JP2022026189A - 導電体付きシート、合わせ板、移動体、及び導電体付きシートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このようなデフロスターでは、一対の電極(バスバーと呼ばれる)を介してパターン導電体に電流を流すことでパターン導電体に抵抗加熱を発生させ、この発生した抵抗加熱を利用して合わせ板を加熱する(例えば、特許文献1、2)。パターン導電体に流す電流は、移動体の電源から供給される。
移動体の窓ガラスに適用された合わせ板は、パターン導電体の発熱により、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。
このような暗色層は、パターン導電体を構成する金属材料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。そして、このような暗色層は、通常、電気的に絶縁性を有する層(すなわち絶縁層)になる。
しかしながら、パターン導電体とバスバーとを、同じ材料を用いて同じ製造工程により製造する場合、パターン導電体の周囲に上記のような暗色層を形成すると、バスバーの周囲にも同じ暗色層が形成されてしまうことになる。そして、このような暗色層が形成された状態のバスバーに電源から電流を供給する接続端子を接続しても、上記のように、通常、暗色層は絶縁層となるため、導通をとることができないことになってしまう。
図1は、本発明に係る導電体付きシートを備えた移動体の一例を示す図である。
図1に示す移動体1は一例としてセダン型の乗用車を示すものであり、窓ガラスとしてフロントウィンドウ2を有している。フロントウィンドウ2の窓ガラスは合わせ板になっており、図示は省略するが、この合わせ板に導電体付きシートを備えている。また、移動体1はバッテリー等の電源3を有しており、電源3によって、フロントウィンドウ2の合わせ板に備えられた導電体付きシートに配置された各パターン導電体に電流を供給することができる。
<第1の実施形態>
図2は、本発明に係る導電体付きシートの一例を示す平面図である。
図2に示すように、導電体付きシート10は、基材11と、基材11の一方の面上に配置された複数の線状のパターン導電体12と、複数のパターン導電体12に接続するバスバー13と、バスバー13と接続する接続端子14と、を備えている。
バスバー13は、2つで一対の電極を構成するものであり、一方の電極(例えば図中上側のバスバー13U)が陽極として作用し、他方の電極(例えば図中下側のバスバー13D)が陰極として作用する。そして、バスバー13に応じて、接続端子14も陽極側の端子(例えば図中上側の接続端子14U)と陰極側の端子(例えば図中下側の接続端子14D)とを有し、バスバー13Uに接続端子14Uが接続され、バスバー13Dに接続端子14Dが接続されている。
なお、図示は省略するが、接続端子14の陽極側の端子(例えば図中上側の接続端子14U)と陰極側の端子(例えば図中下側の接続端子14D)とは、それぞれ、図1に示す移動体1の電源3に接続されている。そして、電源3からの電流供給により、接続端子14からバスバー13を経てパターン導電体12に電流が流れ、パターン導電体12に抵抗加熱が発生する。この発生した抵抗加熱により、図1に示す移動体1のフロントウィンドウ2の窓ガラスが加熱される。
図3に示す例において、パターン導電体52(図2に示すパターン導電体12と同じ)は、全体として矩形状の断面を有している。均一な加熱とするために、複数のパターン導電体52は、その断面積が同じであって、同じ間隔で配置されていることが好ましい。
パターン導電体52の線幅(LW)は2μm以上20μm以下とし、高さ(LH)は1μm以上60μm以下とすることが好ましい。また、間隔Dは、1mm以上10mm以下とすることが好ましい。このような寸法であれば、パターン導電体52は発熱体として機能することができ、また、このような寸法のパターン導電体52によれば、十分に細線化されているので、パターン導電体52を効果的に不可視化することができる。
また、パターン導電体52は、導電層52aの表面に暗色層を有している。より詳しくは、パターン導電体52は、暗色層として、導電層52aの表面のうち基材51側の面を覆う基材側暗色層52bと、導電層52aの表面のうち基材51側とは反対側の面及び両側面を覆う接続端子側暗色層52cを有する。
この暗色層(基材側暗色層52bおよび接続端子側暗色層52c)は導電層52aよりも可視光の反射率が低い層であり、例えば黒色等の暗色の層である。この暗色層を有することで、パターン導電体52が光を反射して移動体の乗員の視界を妨げてしまう不具合や、外部から観察された際の意匠性の低下を防ぐことができる。但し、このような暗色層は、通常、絶縁層になる。
上記の図3は、図2に示す導電体付きシートの10において、パターン導電体12が配置された箇所の断面構成を例示するものであった。一方、この図4および図5は、図2に示す導電体付きシートの10において、バスバー13が配置された箇所の断面構成を例示するものである。
また、バスバー53も、図3に示すパターン導電体52と同様に、導電層53aの表面に暗色層を有している。より詳しくは、バスバー53は、暗色層として、導電層53aの表面のうち基材51側の面を覆う基材側暗色層53bと、導電層53aの表面のうち基材51側とは反対側の面及び両側面を覆う接続端子側暗色層53cを有する。この基材側暗色層53bは、図3に示す基材側暗色層52bと同じ材料から構成される。また、接続端子側暗色層53cは、図3に示す接続端子側暗色層52cと同じ材料から構成される。
図5に示す形態を得るには、まず、図6(a)に示すように、凸部54bを有する接続端子54を準備する。
次に、図6(b)に示すように、接続端子54の凸部54bをバスバー53の接続端子側暗色層53cに押し当て、接続端子54を凸部54bが形成されている側とは反対側から力をかけて接続端子側暗色層53cに押しこみ、凸部54bにより接続端子側暗色層53cを突き破ることで、凸部54bをバスバー53の導電層53aと接続させる。この接続端子側暗色層53cを突き破る工程で、接続端子側暗色層53cに開口部53hが形成される。
ただし、凸部54bによる無用な破壊を避けるためには、凸部54bの高さ(H1)の大きさは、バスバー53の接続端子側暗色層53cの厚み(Tc)に、バスバー53の導電層53aの厚み(Ta)を加算した大きさよりも小さいことが好ましい。
すなわち、H1<Tc+Taであることが好ましい。
凸部54bの高さ(H1)が、このような大きさであれば、図6(b)に示すように、凸部54bの先端は導電層53a内で収まり、基材側暗色層53bや、基材51を突き破ることにはならないからである。なお、導電層53aの厚み(Ta)の大きさは、例えば、10μm以上60μm以下である。
なお、この場合、複数の凸部は、いずれも、その高さの大きさが、接続端子側暗色層53cの厚み(Tc)に、バスバー53の導電層53aの厚み(Ta)を加算した大きさよりも小さいこと(H1<Tc+Taであること)が好ましい。複数の凸部の高さがこのような大きさであれば、各凸部はいずれも導電層53a内で収まり、基材側暗色層53bや、基材51を突き破ることにはならないからである。
そして、図1に示す電源3からの電流供給により、図2に示す接続端子14からバスバー13を経てパターン導電体12に電流を流すことができる。電流が流れることでパターン導電体12に抵抗加熱が発生し、この抵抗加熱により、図1に示す移動体1のフロントウィンドウ2の窓ガラスが加熱される。
図7は、図2に示す導電体付きシートのB-B線における断面構成の他の例を示す断面図である。また、図8は、図7に示す断面構成の要部(図7において破線円で囲まれた部分)を拡大した断面図である。
上述した図4~図6に示す例においては、接続端子54が凸部54bを有していた。換言すれば、接続端子54に凸部54bが形成されていた。
一方、図7及び図8に示す例においては、導電体付きシート10Aは、バスバー53と接続端子55との間に介在する接続部材56を備えており、この接続部材56が凸部56bを有している。そして、この凸部56bが、バスバー53の接続端子側暗色層53cの開口部53hを通して導電層53aと接続している。
図8に示す形態を得るには、まず、図9(a)に示すように、接続端子55、および、凸部56bを有する接続部材56を準備する。ここで、接続部材56は導電性を有する材料から構成される部材である。
次に、図9(b)に示すように、接続端子55とバスバー53の間に接続部材56を介在させた状態で、接続部材56の凸部56bをバスバー53の接続端子側暗色層53cに押し当て、接続端子54の接続部材56が介在している側とは反対側から力をかけて接続端子側暗色層53cに押しこみ、凸部56bによりバスバー53の接続端子側暗色層53cを突き破る。
このようにして、接続部材56の凸部56bをバスバー53の導電層53aと接続させる。この接続端子側暗色層53cを突き破る工程で、接続端子側暗色層53cに開口部53hが形成される。
ただし、凸部56bによる無用な破壊を避けるためには、凸部56bの高さ(H2)の大きさは、バスバー53の接続端子側暗色層53cの厚み(Tc)に、バスバー53の導電層53aの厚み(Ta)を加算した大きさよりも小さいことが好ましい。
すなわち、H2<Tc+Taであることが好ましい。
接続部材56の凸部56bの高さ(H2)が、このような大きさであれば、図9(b)に示すように、接続部材56の凸部56bの先端は導電層53a内で収まり、基材側暗色層53bや、基材51を突き破ることにはならないからである。
なお、この場合、複数の凸部は、いずれも、その高さの大きさが、接続端子側暗色層53cの厚み(Tc)に、バスバー53の導電層53aの厚み(Ta)を加算した大きさよりも小さいこと(H2<Tc+Taであること)が好ましい。複数の凸部の高さがこのような大きさであれば、各凸部はいずれも導電層53a内で収まり、基材側暗色層53bや、基材51を突き破ることにはならないからである。
そして、上述した導電体付きシート10と同様に、導電体付きシート10Aにおいても、図1に示す電源3からの電流供給により、図2に示す接続端子14からバスバー13を経てパターン導電体12に電流を流すことができる。電流が流れることでパターン導電体12に抵抗加熱が発生し、この抵抗加熱により、図1に示す移動体1のフロントウィンドウ2の窓ガラスが加熱される。
図10は、本発明に係る合わせ板の断面構成の一例を示す断面図である。図10に示すように、合わせ板60は、導電体付きシート10と、第1透明基板61と、第2透明基板62と、接合層63と、を備えている。
ここで、第1透明基板61は、導電体付きシート10に対して、基材51のパターン導電体52が配置された面とは反対側に位置している。また、第2透明基板62は、導電体付きシート10に対して、基材51のパターン導電体52が配置された面の側に位置している。そして、接合層63は、導電体付きシート10と第2透明基板62との間に位置している。
言い換えれば、合わせ板60は、第1透明基板61、導電体付きシート10、接合層63、および第2透明基板62が、順次積層された構成を有している。
上記の図10に示す合わせ板60においては、導電体付きシートとして図4に示す導電体付きシート10を備えていた。一方、この図11に示す合わせ板60Aでは、導電体付きシートとして図7に示す導電体付きシート10Aを備えている。その他の構成は、上記の図10に示す合わせ板60と同じであってよい。
以下、導電体付きシート10、10A、および、合わせ板60、60Aを構成する各構成要素について説明する。
基材51は、導電体付きシート10、10Aのパターン導電体52やバスバー53を支持する基材として機能する。また、合わせ板60、60Aにおいて、基材51は、導電体付きシート10、10Aと第1透明基板61とを接着させるように機能する。
基材51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。
図3に示すパターン導電体52(図2に示すパターン導電体12と同じ)は、電流を流されることで抵抗加熱を発生する発熱体として機能する。
図2に示す例において、パターン導電体12は、バスバー13Uとバスバー13Dとの間に複数本の直線状のパターンとして配置されている。しかしながら、図示された例に限らず、パターン導電体12はメッシュ状のパターンで配置されていてもよい。また、パターン導電体12は、波線等の曲線の形態であってもよい。
パターン導電体52の線幅(LW)は2μm以上20μm以下とし、高さ(LH)は10μm以上60μm以下とすることが好ましい。また、間隔Dは、1mm以上10mm以下とすることが好ましい。このような寸法であれば、パターン導電体52は発熱体として機能することができ、また、このような寸法のパターン導電体52によれば、十分に細線化されているので、パターン導電体52を効果的に不可視化することができる。
また、パターン導電体52は、導電層52aの周囲に暗色層を有している。より詳しくは、パターン導電体52は、暗色層として、導電層52aの表面のうち基材51側の面を覆う基材側暗色層52bと、導電層52aの表面のうち基材51側とは反対側の面及び両側面を覆う接続端子側暗色層52cを有する。
この暗色層(基材側暗色層52bおよび接続端子側暗色層52c)は導電層52aよりも可視光の反射率が低い層であり、例えば黒色等の暗色の層である。この暗色層を有することで、パターン導電体52が光を反射して移動体の乗員の視界を妨げてしまう不具合や、外部から観察された際の意匠性の低下を防ぐことができる。但し、このような暗色層は、通常、絶縁層になる。
図2に示すように、パターン導電体12に接続するバスバー13は、互いに離間して配置される陽極と陰極から構成されている。図2においては、例えばバスバー13Uが陽極であり、バスバー13Dが陰極である。
移動体1において、電源3の電圧が、バスバー13に印加されることで、導電体付きシート10のパターン導電体12に電流が流れる。
バスバー13は、電気抵抗を低くするために、パターン導電体12に比べて幅が大きくなっている。このため、バスバー13においては、抵抗加熱による発熱は生じ難い。
また、バスバー53も、図3に示すパターン導電体52と同様に、導電層53aの周囲に暗色層を有している。より詳しくは、バスバー53は、暗色層として、導電層53aの表面のうち基材51側の面を覆う基材側暗色層53bと、導電層53aの表面のうち基材51側とは反対側の面及び両側面を覆う接続端子側暗色層53cを有する。この基材側暗色層53bは、図3に示す基材側暗色層52bと同じ材料から構成される。また、接続端子側暗色層53cは、図3に示す接続端子側暗色層52cと同じ材料から構成される。
同様に、バスバー53の導電層53aの厚み(図5に示す導電層53aの厚みTa)は、パターン導電体52の導電層52aの厚みと同じになる。また、バスバー53の基材側暗色層53bの厚みは、パターン導電体52の基材側暗色層52bの厚みと同じになる。また、バスバー53の接続端子側暗色層53cの厚み(図5に示す接続端子側暗色層53cの厚みTc)は、パターン導電体52の接続端子側暗色層52cの厚みと同じになる。
図4および図5に示すように、導電体付きシート10はバスバー53と接続する接続端子54を備えている。そして、接続端子54は本体部54aと凸部54bを有し、凸部54bは、バスバー53の接続端子側暗色層53cの開口部53hを通して導電層53aと接続している。
また、凸部54bによる無用な破壊を避けるためには、凸部54bの高さ(H1)の大きさは、バスバー53の接続端子側暗色層53cの厚み(Tc)に、バスバー53の導電層53aの厚み(Ta)を加算した大きさよりも小さいことが好ましい。凸部54bの高さ(H1)が、このような大きさであれば、凸部54bの先端は導電層53a内で収まり、基材側暗色層53bや、基材51を突き破ることにはならないからである。
ここで、接続端子側暗色層53cの厚み(Tc)の大きさは、例えば、1μm~2μm程度である。また、導電層53aの厚み(Ta)の大きさは、例えば、10μm~60μm程度である。それゆえ、凸部54bの高さ(H1)の大きさは、例えば、1μm~60μm、好ましくは、4μm~30μmになる。
図7および図8に示す導電体付きシート10Aにおいては、接続部材56が凸部56bを有し、この凸部56bにより、バスバー53の接続端子側暗色層53cの開口部53hを通してバスバー53の導電層53aと接続するためである。
接続端子55を構成するための材料としては、通常の接続端子として導電性を有するものであれば用いることができる。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。
図7および図8に示すように、導電体付きシート10Aはバスバー53と接続端子55との間に介在する接続部材56を備えており、接続部材56は凸部56bを有している。そして、この凸部56bが、バスバー53の接続端子側暗色層53cの開口部53hを通してバスバー53の導電層53aと接続している。
また、凸部56bによる無用な破壊を避けるためには、凸部56bの高さ(H2)の大きさは、バスバー53の接続端子側暗色層53cの厚み(Tc)に、バスバー53の導電層53aの厚み(Ta)を加算した大きさよりも小さいことが好ましい。凸部56bの高さ(H2)が、このような大きさであれば、凸部56bの先端は導電層53a内で収まり、基材側暗色層53bや、基材51を突き破ることにはならないからである。
ここで、接続端子側暗色層53cの厚み(Tc)の大きさは、例えば、1μm~2μm程度である。また、導電層53aの厚み(Ta)の大きさは、例えば、10μm~60μm程度である。それゆえ、凸部56bの高さ(H2)の大きさは、例えば、1μm~60μm、好ましくは、4μm~30μmになる。
第1透明基板61および第2透明基板62は、移動体1の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。第1透明基板61、第2透明基板62を構成する材料としては、ソーダライムガラスや青板ガラスが例示できる。第1透明基板61、第2透明基板62の可視光透過率は90%以上であることが好ましい。ここで、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。また、第1透明基板61、第2透明基板62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第1透明基板61、第2透明基板62を得ることができる。
接合層63は、導電体付きシート10と第2透明基板62との間に配置され、導電体付きシート10と第2透明基板62とを互いに接合する。例えば、合わせ板60においてバスバー53やパターン導電体52は、接合層63内に埋め込まれた状態となっている。
このような接合層63の典型的な材料としては、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63の厚みは、0.15mm以上1mm以下であることが好ましい。
次に、図4に示す導電体付きシート10の製造方法について説明する。図12および図13は、図4に示す導電体付きシート10の製造方法の一例を示す工程図である。
なお、図12および図13は、導電体付きシート10のバスバー53の部分の断面工程図(すなわち、図2に示す導電体付きシート10のB-B線における断面部分の断面工程図に相当)であるが、パターン導電体52についてもバスバー53と同じ材料を用いて同じ製造工程で製造することができる。
金属膜53Aは、導電層53aをなす材料として既に説明したように、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、及び、これらの合金の一以上を用いて形成され得る。金属膜53A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。
このようにして、バスバー53を製造することができる。また、図3に示すパターン導電体52についても、図12(a)~図13(e)に示す工程と同様にして、製造することができる。
次に、図10に示す合わせ板60の製造方法について説明する。図14は、図10に示す合わせ板60の製造方法の一例を示す工程図である。
このような工程によって、図14(b)に示すように、合わせ板60が製造される。なお、図11に示す合わせ板60Aの製造方法についても、同様とすることができる。
2 フロントウィンドウ
3 電源
10、10A 導電体付きシート
11 基材
12 パターン導電体
13、13U、13D バスバー
14、14U、14D 接続端子
51 基材
52 パターン導電体
52a 導電層
52b 基材側暗色層
52c 接続端子側暗色層
53 バスバー
53a 導電層
53b 基材側暗色層
53c 接続端子側暗色層
53h 開口部
53A 金属膜
53B 暗色膜
54 接続端子
54a 本体部
54b 凸部
55 接続端子
56 接続部材
56a 本体部
56b 凸部
60、60A 合わせ板
61 第1透明基板
62 第2透明基板
63 接合層
70 レジストパターン
Claims (7)
- 接続端子と接続された導電体付きシートであって、
基材と、
前記基材の一方の面上に配置されたパターン導電体と、
前記パターン導電体に接続するバスバーと、
前記バスバーと接続する接続端子と、
を備え、
前記バスバーは導電層を有し、前記導電層の表面に暗色層を有し、前記暗色層は開口部を有し、
前記接続端子は凸部を有し、
前記接続端子の前記凸部が、前記バスバーの前記暗色層の前記開口部を通して前記導電層と接続している、導電体付きシート。 - 接続端子と接続された導電体付きシートであって、
基材と、
前記基材の一方の面上に配置されたパターン導電体と、
前記パターン導電体に接続するバスバーと、
前記バスバーと接続する接続端子と、
前記バスバーと前記接続端子との間に介在する接続部材と、
を備え、
前記バスバーは導電層を有し、前記導電層の表面に暗色層を有し、前記暗色層は開口部を有し、
前記接続部材は凸部を有し、
前記接続部材の前記凸部が、前記バスバーの前記暗色層の前記開口部を通して前記導電層と接続している、導電体付きシート。 - 請求項1または請求項2に記載の導電体付きシートと、第1透明基板と、第2透明基板と、接合層と、を備え、
前記第1透明基板は、前記導電体付きシートに対して、前記基材の前記パターン導電体が配置された前記一方の面とは反対側に位置し、
前記第2透明基板は、前記導電体付きシートに対して、前記基材の前記パターン導電体が配置された前記一方の面の側に位置し、
前記接合層は、前記導電体付きシートと前記第2透明基板との間に位置する、合わせ板。 - 請求項1または請求項2に記載の導電体付きシートを備える、移動体。
- 請求項3に記載の合わせ板を備える、移動体。
- 接続端子と接続された導電体付きシートの製造方法であって、
前記導電体付きシートは、
基材と、
前記基材の一方の面上に配置されたパターン導電体と、
前記パターン導電体に接続するバスバーと、
を備え、
前記バスバーは導電層を有し、前記導電層の表面に暗色層を有し、
前記接続端子は凸部を有し、前記凸部が、前記バスバーの前記暗色層の厚みよりも大きな高さを有し、
前記接続端子を前記導電体付きシートの前記バスバーに接続する工程が、
前記接続端子の前記凸部により前記導電体付きシートの前記バスバーの前記暗色層を突き破ることで、前記接続端子の前記凸部を前記バスバーの前記導電層と接続させる工程を含む、導電体付きシートの製造方法。 - 接続端子と接続された導電体付きシートの製造方法であって、
前記導電体付きシートは、
基材と、
前記基材の一方の面上に配置されたパターン導電体と、
前記パターン導電体に接続するバスバーと、
を備え、
前記バスバーは導電層を有し、前記導電層の表面に暗色層を有し、
前記接続端子を前記バスバーに接続する工程が、
前記バスバーの前記暗色層の厚みよりも大きな高さの凸部を有する接続部材を準備する工程と、
前記接続端子と前記バスバーの間に前記接続部材を介在させた状態で、前記接続部材の前記凸部により前記導電体付きシートの前記バスバーの前記暗色層を突き破ることで、前記接続部材の前記凸部を前記バスバーの前記導電層と接続させる工程と、
を含む、導電体付きシートの製造方法。
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