１０〜５００ｎｍの最大厚みを有する、
   ヒータ。
2. 前記給電用電極は、０．５μｍより大きい最大厚みを有する、請求項１に記載のヒータ。
3. 前記給電用電極は、第一層と、前記第一層上に形成された第二層とを有し、
   前記突出部は、前記第一層によって形成されている、請求項１又は２に記載のヒータ。
4. 前記導電膜は、金属及び金属化合物の少なくとも１つを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒータ。
5. 前記導電膜は、波長９１０ｎｍ以上の所定の波長の光に対し透明である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒータ。
6. 前記導電膜は、酸化インジウムを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のヒータ。

Images