JP2023006591A - 面状発熱体、光学装置、および面状発熱体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】透明電極の温度制御をより簡単に実現することができる面状発熱体、光学装置、および面状発熱体の製造方法を提供すること。【解決手段】面状発熱体は、通電により発熱する透明電極が第1面に設けられた絶縁シートと、第1面の裏面である第2面に設けられ、透明電極と直列に接続されたPTC(Positive Temperature Coefficient)素子と、透明電極上において互いに離間して設けられた第1電極および第2電極と、を有する。第1面は、エッチングによって透明電極の一部が除去された絶縁領域と、透明電極が残存する電極領域とを含む。第1電極および第2電極それぞれの一端は絶縁領域に設けられる。第1電極および第2電極それぞれの他端は電極領域に設けられる。【選択図】図1
Description
本開示は、面状発熱体、光学装置、および面状発熱体の製造方法に関する。
従来、通電により発熱する透明電極(透明導電膜と言ってもよい)を備えた面状発熱体が知られている。この面状発熱体は、例えば、自動車のガラス窓に取り付けられ、透明電極の発熱により、ガラス窓における凍結や曇りを抑制することができる(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来では、透明電極自体に温度制御機能が備わっていないため、面状発熱体の外部に設けられた制御用デバイス(例えば、サーミスタやサーモスタット等)を用いて、透明電極の温度を制御する必要があった。
本開示の一態様の目的は、透明電極の温度制御をより簡単に実現することができる面状発熱体、光学装置、および面状発熱体の製造方法を提供することである。
本開示の一態様に係る面状発熱体は、通電により発熱する透明電極が第1面に設けられた絶縁シートと、前記第1面の裏面である第2面に設けられ、前記透明電極と直列に接続されたPTC(Positive Temperature Coefficient)素子と、前記透明電極上において互いに離間して設けられた第1電極および第2電極と、を有し、前記第1面は、エッチングによって前記透明電極の一部が除去された絶縁領域と、前記透明電極が残存する電極領域とを含み、前記第1電極および前記第2電極それぞれの一端は前記絶縁領域に設けられ、前記第1電極および前記第2電極それぞれの他端は前記電極領域に設けられる。
本開示の一態様に係る光学装置は、本開示の一態様に係る面状発熱体を備える。
本開示の一態様に係る面状発熱体の製造方法は、通電により発熱する透明電極を絶縁シートの第1面に設け、前記第1面の裏面である第2面にPTC(Positive Temperature Coefficient)素子を設け、前記PTC素子と前記透明電極とを直列に接続し、前記第1面において、エッチングによって前記透明電極の一部を除去した絶縁領域と、前記透明電極が残存する電極領域とを形成し、前記第1電極および前記第2電極それぞれの一端を前記絶縁領域に設け、前記第1電極および前記第2電極それぞれの他端を前記電極領域に設ける。
本開示によれば、透明電極の温度制御をより簡単に実現することができる。
以下、本開示の実施の形態に係る面状発熱体100について、図1~図7を参照しながら説明する。なお、各図において共通する構成要素については同一の符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
図1は、面状発熱体100の分解斜視図である。
図1に示すように、面状発熱体100は、両面テープ1、電極2、3、絶縁シート6、電極7、PTC素子8、9、端子10、11、12、保護フィルム13を有する。
絶縁シート6の第1面の加工方法について、図2~図4を用いて説明する。
絶縁シート6の第1面は、例えば図1に示した面であり、以下では、単に「第1面」ともいう。また、以下では、絶縁シート6の第1面の裏面を、「第2面」という。
図2~図4は、絶縁シート6の第1面側を示す正面図である。図2は、第1面に対してエッチングが実行される前の状態を示している。図3は、第1面に対してエッチングが実行された後の状態を示している。図4は、図3に示した第1面において図1に示した電極2、3が設けられた状態(図1に示した両面テープ1が取り付けられる前の状態)を示している。
絶縁シート6は、電気的な絶縁性を有するシート状の透明部材である。まず、図2に示すように、絶縁シート6の第1面の全体には、通電により発熱する透明電極Aが設けられる。
次に、図2に示した透明電極Aの一部に対してエッチングが行われる。エッチングが行われる範囲は、例えば、第1面の外周部分(図3においてハッチングで示された部分)である。エッチングにより第1面の外周部分の透明電極Aは除去され、図3に示すように、絶縁領域4が形成される。また、図3に示すように、透明電極Aが残存する電極領域5が形成される。なお、エッチングについては公知の技術を用いるとする。
次に、図3に示した第1面に対して、導電部としての電極2、3が設けられる。図4に示すように、電極2と電極3は、互いに離間して設けられる。
電極2(第1電極の一例)は、第1面の上方部分において、横方向(絶縁シート6の長辺方向。以下同様)に延伸して設けられている。電極2の一端は、絶縁領域4上に設けられており、電極2の他端は、電極領域5(透明電極Aと言ってもよい。以下同様)上に設けられている。電極2における横方向への延伸部分は、電極領域5と導通している。
電極3(第2電極の一例)は、一部分が第1面の下端において横方向に延伸して設けられ、一部分が第1面の右端部分において縦方向(絶縁シート6の短辺方向。以下同様)に延伸して設けられている。電極3の一端は、絶縁領域4上に設けられており、電極3の他端は、電極領域5上に設けられている。電極3における横方向への延伸部分は、電極領域5と導通している。
図4に示す端子10~12については後述する。なお、図4に示す点線は、図1、図6に示す保護フィルム13の下端部分を示している。
図4に示した絶縁シート6の第1面には、その全体を被覆するように、図1に示した両面テープ1が取り付けられる。両面テープ1は、両面に粘着力を有する透明部材である。
図5、図6は、絶縁シート6の第2面側を示す正面図である。図5は、図1に示した保護フィルム13が取り付けられる前の状態を示している。図6は、図1に示した保護フィルム13が取り付けられた後の状態を示している。
図5に示すように、絶縁シート6の第2面側の上方部分には、導電部としての電極7と、電流制御部としてのPTC(Positive Temperature Coefficient)素子8、9とが設けられている。なお、PTC素子は、PTC抵抗体と言ってもよい。
電極7の形状を図7に示す。図7に示すように、電極7は、櫛歯形状部14、15と、端部16、17とを有する。
櫛歯形状部14にはPTC素子8が設けられ、櫛歯形状部15にはPTC素子9が設けられる(図5参照)。
PTC素子8、9は、図4に示した透明電極A(電極領域5)の裏面側に設けられている。すなわち、PTC素子8、9は、第1面における透明電極A(電極領域5)の位置に対応するように、第2面に設けられていると言える。
また、端部16には端子10が取り付けられ、端部17には端子12が取り付けられる(図5参照)。
端子10~12は、絶縁シート6の第1面側と第2面側とを導通させるための導電部材である。
端子10は、電極7、絶縁シート6(絶縁領域4を含む)を貫通して設けられている。端子10の第2面側(図5、図6参照)には、図示しないリード線が接続される。
端子11は、絶縁シート6(絶縁領域4を含む)、電極2を貫通して設けられている。端子11は、電極2(具体的には、絶縁領域4に位置する電極2の一端)と導通する。端子11の第2面側(図5、図6参照)には、図示しないリード線が接続される。
端子12は、電極7、絶縁シート6(絶縁領域4を含む)、電極3を貫通して設けられている。電極3(具体的には、絶縁領域4に位置する電極3の一端)と電極7(具体的には、図7に示した端部17)とは、端子12を介して導通する。
図5に示した絶縁シート6の第2面には、電極7およびPTC素子8、9を被覆するように、図1に示した保護フィルム13が取り付けられる(図6参照)。
保護フィルム13は、非透明部材である。保護フィルム13には、端子10~12それぞれの取付位置に対応するように、開口部(符号略)が設けられている。これにより、保護フィルム13を第2面に取り付けた場合、図6に示すように、端子10~12は、各開口部から露出する。
上述のように構成された面状発熱体100における電流の流れについて、説明する。なお、ここでは、電流の入力端が端子11であり、電流の出力端が端子10である場合を例に挙げて、説明する。
端子11の第2面側に接続されたリード線(図示略)から端子11に流れ込んだ電流は、まず、絶縁シート6の第1面側を流れる。具体的には、電流は、図4において、電極2、透明電極A(電極領域5)、電極3の順に流れ、端子12に到達する。このとき、透明電極Aは発熱する。これにより、面状発熱体100が取り付けられた対象物(例えば、後述する光学装置の透明部材)は加温される。
端子12の第1面側に達した電流は、その後、絶縁シート6の第2面側を流れる。具体的には、電流は、図5において、電極7、PTC素子8、9を流れて、端子10に到達する。そして、電流は、端子10の第2面側に接続されたリード線(図示略)へ流れ出る。
このような電流の流れから、PTC素子8、9は、電極3、端子12、および電極7を介して、透明電極A(電極領域5)と直列に接続されていると言うことができる。
なお、電流の入力端および出力端をそれぞれ端子10、11としてもよい。その場合、電流は、上述した順とは逆に流れる。
上述した面状発熱体100は、図1に示した両面テープ1により、光学装置の透明部材(例えば、撮像素子の前方に設けられる保護ガラス等)に取り付けられる。光学装置としては、例えば、車両の周辺の状況を検知する車載カメラ(衝突防止カメラと言ってもよい)、建物等に取り付けられる監視カメラ、車載電子ドアミラー等が挙げられるが、これらに限定されない。なお、面状発熱体100は、光学装置以外に設けられる透明部材(例えば、車両のガラス窓等)に取り付けられてもよい。
以上説明したように、本実施の形態の面状発熱体100は、通電により発熱する透明電極Aが第1面に設けられた絶縁シート6と、第1面の裏面である第2面に設けられ、透明電極Aと直列に接続されたPTC(Positive Temperature Coefficient)素子8、9と、透明電極A上において互いに離間して設けられた電極2、3と、を有し、第1面は、エッチングによって透明電極Aの一部が除去された絶縁領域4と、透明電極Aが残存する電極領域5とを含み、電極2および電極3それぞれの一端は絶縁領域4に設けられ、電極2および電極3それぞれの他端は電極領域5に設けられることを特徴とする。
これにより、絶縁シート6の第1面に設けられた透明電極Aの温度の制御を、絶縁シート6の第2面に設けられたPTC素子8、9により行うことができる。すなわち、面状発熱体100は、外部に設けられた制御用デバイス(例えば、サーミスタやサーモスタット等)を用いて、透明電極Aにおける温度を制御する必要がないため、従来に比べて、透明電極Aにおける温度制御をより簡単に実現することができる。
また、本実施の形態の面状発熱体100では、PTC素子8、9が第1面における透明電極A(電極領域5)の位置に対応するように第2面に設けられていることを特徴とする。これにより、透明電極A(電極領域5)の温度が迅速にPTC素子8、9に伝わるため、透明電極Aにおける温度制御をより精度良く実現することができる。
なお、本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
実施の形態では、2つのPTC素子8、9を設ける場合を例に挙げて説明したが、PTC素子の数は、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。複数のPTC素子を設けた場合では、安定的な温度制御を実現することができるので、より好ましい。
また、面状発熱体100に含まれる各構成要素の形状やサイズは、図示したものに限定されない。
本開示の面状発熱体は、透明電極を有する面状発熱体、光学装置、および面状発熱体の製造方法に有用である。
1 両面テープ
2、3、7 電極
4 絶縁領域
5 電極領域
6 絶縁シート
8、9 PTC素子
10、11、12 端子
13 保護フィルム
14、15 櫛歯形状部
16、17 端部
100 面状発熱体
A 透明電極
2、3、7 電極
4 絶縁領域
5 電極領域
6 絶縁シート
8、9 PTC素子
10、11、12 端子
13 保護フィルム
14、15 櫛歯形状部
16、17 端部
100 面状発熱体
A 透明電極
Claims (5)
- 通電により発熱する透明電極が第1面に設けられた絶縁シートと、
前記第1面の裏面である第2面に設けられ、前記透明電極と直列に接続されたPTC(Positive Temperature Coefficient)素子と、
前記透明電極上において互いに離間して設けられた第1電極および第2電極と、を有し、
前記第1面は、エッチングによって前記透明電極の一部が除去された絶縁領域と、前記透明電極が残存する電極領域とを含み、
前記第1電極および前記第2電極それぞれの一端は前記絶縁領域に設けられ、
前記第1電極および前記第2電極それぞれの他端は前記電極領域に設けられる、
面状発熱体。 - 前記透明電極と前記PTC素子は、前記絶縁シートを貫通して設けられる端子を介して接続されている、
請求項1に記載の面状発熱体。 - 前記PTC素子は、前記第1面における前記電極領域の位置に対応するように、前記第2面に設けられている、
請求項1または2に記載の面状発熱体。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の面状発熱体を備えた光学装置。
- 通電により発熱する透明電極を絶縁シートの第1面に設け、
前記第1面の裏面である第2面にPTC(Positive Temperature Coefficient)素子を設け、前記PTC素子と前記透明電極とを直列に接続し、
前記第1面において、エッチングによって前記透明電極の一部を除去した絶縁領域と、前記透明電極が残存する電極領域とを形成し、
前記第1電極および前記第2電極それぞれの一端を前記絶縁領域に設け、
前記第1電極および前記第2電極それぞれの他端を前記電極領域に設ける、
面状発熱体の製造方法。
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