JP6492644B2 - 発熱板及び乗り物 - Google Patents

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Description

本発明は、一対のガラス板と一対のガラス板間に配置されたパターン導電体とを有する発熱板、及び、この発熱板を有する乗り物に関する。
従来、車両のフロントウィンドウやリアウィンドウ等の窓ガラスに用いるデフロスタ装置として、窓ガラス全体にタングステン線等からなる電熱線を配置したものが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2を参照)。この従来技術では、窓ガラス全体に配置された電熱線に通電し、その抵抗加熱により窓ガラスを昇温させて、窓ガラスの曇りを取り除いて、又は、窓ガラスに付着した雪や氷を溶かして、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
従来技術のデフロスタ装置では、一対のガラス板の間に、接合層及び電熱線を挟み込んで加熱圧着し、発熱板としていた。また、電熱線としては、別工程で製造されたタングステン等の細線からなるものを用いていた。ところが、本件発明者らが鋭意検討を重ねたところ、このような発熱板においては、細線での光の拡散や回折が視認性に悪影響を及ぼすことが知見された。とりわけ別工程で製造された電熱線を配置する方法では、電熱線の配置パターンが直線や波線等の単純な形状に限られ、上述の光の拡散や回折による視認性への悪影響が顕著となった。
一方、本件発明者らは、配線の形成方法として、ベース基材上に、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導電配線を形成する方法を検討している。この方法は、まず、平板状のベース基材上に、銅箔等の金属箔の貼着や、スパッタリングや真空蒸着法による成膜によって、導電性金属層を形成する。ベース基材としては、安価であるとともに優れた安定性を有するポリエチレンテレフタレート製フィルムが、好適に用いられる。次に、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストパターンを導電性金属層上に形成する。そして、このレジストパターンをマスクとして、導電性金属層をエッチングする。このエッチングにより、導電性金属層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。この方法は、複雑な配置パターンの導電配線であっても簡単に形成できるという利点がある。
ところが、この方法で作製された発熱板には、白濁が生じ得ることが確認された。とりわけ、導電配線が金属箔をパターンニングすることによって得られる場合、より顕著に白濁が生じた。本件発明者らが鋭意検討を重ねたところ、この白濁は、発熱板内部での光の反射、より具体的には接合層と基材との間での反射によるものであることが知見された。本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、発熱板に生じる白濁を目立たなくさせることを目的とする。
本発明による発熱板は、
電圧を印加されると発熱する発熱板であって、
第1ガラス及び第2ガラスと、
前記第1ガラス及び前記第2ガラスの間に配置され、基材と、前記基材の前記第1ガラスに対面する面上に設けられ且つ線状導電体を含むパターン導電体と、を有する導電体付きシートと、
前記第1ガラス及び導電体付きシートの間に設けられた第1接合層、及び、前記第2ガラス及び導電体付きシートの間に設けられた第2接合層と、
前記導電体付きシート及び前記第1接合層の間に設けられた屈折率調整層と、を備え、
前記屈折率調整層の屈折率nz1、前記基材の前記屈折率調整層に接触する部分での屈折率nx1、及び、前記第1接合層の屈折率ny1が、次の式(a)及び(b)のいずれかを満たす。
x1<nz1<ny1 ・・・(a)
y1<nz1<nx1 ・・・(b)
本発明による発熱板において、
前記基材は、基材フィルムと、前記基材フィルムと前記パターン導電体とを接合する保持層と、を有し、
前記保持層は、前記パターン導電体をなす隣り合う前記線状導電体の間となる領域において、前記屈折率調整層と接触してもよい。
本発明による発熱板において、
前記パターン導電体は、金属箔をパターニングしてなり、
前記保持層は、前記金属箔を前記基材フィルムに接合する層であってもよい。
本発明による発熱板において、前記基材の前記屈折率調整層に接触する面の表面粗さは、十点平均粗さRzで、0.5μm以上10μm以下であってもよい。また、本発明による発熱板において、前記基材の前記屈折率調整層に接触する面の表面粗さは、十点平均粗さRzで、0.5μm以上5μm以下であってもよい。
本発明による発熱板が、前記基材の前記第2ガラスに対面する面上に設けられた第2屈折率調整層を、更に備え、
前記第2屈折率調整層の屈折率nz2、前記基材の前記第2屈折率調整層に接触する部分での屈折率nx2、及び、前記第2接合層の屈折率ny2が、次の式(c)及び(d)のいずれかを満たしてもよい。
x2<nz2<ny2 ・・・(c)
y2<nz2<nx2 ・・・(d)
本発明による発熱板において、前記屈折率調整層の屈折率nz1、前記基材の前記屈折率調整層に接触する部分での屈折率nx1、及び、前記第1接合層の屈折率ny1が、次の式(e)を満たしてもよい。
|nx1−nz1|≦|ny1−nz1| ・・・(e)
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。
本発明によれば、発熱板に生じる白濁を目立たなくすることができる。
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、発熱板をその板面の法線方向から見た図である。 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、導電体付きシートをそのシート面の法線方向から見た平面図であって、パターン導電体の一例を示す平面図である。 図5は、導電体付きシートをそのシート面の法線方向から見た平面図であって、パターン導電体の他の例を示す平面図である。 図6は、発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 図7は、発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 図8は、発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 図9は、発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 図10は、発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 図11は、発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 図12は、発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 図13は、発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 図14は、発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 図15は、発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 図16は、発熱板の製造方法の一例を説明するための図である。 図17は、発熱板の屈折率調整層の一変形例を説明するための図である。 図18は、発熱板の一変形例の製造過程を説明するための図である。 図19は、発熱板の一変形例を説明するための図である。
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、適宜縮尺及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、「導電体付きシート」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、「導電体付きシート」は、「導電体付き板(基板)」や「導電体付きフィルム」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。
更に、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並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16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の発熱板の横断面図である。
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で構成されている例を説明する。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線に対応する横断面図を図3に示す。発熱板10は、第1ガラス11及び第2ガラス12と、第1ガラス11及び第2ガラス12の間に配置された導電体付きシート20と、第1ガラス11と導電体付きシート20とを接合する第1接合層13と、第2ガラス12と導電体付きシート20とを接合する第2接合層14と、を有している。発熱板10は、導電体付きシート20及び第1接合層13の間に設けられた第1屈折率調整層15を更に有している。更に、発熱板10は、導電体付きシート20及び第2接合層14の間に設けられた第2屈折率調整層16を有している。なお、図1及び図2に示した例では、発熱板10、第1及び第2ガラス11,12は湾曲しているが、他の図では、理解の容易のため、発熱板10及び第1及び第2ガラス11,12を平板状にて図示している。
導電体付きシート20は、基材30と、基材30の第1ガラス11に対面する面上に設けられ且つ線状導電体41を含むパターン導電体40と、を有する。基材30は、基材フィルム31と、基材フィルム31とパターン導電体40との間に配置された保持層32とを有している。保持層32は、以下に説明する例において、基材フィルム31とパターン導電体40とを接合する層として機能する。
また、図1及び図2によく示されているように、発熱板10は、パターン導電体40に通電するための配線部17と、パターン導電体40と配線部17とを接続する接続部18と、を有している。図示された例では、バッテリー等の電源7から、配線部17及び接続部18を介してパターン導電体40に通電し、パターン導電体40を抵抗加熱により発熱させる。パターン導電体40で発生した熱は第1及び第2ガラス11,12に伝わり、第1及び第2ガラス11,12が温められる。これにより、第1及び第2ガラス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、第1及び第2ガラス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。
以下、発熱板10の各層について説明する。
まず、第1及び第2ガラス11,12について説明する。第1及び第2ガラス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。このような第1及び第2ガラス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。第1及び第2ガラス11,12は、可視光領域における透過率が90%以上であることが好ましい。ここで、第1及び第2ガラス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、第1及び第2ガラス11,12の一部または全体に着色するなどして、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、第1及び第2ガラス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第1及び第2ガラス11,12を得ることができる。
次に、第1及び第2接合層13,14について説明する。第1接合層13は、第1ガラス11と導電体付きシート20との間に配置され、第1ガラス11と導電体付きシート20とを互いに接合する。第2接合層14は、第2ガラス12と導電体付きシート20との間に配置され、第2ガラス12と導電体付きシート20とを互いに接合する。
このような第1及び第2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、第1及び第2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。第1及び第2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。
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の第1及び第2ガラス11,12、第1及び第2接合層13,14、後述する導電体付きシート20の基材30、及び、後述する第1及び第2屈折率調整層15,16の、少なくとも1つに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、偏光機能、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30と、基材の第1ガラス11に対面する面上に設けられ且つ線状導電体41を含むパターン導電体40とを有する。図示された基材30は、後述する製造方法に起因して、基材フィルム31と、基材フィルム31とパターン導電体40とを接合する保持層32とを有している。導電体付きシート20は、第1及び第2ガラス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もよいし、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。
なお、後述する製造方法に関連して、基材30の第1屈折率調整層15に接触する面は粗面として形成されている。基材30の第1屈折率調整層15に接触する面が粗面として形成されることにより、基材30と第1屈折率調整層15との接合が安定するようになる。この観点から、基材30の第1屈折率調整層15に接触する面の表面粗さは、十点平均粗さRzで、0.5μm以上10μm以下であることが好ましい。また、泡かみを効果的に防止し得る点も踏まえると、基材30の第1屈折率調整層15に接触する面の表面粗さは、十点平均粗さRzで、0.5μm以上5μm以下であることがさらに好ましい。ここで十点平均粗さRzは、JIS B 0601(1994)で規定される十点平均粗さRzである。
基材フィルム31は、保持層32及びパターン導電体40を支持する基材として機能する。基材フィルム31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基板である。基材フィルム31としては、可視光を透過し、保持層32及びパターン導電体40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31は、光透過性や、保持層32及びパターン導電体40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。
保持層32は、後述する製造方法において、パターン導電体40を構成するようになる金属箔460を、基材フィルム31上に接合する層である。保持層32は、例えば、透明な電気絶縁性の樹脂シートを基材フィルム31上に積層したり、基材フィルム31上に樹脂材料を塗布することにより形成することができる。このような保持層32としては、例えば、2液硬化性ウレタン接着剤や2液硬化性エポキシ接着剤を用いることができる。また、保持層32の厚さは、光透過性や、導電体付きシート20と第1ガラス11との接合性等を考慮して、1μm以上100μm以下とすることが好ましい。更に好ましくは、保持層32の厚さを1μm以上15μm以下とすることである。
次に、図4及び図5を参照しながら、パターン導電体40について説明する。図4及び図5は、いずれも導電体付きシート20をそのシート面の法線方向から見た平面図である。図4は、パターン導電体40の配置パターンの一例を示す図である。図5は、パターン導電体40の配置パターンの他の例を示す図である。
パターン導電体40は、バッテリー等の電源7から、配線部17及び接続部18を介して通電され、抵抗加熱により発熱する。そして、この熱が第1及び第2接合層13,14を介して第1及び第2ガラス11,12に伝わることで、第1及び第2ガラス11,12が温められる。
図4に示された例では、パターン導電体40は、線状導電体41が多数の開口43を画成するメッシュ状のパターンで配置されている。パターン導電体40は、2つの分岐点42の間を延びて、開口43を画成する複数の接続要素44を含んでいる。すなわち、パターン導電体40の線状導電体41は、両端において分岐点42を形成する多数の接続要素44の集まりとして構成されている。とりわけ図示された例では、分岐点42において、3つの接続要素44が等角度で接続されることにより、6つの接続要素44で囲まれた同一形状のハニカム状の開口43が多数画成されている。
図示された例では、パターン導電体40は、同一形状のハニカム状の開口43が規則的に配置されたメッシュパターンを有しているが、このようなメッシュパターンに限られず、三角形、矩形等の同一形状の開口43が規則的に配置されたメッシュパターン、異形状の開口43が規則的に配置されたメッシュパターン、ボロノイメッシュのような、異形状の開口43が不規則的に配置されたメッシュパターン等、種々のメッシュパターンを用いることができる。
更に、パターン導電体40のパターンは、メッシュパターンに限られない。図5に示されたパターン導電体40は、一対の接続部18を連結する複数の線状導電体41を有している。図示された例では、複数の線状導電体41は、それぞれ波線状のパターンで一方の接続部18から他方の接続部18へ延在している。複数の線状導電体41は、当該線状導電体41の延在方向と非平行な方向に、互いから離間して配列されている。とりわけ、複数の線状導電体41は、当該線状導電体41の延在方向と直交する方向に配列されている。これにより、隣接する2つの導電性細線41の間には、間隙45が形成される。各線状導電体41は、波線状のパターンの他に、直線状、折れ線状または正弦波状等のパターンで一対の接続部18の間を延びていてもよい。
このようなパターン導電体40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、及び、これらの合金の一以上を例示することができる。パターン導電体40は、このような金属材料の金属箔460をパターニングしてなる。
パターン導電体40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、パターン導電体40は、70%以上90%以下程度の高い開口率(非被覆率)で形成される。また、線状導電体41の線幅は、2μm以上20μm以下程度となっている。このため、パターン導電体40は、全体として透明に把握され、視認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41は、第1ガラス11に対向する面41a、保持層32に対向する面41b、及び、側面41c,41dを有し、全体として矩形状の断面を有している。線状導電体41の幅W、すなわち、発熱板10の板面に沿った幅Wは2μm以上20μm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60μm以下とすることが好ましい。このような寸法の線状導電体41によれば、その線状導電体41が十分に細線化されているので、パターン導電体40を効果的に不可視化することができる。
また、線状導電体41は、導電性金属層46、導電性金属層46の表面のうち、保持層32に対向する側の面を覆う第1の暗色層47、導電性金属層46の表面のうち、第1ガラス11に対向する側の面及び両側面を覆う第2の暗色層48を含んでいる。
優れた導電性を有する金属材料からなる導電性金属層46は、比較的高い反射率を呈する。そして、パターン導電体40の線状導電体41をなす導電性金属層46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46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47,48が、導電性金属層46の表面の少なくとも一部分に配置されている。第1及び第2の暗色層47,48は、導電性金属層46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47,48によって、導電性金属層46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、パターン導電体40は、前述したように、透視性または視認性を確保する観点から、高い開口率(非被覆率)にて開口43(又は間隙45のような非被覆部)を形成している。このため、図3に示すように、次に説明する第1屈折率調整層15と導電体付きシート20の保持層32とは、パターン導電体40の開口43を介して接触している。このため、パターン導電体40は、第1屈折率調整層15内に埋め込まれた状態となっている。
次に、第1及び第2屈折率調整層15,16について説明する。第1屈折率調整層15は、導電体付きシート20と第1接合層13との間に配置され、導電体付きシート20の基材30と第1接合層13とに接触している。すなわち、第1屈折率調整層15は、基材30との間で界面を形成し、且つ、第1接合層13と間で界面を形成している。第1屈折率調整層15は、基材30と第1接合層13との間で屈折率を調整し、基材30と第1接合層13との間の界面を進む光の反射率を低減する。具体的には、第1屈折率調整層15の屈折率nz1は、基材30の第1屈折率調整層15に接触する部分での屈折率nx1及び第1接合層13の屈折率ny1に対し、次の式(a)及び(b)のいずれかを満たすように設定される。
x1<nz1<ny1 ・・・(a)
y1<nz1<nx1 ・・・(b)
図示された実施の形態において、基材30の第1屈折率調整層15に接触する部分での屈折率nx1は、基材30の保持層32の屈折率となる。
同様に、第2屈折率調整層16は、導電体付きシート20と第2接合層14との間に配置され、導電体付きシート20の基材30と第2接合層14とに接触している。すなわち、第2屈折率調整層16は、基材30との間で界面を形成し、且つ、第2接合層14との間で界面を形成している。第2屈折率調整層16は、基材30と第2接合層14との間で屈折率を調整し、基材30と第2接合層14との間の界面を進む光の反射率を低減する。具体的には、第2屈折率調整層16の屈折率nz2は、基材30の第2屈折率調整層16に接触する部分での屈折率nx2及び第2接合層14の屈折率ny2に対し、次の式(c)及び(d)のいずれかを満たすように設定される。
x2<nz2<ny2 ・・・(c)
y2<nz2<nx2 ・・・(d)
図示された実施の形態において、基材30の第2屈折率調整層16に接触する部分での屈折率nx2は、基材30の基材フィルム31の屈折率となる。
一般に、屈折率nを有する媒質Aと、屈折率nを有する媒質Bとの界面に垂直に入射する光の当該界面における反射率Rは、
R=(n−n/(n+n
である。すなわち、媒質Aと媒質Bと間の屈折率差が小さいほど急激に反射率Rが小さくなる。
そして、第1屈折率調整層15の屈折率nz1が、基材30の第1屈折率調整層15に接触する部分での屈折率nx1と第1接合層13の屈折率ny1との間に設定されている場合、すなわち式(a)及び(b)のいずれかが満たされる場合、第1屈折率調整層15が設けられていない場合と比べて、界面の数は増加するが、基材30と第1接合層13との間を進む光の合計の反射率を小さくすることができる。同様に、第2屈折率調整層16の屈折率nz2が、基材30の第2屈折率調整層16に接触する部分での屈折率nx2と第2接合層14の屈折率ny2との間に設定されている場合、すなわち式(c)又は(d)のいずれかが満たされる場合、第2屈折率調整層16が設けられていない場合と比べて、基材30と第2接合層14との間を進む光の合計の反射率を小さくすることができる。
このような第1及び第2屈折率調整層15,16の材質としては、可視光透過性を有する種々の樹脂材料、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、エチレンと酢酸ビニルまたはアクリル酸などとの共重合体、エチレンとスチレンおよび/またはブタジエンなどとの共重合体、オレフィン樹脂、環状ポリオレフィン、環状オレフィンコポリマー、セルロースなどの熱可塑性樹脂および/またはその変性樹脂、光重合性化合物の重合体、およびエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂等、の少なくともいずれかを用いることができる。これらの一例としてポリエチレンテレフタラート(PET)の屈折率は、1.59〜1.67である。また、第1及び第2屈折率調整層15,16の厚さは、0.005mm以上0.1mm以下であることが好ましい。
次に、図6〜図16を参照して、発熱板10の製造方法の一例について説明する。図6〜図16は、発熱板10の製造方法の一例を順に示す断面図である。
まず、図6に示すように、対向する一対の面460a,460bのうちの少なくとも一方の面460bが粗面となっている金属箔460を準備する。金属箔460は、線状導電体41の導電性金属層46を形成するようになる。金属箔460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、及び、これらの合金の箔を用いることができる。また、金属箔460の厚さは、1μm以上60μm以下とすることができる。少なくとも一方の面460bが粗面となっている金属箔460は、金属箔460の作製時に少なくとも一方の面460bが粗面となったものを用いてもよいし、金属箔460の作成後に、少なくとも一方の面460bに公知の粗面化処理を行ったものを用いてもよい。なお、電界めっきにより連続的に作製される金属箔では、通常、電界めっきを行う際の電極が粗面となっていることから、一方の面が粗面となる。金属箔460の粗面460bの表面粗さは、十点平均粗さRzで、0.5μm以上10μm以下であることが好ましく、0.5μm以上5μm以下であることがより好ましい。このような粗面460bを有する金属箔460によれば、後述の金属箔460の保持層32への積層・圧着工程で、保持層32の面32aの表面粗さを、適切に、十点平均粗さRzで、0.5μm以上10μm以下、更に好ましくは0.5μm以上5μm以下とすることができる。
次に、図7に示されているように、金属箔460の粗面460bに、線状導電体41の第1の暗色層47を形成するようになる暗色膜470を形成する。暗色膜470は、例えば金属箔460をなす材料の一部分に暗色化処理(黒化処理)を施して、金属箔460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暗色膜470を形成することができる。また、暗色材料の塗膜や、ニッケルやクロム等のめっき層等のように、金属箔460の粗面460bの表面に暗色膜470を設けるようにしてもよい。以上のようにして作製された暗色膜470の表面は、金属箔460の粗面460bに対応し、粗面470bとして形成される。
次に、図8に示すように、基材30として基材フィルム31上に保持層32を形成し、この保持層32の基材フィルム31と対向する面と反対側の面32aと、暗色膜470の粗面470bとが対向するようにして、金属箔460及び暗色層470の積層物を基材30上に積層する。基材フィルム31としては、例えば、0.03mm以上0.20mm以下の厚さを有する、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用いることができる。保持層32は、例えば、基材フィルム31上に接着性または粘着性(タック性)を有する樹脂シートを基材フィルム31上に積層したり、基材フィルム31上に樹脂材料を塗布した後にこの樹脂材料を半硬化状態として、接着性または粘着性(タック性)を有するようにして、形成することができる。
次に、保持層32の基材フィルム31と対向する面と反対側の面(上面)32aと、金属箔460及び暗色膜470の積層物の粗面460bと、が対向するように、保持層32上に金属箔460及び暗色膜470の積層物を積層する。その後、金属箔460及び暗色膜470の積層物を保持層32に向かって押圧する。この押圧により、暗色層470の粗面470bと接する保持層32の上面32aをなす樹脂材は、暗色層470の粗面470bの微細な凹凸の内部に入り込む。これにより、保持層32の上面32aに暗色層470の粗面470bが転写され、保持層32の上面32aは粗面として形成される。そして、この状態で加熱や電離放射線の照射等により保持層32を硬化させると、いわゆるアンカー効果により、図9に示されているように、金属箔460と保持層32とが強固に接合される。この保持層32の上面32aの表面粗さは、十点平均粗さRzで、0.5μm以上10μm以下、更に好ましくは0.5μm以上5μm以下となっている。
次に、図10に示すように、金属箔460上に、レジストパターン49を設ける。レジストパターン49は、形成されるべきパターン導電体40のパターンに対応したパターンとなっている。ここで説明する方法では、最終的にパターン導電体40をなす箇所の上にのみ、レジストパターン49が設けられている。このレジストパターン49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、図11に示すように、レジストパターン49をマスクとして、金属箔460及び暗色膜470をエッチングする。このエッチングにより、金属箔460及び暗色膜470がレジストパターン49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箔460から、線状導電体41の一部をなすようになる導電性金属層46が形成される。また、パターニングされた暗色膜470から、線状導電体41の一部をなすようになる第1の暗色層47が形成される。
このとき、保持層32の基材フィルム31と対向する面と反対側の面(上面)32a、すなわち、保持層32の金属箔460に接していた上面32aのうち、上述のエッチングにより暗色膜470を含む金属箔460が除去された露出部分32a1が露出する。この露出部分32a1は、前述のように金属箔460の粗面460bに対応した凹凸を有する暗色膜470の粗面470bに接して粗面となっている。そして、この粗面の凹凸の内部に入り込んでいた暗色膜470が金属箔460とともにエッチングにより除去されることにより、金属箔460が除去された部分32a1は、その表面粗さが十点平均粗さRzで、0.5μm以上10μm以下、更に好ましくは0.5μm以上5μm以下である粗面となって露出する。
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、図12に示すように、レジストパターン49を除去する。
次に、導電性金属層46の第1の暗色層47と反対側の面41a及び側面41c,41dに第2の暗色層48を形成する。第2の暗色層48は、例えば導電性金属層46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46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48を形成することができる。また、暗色材料の塗膜や、ニッケルやクロム等のめっき層等のように、導電性金属層46の表面に第2の暗色層48を設けるようにしてもよい。また、導電性金属層46の表面を粗化して第2の暗色層48を設けるようにしてもよい。このようにして図13に示すような導電体付きシート20が作成される。
次に、図14のように、作成された導電体付きシート20上にあるパターン導電体40の側から、パターン導電体40を覆うように第1屈折率調整層15を設ける。つまり、図示された例では、第1屈折率調整層15の厚さがパターン導電体40の高さHよりも大きくなっている。第1屈折率調整層15は、基材30との間で界面を形成する。同様に、図15のように、導電体付きシート20の基材フィルム31の側から、第2屈折率調整層16を設ける。第2屈折率調整層16は、基材30との間で界面を形成する。第1屈折率調整層15及び第2屈折率調整層16は、例えば、樹脂材料を塗布して硬化させることにより、作製され得る。
なお、パターン導電体40は、前述したように、透視性または視認性を確保する観点から、高い開口率(非被覆率)にて開口43(又は間隙45のような非被覆部)を形成している。このため、図3に示すように、第1屈折率調整層15と導電体付きシート20の保持層32とは、パターン導電体40の開口43を介して接触している。ここで、保持層32の第1ガラス11に対向する露出部分(露出面)32aのうち、少なくとも第1屈折率調整層15に対面する露出部分32a1の表面粗さは、十点平均粗さRzで、0.5μm以上10μm以下、更に好ましくは0.5μm以上5μm以下となっている。このような表面粗さを有する保持層32は、保持層32の上面32aのうち、少なくとも被接合面32a1に、微細な凹凸を有する。そして、この微細な凹凸の内部に第1屈折率調整層15が入り込み、その状態で第1屈折率調整層15が硬化することで、いわゆるアンカー効果により保持層32の被接合面32a1と第1屈折率調整層15とが強固に接合される。
最後に、図16のように、第1屈折率調整層15の側から第1接合層13及び第1ガラス11を積層して、第1屈折率調整層15と第1ガラス11とを接合する。同様に、第2屈折率調整層16の側から第2接合層14及び第2ガラス12を積層して、第2屈折率調整層16と第2ガラス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。
ところで、本件発明者らが研究を行ったところ、従来の方法で製造される導電体付きシートを含んだ発熱板には、白濁が生じ得ることがあった。とりわけ、パターン導電体が金属箔をパターニングすることによって得られる場合、より顕著に白濁が生じた。本件発明者らが鋭意検討を重ねたところ、この白濁は、発熱板内部での光の反射、より具体的には接合層と基材との間での反射によるものであることが知見された。すなわち、従来の発熱板では、一対の接合層の間にタングステン配線が直接保持されていた。そして、接合層をなす材料として、ガラス板との間で大きな屈折率差を生じさせない材料が選択されてきた。このような従来の発熱板は、大きな屈折率差を有する屈折率界面を含まず、結果として、発熱板内での反射や屈折とった現象は生じにくくなっていた。
このような発熱板では、接合層は、ガラスと導電体付きシートの基材との間に位置するようになる。したがって、物性やコスト面からの制約により、ガラスと導電体付きシートの基材との間に屈折率差が生じていれば、当然に、接合層とガラスとの間、および、接合層と基材との間に屈折率界面が生じるようになる。したがって、発熱板の内部において、反射や屈折が引き起こされ、この結果として、白濁感が生じていた。とりわけ、パターン導電体が金属箔をパターンニングすることによって得られる場合には、上述したように、基材の表面が凹凸面として形成され得る。この発熱板の内部では、拡散が生じるため、白濁感がより顕著になっていたものと推測される。
一方、本実施の形態では、上述してきたように、第1屈折率調整層15が、導電体付きシート20と第1接合層13との間に配置されており、第1屈折率調整層15の屈折率nz1は、基材30の第1屈折率調整層15に接触する部分での屈折率nx1及び第1接合層13の屈折率ny1に対し、次の式(a)及び(b)のいずれかを満たすように設定される。
x1<nz1<ny1 ・・・(a)
y1<nz1<nx1 ・・・(b)
式(a)及び(b)のいずれか一方を満たす第1屈折率調整層15を設けることにより、この第1屈折率調整層15が設けられていない場合と比べて、すなわち、第1接合層13が基材30に隣接する場合と比較して、界面の数は増加するが、基材30と第1接合層13との間を進む光の合計の反射率を小さくすることができる。これにより、白濁を効果的に目立たなくさせることができる。
また、基材30と第1屈折率調整15との界面が粗面となっている場合には、基材と第1屈折率層15との間の界面での反射、すなわち拡散反射を抑制することが、白濁対策の有効となる。したがって、第1屈折率調整層15の屈折率nz1が、基材30の第1屈折率調整層15に接触する部分での屈折率nx1及び第1接合層13の屈折率ny1に対し、次の式(e)を満たすことが好ましい。
|nx1−nz1|≦|ny1−nz1| ・・・(e)
式(e)が満たされる場合、基材30と第1屈折率調整15との界面での反射が効果的に防止され、白濁をより効果的に目立たなくさせることができる。
同様に、本実施の形態では、上述してきたように、第2屈折率調整層16が、導電体付きシート20と第2接合層14との間に配置されており、第2屈折率調整層16の屈折率nz2は、基材30の第2屈折率調整層16に接触する部分での屈折率nx2及び第2接合層14の屈折率ny2に対し、次の式(c)及び(d)のいずれかを満たすように設定される。
x2<nz2<ny2 ・・・(c)
y2<nz2<nx2 ・・・(d)
式(c)及び(d)のいずれか一方を満たす第2屈折率調整層16を設けることにより、この第2屈折率調整層16が設けられていない場合と比べて、すなわち、第2接合層14が基材30に隣接する場合と比較して、界面の数は増加するが、基材30と第2接合層14との間を進む光の合計の反射率を小さくすることができる。これにより、白濁を効果的に目立たなくさせることができる。
以上のように、本実施の形態における発熱板10は、第1ガラス11及び第2ガラス12と、第1ガラス11及び第2ガラス12の間に配置され、基材30と、基材30の第1ガラス11に対面する面上に設けられ且つ線状導電体41を含むパターン導電体40と、を有する導電体付きシート20と、第1ガラス11及び導電体付きシート20の間に設けられた第1接合層13、及び、第2ガラス12及び導電体付きシート20の間に設けられた第2接合層14と、導電体付きシート20及び第1接合層13の間に設けられた第1屈折率調整層15と、を備え、第1屈折率調整層15の屈折率nz1、基材30の第1屈折率調整層15に接触する部分での屈折率nx1、及び、第1接合層13の屈折率ny1が、式(a)及び(b)のいずれかを満たしている。
x1<nz1<ny1 ・・・(a)
y1<nz1<nx1 ・・・(b)
このような発熱板10によれば、基材30と第1接合層13との間を進む光の反射率を低減することができ、これにより、白濁を効果的に目立たなくすることができる。
なお、白濁感は、通常粗面を有するようになる金属箔460をパターニングしてなるパターン導電体40や十点平均粗さRzで、0.5μm以上10μm以下、より好ましくは0.5μm以上5μm以下となっている粗面を含んだパターン導電体40を含む導電体付きシート20を発熱板10に適用した場合に、生じ易い。その一方で、このようなパターン導電体40を含む導電体付きシート20は、発熱板10への適用において、当該粗面に隣接する層との密着性を効果的に改善することができるといった利点を有している。すなわち、白濁感を効果的に消失させ得る第1屈折率調整層15は、金属箔460をパターニングすることにより形成されたパターン導電体40を含んだ導電体付きシート20又は十点平均粗さRzで、0.5μm以上10μm以下、より好ましくは0.5μm以上5μm以下である粗面を有するパターン導電体40を含んだ導電体付きシート20との組み合わせにおいて、導電体付きシート20の利点を生かしつつ、その不具合を解消することができる。この点から、第1屈折率調整層15の設置は、金属箔460をパターニングすることにより形成されたパターン導電体40または十点平均粗さRzで、0.5μm以上10μm以下、より好ましくは0.5μm以上5μm以下である粗面を有するパターン導電体との組み合わせにおいて、とりわけ有用である。
また、本実施の形態における発熱板10において、基材30の第2ガラス12に対面する面上に設けられた第2屈折率調整層16を、更に備え、第2屈折率調整層16の屈折率nz2、基材30の第2屈折率調整層16に接触する部分での屈折率nx2、及び、第2接合層16の屈折率ny2が、式(c)又は(d)のいずれかを満たしている。
x2<nz2<ny2 ・・・(c)
y2<nz2<nx2 ・・・(d)
このような発熱板10によれば、基材30と第2接合層14との間を進む光の反射率を低減することができ、これにより、白濁を効果的に目立たなくすることができる。
なお、前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。以下、図面を適宜参照しながら、変形例について説明する。以下の説明及び以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、前述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。
図17に発熱板の一変形例を示す。図17に示された例において、第1屈折率調整層15の厚さが線状導電体41の高さHと等しい。また、この変形例に限られず、第1屈折率調整層15の厚さが線状導電体41の高さHより小さくてもよい。
図19に発熱板の他の変形例を示す。図19に示された例のように、発熱板10は、基材フィルム31を含まないようにしてもよい。例えば、図18に示すように、導電体付きシート20のパターン導電体40の側から第1屈折率調整層15を設けたものに、第1屈折率調整層15の側から第1接合層13および第1ガラス11を積層して、導電体付きシートと第1のガラス板11とを接合した後に、導電体付きシート20から基材フィルム31を除去することができる。その後、導電体付きシート20の基材フィルム31を除去した面に、第2屈折率調整層16,第2接合層14および第2ガラス12を積層して、導電体付きシート20と第2ガラス12とを接合すると、図19に示した発熱板10を作製することができる。
この場合、基材フィルム31と保持層32との間に界面剥離型の剥離層を設けるか、保持層32中に層間剥離型または凝集剥離型の剥離層を設けることが好ましい。界面剥離型の剥離層としては、保持層32と第1屈折率調整層15との密着性と比べて、保持層32と基材フィルム31との密着性が相対的に低くなる剥離層を好適に用いることができる。このような層としては、シリコーン樹脂層、フッ素樹脂層、ポリオレフィン樹脂層等が挙げられる。層間剥離型のものとしては、複数層のフィルムを含み、保持層32と第1屈折率調整層15との密着性および保持層32と基材フィルム31との密着性と比べて、当該複数層間相互の密着性が相対的に低い剥離層を例示することができる。また、凝集剥離型のものとしては、連続相としてのベース樹脂中に分散相としてのフィラーを分散させた剥離層を例示することができる。
前述した実施の形態において、発熱板10が、第1屈折率調整層15及び第2屈折率調整層16を有する例を示したが、この例に限られず、第1屈折率調整層15及び第2屈折率調整層16の一方を省略してもよい。
さらに、前述した実施の形態において、金属箔460をパターニングしてパターン導電体40を作製する例を示したが、この例に限られない。蒸着等の他の成膜方法により基材30上に作製された金属膜をパターニングすることによって、パターン導電体40が作製されるようにしてもよい。また、前述した実施の形態において、基材30の屈折率調整層15に接触する面の表面粗さが、十点平均粗さRzで、0.5μm以上10μm以下である例を示したが、この例に限られない。これらの変形例によっても、白濁を効果的に目立たなくすることができる。
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、航空機、船舶、宇宙船等の乗り物の窓に用いてもよい。
更に、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、住宅の窓等に使用することもできる。
なお、以上において前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。
1 自動車
5 フロントウィンドウ
7 電源
10 発熱板
11 第1ガラス
12 第2ガラス
13 第1接合層
14 第2接合層
15 第1屈折率調整層
16 第2屈折率調整層
17 配線部
18 接続部
20 導電体付きシート
30 基材
31 基材フィルム
32 保護層
40 パターン導電体
41 線状導電体
42 分岐点
43 開口
44 接続要素
45 間隙
46 導電性金属層
460 金属箔
47 第1の暗色層
470 暗色膜
48 第2の暗色層
49 レジストパターン

Claims (10)

  1. 電圧を印加されると発熱する発熱板であって、
    第1ガラス及び第2ガラスと、
    前記第1ガラス及び前記第2ガラスの間に配置され、基材と、前記基材の前記第1ガラスに対面する面上に設けられ且つ線状導電体を含むパターン導電体と、を有する導電体付きシートと、
    前記第1ガラス及び導電体付きシートの間に設けられた第1接合層、及び、前記第2ガラス及び導電体付きシートの間に設けられた第2接合層と、
    前記導電体付きシート及び前記第1接合層の間に設けられた屈折率調整層と、を備え、
    前記屈折率調整層の屈折率nz1、前記基材の前記屈折率調整層に接触する部分での屈折率nx1、及び、前記第1接合層の屈折率ny1が、次の式(a)を満たす、発熱板。
    x1 <n z1 <n y1 ・・・(a)
  2. 電圧を印加されると発熱する発熱板であって、
    第1ガラス及び第2ガラスと、
    前記第1ガラス及び前記第2ガラスの間に配置され、基材と、前記基材の前記第1ガラスに対面する面上に設けられ且つ線状導電体を含むパターン導電体と、を有する導電体付きシートと、
    前記第1ガラス及び導電体付きシートの間に設けられた第1接合層、及び、前記第2ガラス及び導電体付きシートの間に設けられた第2接合層と、
    前記導電体付きシート及び前記第1接合層の間に設けられた屈折率調整層と、を備え、
    前記屈折率調整層の屈折率n z1 、前記基材の前記屈折率調整層に接触する部分での屈折率n x1 、及び、前記第1接合層の屈折率n y1 が、次の式(a)及び(b)のいずれかを満たし、
    前記パターン導電体は、金属箔をパターニングしてなる、発熱板。
    x1 <n z1 <n y1 ・・・(a)
    y1 <n z1 <n x1 ・・・(b)
  3. 電圧を印加されると発熱する発熱板であって、
    第1ガラス及び第2ガラスと、
    前記第1ガラス及び前記第2ガラスの間に配置され、基材と、前記基材の前記第1ガラスに対面する面上に設けられ且つ線状導電体を含むパターン導電体と、を有する導電体付きシートと、
    前記第1ガラス及び導電体付きシートの間に設けられた第1接合層、及び、前記第2ガラス及び導電体付きシートの間に設けられた第2接合層と、
    前記導電体付きシート及び前記第1接合層の間に設けられた屈折率調整層と、を備え、
    前記屈折率調整層の屈折率n z1 、前記基材の前記屈折率調整層に接触する部分での屈折率n x1 、及び、前記第1接合層の屈折率n y1 が、次の式(a)及び(b)のいずれかを満たし、
    前記基材の前記屈折率調整層に接触する面の表面粗さは、十点平均粗さRzで、0.5μm以上10μm以下である、発熱板。
    x1 <n z1 <n y1 ・・・(a)
    y1 <n z1 <n x1 ・・・(b)
  4. 前記基材の前記第2ガラスに対面する面上に設けられた第2屈折率調整層を、更に備え、
    前記第2屈折率調整層の屈折率n z2 、前記基材の前記第2屈折率調整層に接触する部分での屈折率n x2 、及び、前記第2接合層の屈折率n y2 が、次の式(c)及び(d)のいずれかを満たす、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発熱板。
    x2 <n z2 <n y2 ・・・(c)
    y2 <n z2 <n x2 ・・・(d)
  5. 電圧を印加されると発熱する発熱板であって、
    第1ガラス及び第2ガラスと、
    前記第1ガラス及び前記第2ガラスの間に配置され、基材と、前記基材の前記第1ガラスに対面する面上に設けられ且つ線状導電体を含むパターン導電体と、を有する導電体付きシートと、
    前記第1ガラス及び導電体付きシートの間に設けられた第1接合層、及び、前記第2ガラス及び導電体付きシートの間に設けられた第2接合層と、
    前記導電体付きシート及び前記第1接合層の間に設けられた屈折率調整層と、を備え、
    前記屈折率調整層の屈折率n z1 、前記基材の前記屈折率調整層に接触する部分での屈折率n x1 、及び、前記第1接合層の屈折率n y1 が、次の式(a)及び(b)のいずれかを満たし、
    前記基材の前記第2ガラスに対面する面上に設けられた第2屈折率調整層を、更に備え、
    前記第2屈折率調整層の屈折率n z2 、前記基材の前記第2屈折率調整層に接触する部分での屈折率n x2 、及び、前記第2接合層の屈折率n y2 が、次の式(c)及び(d)のいずれかを満たす、発熱板。
    x1 <n z1 <n y1 ・・・(a)
    y1 <n z1 <n x1 ・・・(b)
    x2 <n z2 <n y2 ・・・(c)
    y2 <n z2 <n x2 ・・・(d)
  6. 前記屈折率調整層の屈折率n z1 、前記基材の前記屈折率調整層に接触する部分での屈折率n x1 、及び、前記第1接合層の屈折率n y1 が、次の式(e)を満たす、請求項1〜5のいずれか一項に記載の発熱板。
    |n x1 −n z1 |≦|n y1 −n z1 ・・・(e)
  7. 電圧を印加されると発熱する発熱板であって、
    第1ガラス及び第2ガラスと、
    前記第1ガラス及び前記第2ガラスの間に配置され、基材と、前記基材の前記第1ガラスに対面する面上に設けられ且つ線状導電体を含むパターン導電体と、を有する導電体付きシートと、
    前記第1ガラス及び導電体付きシートの間に設けられた第1接合層、及び、前記第2ガラス及び導電体付きシートの間に設けられた第2接合層と、
    前記導電体付きシート及び前記第1接合層の間に設けられた屈折率調整層と、を備え、
    前記屈折率調整層の屈折率n z1 、前記基材の前記屈折率調整層に接触する部分での屈折率n x1 、及び、前記第1接合層の屈折率n y1 が、次の式(a)及び(b)のいずれかを満たし、
    前記屈折率調整層の屈折率n z1 、前記基材の前記屈折率調整層に接触する部分での屈折率n x1 、及び、前記第1接合層の屈折率n y1 が、次の式(e)を満たす、発熱板。
    x1 <n z1 <n y1 ・・・(a)
    y1 <n z1 <n x1 ・・・(b)
    |n x1 −n z1 |≦|n y1 −n z1 ・・・(e)
  8. 前記基材は、基材フィルムと、前記基材フィルムと前記パターン導電体とを接合する保持層と、を有し、
    前記保持層は、前記パターン導電体をなす隣り合う前記線状導電体の間となる領域において、前記屈折率調整層と接触する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の発熱板。
  9. 前記パターン導電体は、金属箔をパターニングしてなり、
    前記保持層は、前記金属箔を前記基材フィルムに接合する層である、請求項に記載の発熱板。
  10. 請求項1〜のいずれか一項に記載された発熱板を備えた乗り物。
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