(57)【要約】  本発明は、発熱体およびその製造方法に関し、より詳しくは、ａ）透明基材、ｂ）前記透明基材の少なくとも一面に備えられた導電性発熱パターンとして、横方向の平均線間間隔よりも縦方向の平均線間間隔が広い形態を有する導電性発熱パターンを含む発熱体およびその製造方法に関する。本発明によれば、光の回折および干渉現象による副作用を最小化できるだけでなく、低電圧で発熱性能が優れており、目立たない発熱体を製造することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）透明基材、
ｂ）前記透明基材の少なくとも一面に備えられた導電性発熱パターンとして、横方向の平均線間間隔よりも縦方向の平均線間間隔が広い形態を有する導電性発熱パターンを含む、発熱体。
【請求項２】
前記導電性発熱パターンの横方向の平均線間間隔よりも縦方向の平均線間間隔が１倍〜１０倍さらに広い、請求項１に記載の発熱体。
【請求項３】
前記発熱体は、ｃ）前記導電性発熱パターンの両終端に電気的に連結したバスバー、およびｄ）前記バスバーと連結した電源部をさらに含む、請求項１に記載の発熱体。
【請求項４】
前記発熱体は、地面の垂直線に対して３０度が傾いたとき、前記発熱体と７ｍ離れた光源から出た光が前記発熱体を通過したときに光源の円周方向に干渉模様が実質的に発生しない、請求項１に記載の発熱体。
【請求項５】
前記導電性発熱パターンは規則的なパターンである、請求項１に記載の発熱体。
【請求項６】
前記導電性発熱パターンは不規則的なパターンである、請求項１に記載の発熱体。
【請求項７】
前記導電性発熱パターンは、前記導電性発熱パターンと交差する直線を描いたとき、前記直線と前記導電性発熱パターンの隣接する交点間の距離の平均値に対する標準偏差の割合（距離分布の割合）が２％以上であるパターンを含む、請求項１に記載の発熱体。
【請求項８】
前記導電性発熱パターンは、分布が連続的な閉鎖図形からなり、前記閉鎖図形の面積の平均値に対する標準偏差の割合（面積分布の割合）が２％以上であるパターンを含む、請求項１に記載の発熱体。
【請求項９】
前記導電性発熱パターンは、直径２０ｃｍの任意の円に対する透過率偏差が５％以下である、請求項１に記載の発熱体。
【請求項１０】
前記導電性発熱パターンは、ボロノイ図（Ｖｏｒｏｎｏｉ  ｄｉａｇｒａｍ）をなす図形の境界線形態またはドロネーパターン（Ｄｅｌａｕｎａｙ  ｐａｔｔｅｒｎ）をなす少なくとも１つの三角形からなる図形の境界線形態のパターンを含む、請求項１に記載の発熱体。
【請求項１１】
前記導電性発熱パターンは線幅が１００マイクロメータ以下である、請求項１に記載の発熱体。
【請求項１２】
前記導電性発熱パターンの横方向の平均線間間隔は３０ｍｍ以下である、請求項１に記載の発熱体。
【請求項１３】
前記透明基材の導電性発熱パターンが備えられた面に追加の透明基材が備えられる、請求項１に記載の発熱体。
【請求項１４】
前記透明基材は、ガラス、プラスチック基板、またはフィルムである、請求項１に記載の発熱体。
【請求項１５】
運送手段または建築物ガラス用である、請求項１に記載の発熱体。
【請求項１６】
請求項１〜１５のうちのいずれか一項に記載の発熱体を含む、運送手段または建築物用ガラス。
【請求項１７】
前記ガラスは自動車用フロントガラスである、請求項１６に記載の運送手段または建築物用ガラス。
【請求項１８】
透明基材の一面に導電性発熱パターンとして、横方向の平均線間間隔よりも縦方向の平均線間間隔が広い形態を有する導電性発熱パターンを形成する段階を含む、発熱体の製造方法。
【請求項１９】
前記導電性発熱パターンの両端に電気的に連結したバスバー（ｂｕｓ  ｂａｒ）を形成する段階、および前記バスバーと連結した電源部を準備する段階をさらに含む、請求項１８に記載の発熱体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体およびその製造方法に関する。本出願は、２０１０年４月１日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１０−００３００３０号の出願日の利益を主張し、その内容すべては本明細書に含まれる。
【背景技術】
【０００２】
冬季や雨が降る日には、自動車外部と内部の温度差によって自動車ガラスに水蒸気が発生する。また、室内スキー場の場合、スロープがある内部とスロープ外部の温度差によって結露現象が発生する。これを解決するために発熱ガラスが開発された。
【０００３】
発熱ガラスは、ガラス表面に熱線シートを付着したり、ガラス表面に直接に熱線を形成したりした後、熱線の両端子に電気を印加して熱線から熱を発生させ、これによってガラス表面の温度を上げる概念を利用する。自動車用または建築用の発熱ガラスは、熱を円滑に発生させるために低い抵抗も重要であるが、人間の目に目立たないようにしなければならない。このために、既存の発熱ガラスは、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）やＡｇ薄膜のような透明導電材料を利用してスパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工程によって発熱層を形成した後、電極を前終端に連結して製造していた。さらに他の方法では、人間が認識できない程度の微細パターンをフォトリソグラフィ（Ｐｈｏｔｏ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）方式によって製造することもできる。このように導電性の微細パターンを製作して発熱体および導電体など多くの分野に適用することができ、このとき、前記パターンの線幅やピッチまたはパターンの形態により、視認性や光学特性が良好でないという問題点が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、目立つことなく、光の回折と干渉現象による副作用を最小化することができる導電性の発熱パターンを含む発熱体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述したような目的を達成するために、本発明は、ａ）透明基材、ｂ）前記透明基材の少なくとも一面に備えられた導電性発熱パターンとして、横方向の平均線間間隔よりも縦方向の平均線間間隔が広い形態を有する導電性発熱パターンを含む発熱体を提供する。
【０００６】
また、本発明は、透明基材の一面に導電性発熱パターンとして、横方向の平均線間間隔よりも縦方向の平均線間間隔が広い形態を有する導電性発熱パターンを形成する段階を含む発熱体の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るパターンを含む発熱体は、光の回折および干渉現象による副作用を最小化できるだけでなく、低電圧で発熱性能が優れており、目立つことのない発熱体として製造されることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態である実施例１に係る発熱体の導電性発熱パターンを例示したものである。
【図２】本発明の一実施形態である実施例１の測定結果に関するものであって、実施例１で製造された発熱体を通過した光の干渉模様の写真を示すものである。
【図３】比較例１に係る発熱体の導電性発熱パターンを例示したものである。
【図４】比較例１の測定結果に関するものであって、比較例１で製造された発熱体を通過した光の干渉模様の写真を示すものである。
【図５】本発明の一実施状態に係る発熱体を通過した光の強度を測定するための装置構成を図式化したものである。
【図６】本発明の一実施状態に係る発熱体の導電性発熱パターンを例示したものである。
【図７】本発明の一実施状態によってドロネーパターンジェネレータの配置を例示したものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】
本発明に係る発熱体は、ａ）透明基材、ｂ）前記透明基材の少なくとも一面に備えられた導電性発熱パターンとして、横方向の平均線間間隔よりも縦方向の平均線間間隔が広い形態を有する導電性発熱パターンを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明において、横方向と縦方向は、前記発熱体が最終用途に適用されたとき、最終用途の製品の使用者が前記発熱体を眺める方向を基準として、左右方向を横方向とし、上下方向を縦方向とする。例えば、前記発熱体が自動車ガラスに適用される場合、使用者は自動車内に座った状態で前記発熱体を眺めるようになるため、自動車が停車した地面に対して水平である方向が横方向であり、地面に対して垂直である方向が縦方向である。本発明において、横方向または縦方向での平均線間間隔とは、特定方向へのすべての線間間隔を測定した値の平均値を意味する。
【００１２】
本発明に係る発熱体は、前記ａ）透明基材および前記ｂ）導電性発熱パターンの他に、ｃ）前記導電性発熱パターンの両終端に電気的に連結したバスバー、およびｄ）前記バスバーと連結した電源部をさらに含むことができる。
しかし、パターンを適用する場所により、光の回折と干渉方向を一方向に効果を高める必要がある。すなわち、パターンを適用しようとする基材が、光の回折および干渉方向が方向性を有することができる場合に該当するとき、特に自動車のフロントガラスなどのように適用しようとする製品が角度を有して傾いていたり、光が方向性を有したりする基材である場合には、光の回折と干渉方向を一方向に効果を高める必要がある。
【００１３】
したがって、このような場合、縦方向の平均線間間隔が横方向の線間間隔に比べて広い形態を有する形態を用いることにより、光の回折および干渉効果を大きく減らすことができる。この場合、縦方向の平均線間間隔は、横方向の平均線間間隔の１倍〜１０倍であることが好ましく、２倍〜５倍であることがより好ましい。すなわち、導電性発熱パターンを適用する目的に応じて、光の回折と干渉模様の方向性を調節することができる。
【００１４】
例えば、自動車のフロントガラスに適用する場合には、フロントガラスは地面に対して約３０度が傾いているため、横方向と縦方向の平均線間間隔が類似する場合には、外部光源の立場では横方向の平均線間間隔に比べて縦方向の平均線間間隔が小さく感じられるようになる。したがって、この場合、光の回折と干渉効果は縦方向に大きく現われるようになる。このとき、パターンの設計段階において、意図的に縦方向の平均線間間隔を横方向よりも広く、例えば２倍程度に広げて製作すれば、方向性を有した光の回折と干渉効果を無くすことができる。前記導電性発熱パターンの一例を図１に示したが、本発明の範囲がこれにのみ限定されることはない。
【００１５】
図１は、本発明の一実施状態に係る導電性発熱パターンを例示したものである。図１の発熱パターンは、縦方向の平均線間間隔が横方向の平均線間間隔の２倍である形態を有するものであって、このようなパターンを写真機の約３０度の角度に置いて写真を撮った結果を図２に示した。図２を詳察すれば、光がある一方向に広がらずに四方に広がることを確認することができ、本発明によれば、光の回折および干渉による副作用を最小化する可能性があることを知ることができる。
本発明に係る発熱体に含まれる導電性発熱パターンは、上述したように横方向の平均線間間隔よりも縦方向の平均線間間隔が広ければ特に制限されることなく、多様な形態を有することができる。本発明において、前記発熱パターンの発熱線は直線であることもできるが、曲線、波線、ジグザグ線などの多様な変形が可能である。
【００１６】
本発明では、導電性発熱パターンとして規則的なパターンを利用することもでき、不規則的なパターンを利用することもできる。例えば、導電性発熱パターンとして、導電性発熱パターンの形態としてグリッド（Ｇｒｉｄ）方式またはリニア（ｌｉｎｅａｒ）方式のような極めて規則的なパターンを用いることができる。
【００１７】
本発明では、前記導電性発熱パターンとして不規則的なパターンを用いることが好ましい。不規則的なパターンを利用する場合、導電性発熱パターンとガラスの屈折率差による光の回折および干渉模様を最小化することができる。不規則的なパターンは、自動車のヘッドライトや街灯のように、日没後に存在する単一光源によって光の回折および干渉模様効果を最小化する。これにより、運転手の安全と疲労度の深まりことを防ぐことができる。本発明では、前記不規則的な形態の導電性発熱パターンが前記透明基材の全体面積の３０％以上、好ましくは７０％以上、さらに好ましくは９０％以上に備えられることが好ましい。
【００１８】
本発明の一実施状態によれば、導電性発熱パターンとして、前記導電性発熱パターンと交差する直線を描いたとき、前記直線と前記導電性発熱パターンの隣接する交点間の距離の平均値に対する標準偏差の割合（距離分布の割合）が２％以上であるパターンを利用することができる。このようなパターンにより、暗い所にて肉眼で感知することができる光源の回折と干渉による副作用を防ぐことができる。
【００１９】
前記交差する直線は、線によって生成されたパターンの交差点の最隣接距離の偏差が小さい線を意味する。あるいは、任意の一点の接線に対して垂直な方向の線であることもできる。
【００２０】
前記導電性発熱パターンと交差する直線は、前記導電性発熱パターンとの隣接する交点間の距離の標準偏差が最も小さい線であることが好ましい。または、前記導電性発熱パターンと交差する直線は、前記導電性発熱パターンのある一点の接線に対して垂直な方向に延長した直線であることが好ましい。
【００２１】
前記導電性発熱パターンと交差する直線は、前記導電性発熱線との交点が８０個以上であることが好ましい。
【００２２】
前記導電性発熱パターンと交差する直線と前記導電性発熱パターンの隣接する交点間の距離の平均値に対する標準偏差の割合（距離分布の割合）が２％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましく、２０％以上であることがさらに好ましい。
【００２３】
このような発熱パターンは、透明基材の表面の少なくとも一部には他の形態の導電性発熱パターンに備えられることもできる。
【００２４】
本発明のさらに１つの実施状態によれば、導電性発熱パターンとして、分布が連続的な閉鎖図形からなり、前記閉鎖図形の面積の平均値に対する標準偏差の割合（面積分布の割合）が２％以上であるパターンを利用することができる。
【００２５】
前記閉鎖図形は、少なくとも１００個が存在することが好ましい。
【００２６】
前記閉鎖図形の面積の平均値に対する標準偏差の割合（面積分布の割合）が２％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましく、２０％以上であることがさらに好ましい。
【００２７】
面積の平均値に対する標準偏差の割合（面積分布の割合）が２％以上である、上述したような発熱パターンが備えられた透明基材の表面の少なくとも一部には、他の形態の導電性発熱パターンに備えられることもできる。
【００２８】
一方、導電性発熱パターンを不規則パターンで形成する場合、線の分布において疎な所と密な所の差によってパターンが目立ち得るという問題を防ぐために、本発明では不規則な形態のパターンの分布を均一にすることが好ましい。例えば、パターン分布を均一にさせるために、導電性発熱パターンの開口率が単位面積で一定に備えられることが好ましい。前記導電性発熱パターンは、直径２０ｃｍの任意の円に対する透過率偏差が５％以下であることが好ましい。この場合、導電性発熱パターンの視認性を低められるだけでなく、発熱体の局部発熱を防ぐことができる。前記発熱体は、発熱後の透明基材の表面温度の標準偏差が２０％以内であることが好ましい。
【００２９】
本発明の一実施状態によれば、前記導電性発熱パターンは、ボロノイ図（Ｖｏｒｏｎｏｉｄｉａｇｒａｍ）をなす図形の境界線形態であることができる。前記単位面積内のパターンを構成する図形のうちの少なくとも１つは、残りの図形とは相違する形態を有することが好ましい。
【００３０】
ボロノイ図（Ｖｏｒｏｎｏｉ  ｄｉａｇｒａｍ）とは、満たそうとする領域にボロノイ図ジェネレータ（Ｖｏｒｏｎｏｉ  ｄｉａｇｒａｍ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）という点を配置すれば、各点が他の点からの距離に比べて該当の点との距離が最も近い領域を満たす方式によってなされるパターンである。本発明において、ボロノイ図ジェネレータを利用して導電性発熱パターンを形成する場合、光の回折および干渉による副作用を最小化することができ、複雑なパターン形態を容易に決定できるという長所がある。
【００３１】
ボロノイ図ジェネレータを生成するとき、規則性と不規則性を適切に調和させることができる。例えば、パターンが入る面積に一定の大きさの面積を基本単位（ｕｎｉｔ）で指定した後、基本単位内の点の分布が不規則性を有するように点を生成した後、ボロノイパターンを製作することもできる。このような方法を利用すれば、線の分布がある一地点に集中しないようにすることにより、視覚性を補うことができる。
【００３２】
上述したように、本発明では、発熱体の均一な発熱および視覚性のために、パターンの開口率が単位面積で一定であることが好ましい。このために、ボロノイ図ジェネレータの単位面積あたりの個数を調節することが好ましい。このとき、ボロノイ図ジェネレータの単位面積あたりの個数を均一に調節するとき、前記単位面積は５ｃｍ２以下であることが好ましく、１ｃｍ２以下であることがより好ましい。前記ボロノイ図ジェネレータの単位面積あたりの個数は２５−２，５００個／ｃｍ２であることが好ましく、１００−２，０００個／ｃｍ２であることがより好ましい。
【００３３】
上述で詳察したように、パターンの線が集まる点の分布をある程度一定に生成した後、不規則性を有するパターンを形成することにより、従来の導電性発熱パターンの問題点を解決できることを知ることができる。すなわち、不規則性を有するパターンを用いる場合には、光がパターンを通過するとき、ある一方向に進まずに四方すべてに進むようにでき、規則的なパターンに比べて光の回折と干渉効果を多く減らすことができる。
【００３４】
本発明のさらに１つの実施状態によれば、前記導電性発熱パターンは、ドロネーパターン（Ｄｅｌａｕｎａｙ  ｐａｔｔｅｒｎ）をなす少なくとも１つの三角形からなる図形の境界線形態であることができる。具体的に、前記導電性発熱パターンの形態は、ドロネーパターンを構成する三角形の境界線形態であったり、ドロネーパターンを構成する少なくとも２つの三角形からなる図形の境界線形態であったり、これらが組み合わされた形態であったりする。
【００３５】
前記導電性発熱パターンを、ドロネーパターンをなす少なくとも１つの三角形からなる図形の境界線形態で形成することにより、光の回折および干渉による副作用を最小化することができる。ドロネーパターン（Ｄｅｌａｕｎａｙ  ｐａｔｔｅｒｎ）とは、パターンを満たそうとする領域にドロネーパターンジェネレータ（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）という点を配置し、周辺に位置した３つの点を互いに連結して三角形を描き、三角形のすべての頂点を含む円（ｃｉｒｃｕｍｃｉｒｃｌｅ）を描いたとき、前記円内には他の点が存在しないように三角形を描くことによって形成されたパターンである。このようなパターンを形成するために、デロニーパターンジェネレータを土台として、デロニー三角形分割（Ｄｅｌａｕｎａｙ  ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ）とサークレーション（ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を繰り返すことができる。前記デロニー三角形分割は、三角形のすべての角の最小角度を最大化し、細い体形の三角形を避ける方式によって実行されることができる。前記ドロネーパターンの概念は、Ｂｏｒｉｓ  Ｄｅｌａｕｎａｙによって１９３４年に提案された。前記ドロネーパターンの例を図６に示したが、本発明の範囲がこれにのみ限定されることはない。
【００３６】
前記ドロネーパターンをなす少なくとも１つの三角形からなる図形の境界線形態のパターンは、ドロネーパターンジェネレータの位置を規則または不規則に位置させることにより、前記ジェネレータから派生したパターンを利用することができる。本発明において、ドロネーパターンジェネレータを利用して導電性発熱パターンを形成する場合、光の回折および干渉による副作用を最小化することができ、複雑なパターン形態を容易に決定できるという長所がある。
【００３７】
導電性発熱パターンを、ドロネーパターンをなす少なくとも１つの三角形からなる図形の境界線形態で形成する場合にも、上述したような視覚的な認知性の問題を解決するために、ドロネーパターンジェネレータを生成するときに規則性と不規則性を適切に調和させることができる。例えば、先ず、パターンが入る面積に不規則ながらも均質な基準点を生成する。このとき、不規則とは各点の距離が一定でないことを意味し、均質とは単位面積あたりに含まれる点の個数が同じであることを意味する。
【００３８】
上述したように、不規則ながらも均質な基準点を生成する方法を例示すれば、次のとおりとなる。図７に示すように、全面積に任意の点を生成する。その後、生成された点の間隔を測定し、点の間隔が予め設定された値よりも小さい場合には点を除去する。また、点を土台としてデロニー三角形パターンを形成し、その三角形の面積が予め設定された値よりも大きい場合には三角形の内部に点を追加する。前記過程を繰り返せば、図６に示すように、不規則ながらも均質な基準点が生成されるようになる。次に、生成された基準点を１つずつ含むデロニー三角形を生成する。この段階は、ドロネーパターンを利用してなすことができる。このような方法を利用すれば、線の分布がある一地点に集中しないようにすることにより、視覚性を補うことができる。
【００３９】
上述したように、発熱体の均一な発熱および視覚性のためにパターンの開口率が単位面積で一定する場合、ドロネーパターンジェネレータの単位面積あたりの個数を調節することが好ましい。このとき、ドロネーパターンジェネレータの単位面積あたりの個数を均一に調節するとき、前記単位面積は１０ｃｍ２以下であることが好ましい。前記ドロネーパターンジェネレータの単位面積あたりの個数は１０〜２，５００個／ｃｍ２であることが好ましく、１０〜２，０００個／ｃｍ２であることがより好ましい。
【００４０】
前記単位面積内のパターンを構成する図形のうちの少なくとも１つは、残りの図形と相違する形態を有することが好ましい。
【００４１】
本発明において、前記透明基材としては特に限定されることはないが、光透過率が５０％以上、好ましくは７５％以上であることが好ましい。具体的に、前記透明基材としてはガラスを用いることができ、プラスチック基板またはプラスチックフィルムを用いることができる。透明基材としてプラスチックフィルムを用いる場合には、導電性発熱パターンを形成した後、透明基材の少なくとも一面にガラスを合着することが好ましい。このとき、透明基材の導電性発熱パターンが形成された面にガラスまたはプラスチック基板を合着することがより好ましい。前記プラスチック基板またはフィルムとしては、当技術分野に知られている材料を用いることができ、例えば、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＶＢ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｂｕｔｙｒａｌ）、ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、アセチルセルロイドのような可視光透過率が８０％以上のフィルムが好ましい。前記プラスチックフィルムの厚さは１２．５〜５００マイクロメータであることが好ましく、３０〜１５０マイクロメータであることが好ましい。
【００４２】
本発明では、上述したような透明基材の全体面積の３０％以上、好ましくは７０％以上、さらに好ましくは９０％以上が、不規則的な形態の導電性発熱パターン、例えば、前記導電性発熱パターンと交差する直線を描いたとき、前記直線と前記導電性発熱パターンの隣接する交点間の距離の平均値に対する標準偏差の割合（距離分布の割合）が２％以上であるパターンを有することにより、暗い所にて肉眼で感知することができる光源の回折と干渉による副作用を防ぐことができる。
【００４３】
本発明の一実施状態によれば、前記導電性発熱パターンの発熱線は黒化することができる。
【００４４】
前記光の回折および干渉による副作用の最小化効果を極大化するために、前記導電性発熱パターンを非対称構造の図形からなるパターン面積が全体パターン面積に対して１０％以上となるように形成することができる。また、導電性発熱パターンとして、ボロノイ図の境界線形態で形成する場合、ボロノイ図をなすある一図形の中心点を前記図形と境界をなす隣接図形の中心点と連結した線のうちの少なくとも１つが残りの線と長さが相違する図形の面積が、全体導電性発熱パターン面積に対して１０％以上となるように形成することができる。また、導電性発熱パターンとして、ドロネーパターンで形成する場合、前記ドロネーパターンをなす少なくとも１つの三角形からなる図形をなす少なくとも一辺が残りの辺と長さが相違する図形からなるパターン面積が、全体導電性発熱パターンが形成された面積に対して１０％以上となるように形成することができる。
【００４５】
前記発熱パターンの製作時、制限された面積にパターンをデザインした後、前記制限された面積を繰り返して連結する方式を利用する方式を利用することによって大面積パターンを製作することもできる。前記パターンを繰り返して連結するためには、各四辺の点の位置を固定することにより、繰り返されるパターンが互いに連結するように生成することができる。このとき、制限された面積は、繰り返しによる回折および干渉を最小化するために１０ｃｍ２以上の面積を有することが好ましく、１００ｃｍ２以上の面積を有することがさらに好ましい。
【００４６】
上述した導電性発熱パターンの発熱線の線幅は１００マイクロメータ以下、好ましくは３０マイクロメータ以下、さらに好ましくは２５マイクロメータ以下となるように形成されることができる。前記導電性発熱線の線間間隔は３０ｍｍ以下であることが好ましく、５０マイクロメータ〜１０ｍｍであることが好ましく、２００マイクロメータ〜０．６５ｍｍであることが好ましい。前記発熱線の高さは１〜１００マイクロメータ、さらに好ましくは３マイクロメータである。具体的には、発熱パターンの横方向の平均線間間隔は３０ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以下となることがさらに好ましい。また、縦方向の平均線間間隔は、横方向の平均線間間隔の１倍〜１０倍であることが好ましく、２倍〜５倍であることがさらに好ましい。
【００４７】
本発明では、上述したような発熱パターンを不規則にすることにより、前記光源から出た光が前記発熱体を通過したときに発生する干渉模様が除去された発熱体を提供することができ、暗い所にて肉眼で感知することができる単一光源の回折と干渉による副作用を防ぐことができる。
【００４８】
前記光源の種類に応じて偏差が存在することがあるため、本発明では、基準となる光源として１００Ｗの白熱電球を用いる。前記光の強度はデジタルカメラによって測定する。カメラの撮影条件は、例えば、Ｆ（絞り値）３．５、シャッタ速度（ｓｈｕｔｔｅｒ  ｓｐｅｅｄ）１／１００、ＩＳＯ４００、および黒白イメージで設定する。このようなカメラを利用してイメージを得た後、イメージ分析（ｉｍａｇｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ）によって光の強度を数値化させることができる。
【００４９】
本発明において、前記光の強度の測定時、前記光源は横３０ｃｍ、縦１５ｃｍ、高さ３０ｃｍの黒色箱内の中央に位置し、光源の中心から７．５ｃｍ前に直径１２．７ｍｍの円が開いている装置を利用した。これは、ＫＳＬ２００７規格で定める二重像測定装置の光源部分を採用した。前記条件を利用して得たデジタル映像は１６００×１２００ピクセルで保存され、各ピクセル（ｐｉｘｅｌ）あたりの光の強度は０〜２５５数値で表現され、各ピクセルあたりの光源領域での面積は０．１−０．１６ｍｍ２の値を有する。
【００５０】
前記デジタル映像のピクセルあたりの光の強度を基準とし、左右／上下の強度の合算を基準として光源の中心ピクセルの位置を得る。前記光源の中心ピクセルを基準として５度の角度に該当するピクセルの光の強度値の合計をピクセルの個数で分ることにより、各５度別の光の強度の平均値を得た。前記計算に利用されるピクセルは１２００×１６００ピクセルがすべて用いられるのではなく、ピクセルを座標値に換算してピクセル１つを距離１としてみたとき、光源中心ピクセルから距離５００以下に入っているピクセルのみを用いた。前記平均値は５度あたりに１つの値が計算されるため、３６０度に換算すれば７２個の値となる。したがって、本発明で計算される標準偏差は、前記７２個の標準偏差に該当する値である。前記光の強度の測定は暗室で実行されることが好ましい。図５には、前記装置構成を図式化した。
【００５１】
前記方式によって得た、発熱体を通過した光のイメージを、光の強度が１０以下のピクセルは黒色で、光の強度が２５以上のピクセルは白い色で、光の強度が１０と２５の間であるピクセルは灰色系列（Ｇｒａｙ  ｓｃａｌｅ）で表示することができる。図２と図４から分かるように、従来技術によって得られることができる製品（図４）では、前記のような方法によって得たイメージで、光源の形態が縦長方向に長い楕円型に形成される。しかし、本発明に係る製品（図２）では、光源の形態が変形せずに円形がそのまま観察される。したがって、発熱体を通過した光のイメージで、光源の形態が変形しないときを、実質的に干渉模様がないときとして定義する。すなわち、本発明において、前記発熱体と７ｍ離れた光源から出た光が前記発熱体を通過したとき、光源の円周方向に干渉模様が実質的に発生しないということは、前記発熱体を通過した光のうちで光の強度が２５以上である光のイメージが光源の形態から変形しないことを意味する。例えば、本発明に係る発熱体は、地面の垂直線に対して３０度が傾いたとき、前記発熱体と７ｍ離れた光源から出た光が前記発熱体を通過したときに光源の円周方向に干渉模様が実質的に発生しないことが好ましい。
【００５２】
本発明は、透明基材の一面に導電性発熱パターンとして、横方向の平均線間間隔よりも縦方向の平均線間間隔が広い形態を有する導電性発熱パターンを形成する段階を含む発熱体の製造方法を提供する。
【００５３】
本発明に係る発熱体の製造方法は、前記導電性発熱パターンの両端に電気的に連結したバスバー（ｂｕｓｂａｒ）を形成する段階、および前記バスバーと連結した電源部を準備する段階をさらに実行することができる。これらの段階は、当技術分野に知られている方法を利用することができる。例えば、バスバーは、前記導電性発熱パターンの形成と同時に形成することもでき、前記導電性発熱パターンを形成した後に同一または相違するプリンティング方法を用いて形成することもできる。例えば、前記導電性発熱パターンをオフセット印刷（ｏｆｆｓｅｔ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方式によって形成した後、スクリーンプリンティングによってバスバーを形成することができる。このとき、バスバーの厚さは１〜１００マイクロメータが適切であり、好ましくは１０〜５０マイクロメータである。１マイクロメータ未満になれば、前記導電性発熱パターンとバスバーの間の接触抵抗が増加するようになり、接触した部分の局部的な発熱が起こるようになる。１００マイクロメータを超過すれば、電極材料費用が増加するようになる。バスバーの電源間の連結は半田付け、導電性発熱が優れた構造体との物理的な接触によって行うことができる。
【００５４】
前記導電性発熱パターンとバスバーを隠蔽するために、ブラックパターンを形成することができる。前記ブラックパターンは、コバルト酸化物を含んだペーストを利用してプリントすることができる。このとき、プリンティング方式はスクリーンプリンティングが適切であり、厚さは１０−１００マイクロメータが適切である。前記導電性発熱パターンとバスバーはそれぞれ、ブラックパターン形成の前か後に形成することもできる。
【００５５】
本発明に係る発熱体は、前記透明基材の導電性発熱パターンが備えられた面に備えられた追加の透明基材を含むことができる。前記追加の透明基材の合着時、導電性発熱パターンと追加の透明基材の間に接合フィルムを挟み入れることができる。接合する過程において、温度および圧力を調節することができる。
【００５６】
１つの具体的な実施状態において、導電性発熱パターンが形成されている透明基材と追加の透明基材の間に接着フィルムを挿入し、これを真空パックに入れて減圧して温度を上げたり、ホットロールを利用して温度を上げたりして空気を除去することによって１次接合を行うようになる。このとき、圧力、温度、および時間は、接着フィルムの種類に応じて差があるが、通常は３００〜７００ｔｏｒｒの圧力で、常温から１００℃まで温度を漸進的に上げることができる。このとき、時間は、通常は１時間以内にすることが好ましい。１次接合を終えた予備接合された積層体は、オートクレーブで圧力をかけて温度を上げるオートクレービング過程によって２次接合過程を経るようになる。２次接合は接着フィルムの種類に応じて差があるが、１４０ｂａｒ以上の圧力と１３０〜１５０℃程度の温度で１時間〜３時間、好ましくは約２時間に渡って実行した後に徐冷することが好ましい。
【００５７】
さらに１つの具体的な実施状態では、上述した２段階の接合過程とは異なり、真空ラミネート装備を利用して１段階に接合する方法を利用することができる。８０〜１５０℃まで段階的に温度を上げて徐冷しながら、１００℃までは減圧（〜５ｍｂａｒ）を、その後には加圧（〜１０００ｍｂａｒ）を行って接合することができる。
【００５８】
前記接合フィルムの材料としては、接着力があって接合後に透明になれば、どんな物質でも用いることができる。例えば、ＰＶＢフィルム、ＥＶＡフィルム、ＰＵフィルムなどが用いられることができるが、これらの例にのみ限定されることはない。前記接合フィルムは特に限定されることはないが、その厚さが１００〜８００マイクロメータであることが好ましい。
【００５９】
前記方法によって合着される追加の透明基材は、透明基材のみでなされることもでき、上述したように製造された導電性発熱パターンが備えられた透明基材であることもできる。
【００６０】
本発明に係る発熱体は、発熱のために電源に連結することができ、このときの発熱量はｍ２あたり１００〜７００Ｗ、好ましくは２００〜３００Ｗであることが好ましい。本発明に係る発熱体は低電圧、例えば３０Ｖ以下、好ましくは２０Ｖ以下でも発熱性能が優れているため、自動車などでも有効的に用いられることができる。前記発熱体での抵抗は１Ω／square以下、好ましくは０．５Ω／square以下である。
【００６１】
本発明に係る発熱体は、曲面をなす形態であることができる。
【００６２】
本発明に係る発熱体において、導電性発熱パターンの開口率、すなわち、パターンによって覆われないガラスの領域の割合は７０％以上であることが好ましい。本発明に係る発熱体は、開口率が７０％以上でありながら、発熱作動後５分内の温度偏差が１０％以下を維持しながら、温度を上昇させることができる優れた発熱特性を有する。
【００６３】
本発明に係る発熱体は、自動車、船舶、鉄道、高速鉄、飛行機などの各種運送手段、または家やその他の建築物に用いられるガラスに適用されることができる。特に、本発明に係る発熱体は、低電圧でも発熱特性が優れているだけでなく、光の回折と干渉による副作用を最小化することができ、上述したような線幅によって目立たないように形成することができるため、従来技術とは異なり、自動車のような運送手段のフロントガラスに適用することもできる。
【００６４】
上述で詳察したように、例えば、自動車のフロントガラスの場合には、地面に対して約３０度が傾いているため、縦方向の平均線間間隔が横方向の平均線間間隔の１倍〜１０倍であることが好ましく、２倍〜５倍であることがさらに好ましい。また、家やその他の建築物に用いられるガラスの場合には、縦方向の平均線間間隔が横方向の平均線間間隔の１倍〜３倍であることが好ましく、１倍〜２倍であることがさらに好ましい。
【実施例】
【００６５】
本発明について、下記の実施例を参照しながらより具体的に説明する。しかし、後述する実施例は例示的なものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定されることはない。
【００６６】
［実施例１］
縦方向の平均線間間隔を横方向の平均線間間隔に比べて２倍大きくパターンを製作し、前記発熱パターンを図１に示した。ＫＳＬ２００７自動車安全ガラス二重像テスト法を利用し、パターンを写真機の約３０度の角度に置いて写真を撮った。光がある一方向に広がらずに四方に広がることを確認した。前記測定結果を図２に示した。
【００６７】
［比較例１］
縦方向と横方向の平均線間間隔を同じようにしてパターンを製作し、前記発熱パターンを図３に示した。ＫＳＬ２００７自動車安全ガラス二重像テスト法を利用し、パターンを写真機の約３０度の角度に置いて写真を撮った。光がある縦方向に歪曲して広がることを確認した。前記測定結果を図４に示した。
【００６８】
前記実施例および図１〜図４で詳察したように、本発明に係るパターンを含む発熱体は、従来の発熱体に比べて目立たないだけでなく、低電圧で発熱性能が優れており、光の回折および干渉現象による副作用を最小することができる効果を得る可能性があることを知ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年9月28日(2012.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）透明基材、及び
ｂ）縦方向の平均線間間隔が横方向の平均線間間隔よりも広い形態を有し、前記透明基材の少なくとも一面に備えられた導電性発熱パターンを含む、発熱体。
【請求項２】
縦方向の平均線間間隔は、前記導電性発熱パターンの横方向の平均線間間隔の１倍超過であり、且つ１０倍以下である、請求項１に記載の発熱体。
【請求項３】
前記発熱体は、ｃ）前記導電性発熱パターンの両端に電気的に連結したバスバー、およびｄ）前記バスバーと連結した電源部をさらに含む、請求項１または２に記載の発熱体。
【請求項４】
前記発熱体は、地面の垂直線に対して３０度が傾いたとき、前記発熱体と７ｍ離れた光源から出た光が前記発熱体を通過したときに光源の円周方向に干渉模様が発生しない、請求項１から３の何れか１項に記載の発熱体。
【請求項５】
前記導電性発熱パターンは規則的なパターンである、請求項１から４の何れか１項に記載の発熱体。
【請求項６】
前記導電性発熱パターンは不規則的なパターンである、請求項１から４の何れか１項に記載の発熱体。
【請求項７】
前記導電性発熱パターンは、前記導電性発熱パターンと交差する直線を描いたとき、前記直線と前記導電性発熱パターンの隣接する交点間の距離の平均値に対する標準偏差の割合（距離分布の割合）が２％以上であるパターンを含む、請求項１から６の何れか１項に記載の発熱体。
【請求項８】
前記導電性発熱パターンは、分布が連続的な閉鎖図形からなり、前記閉鎖図形の面積の平均値に対する標準偏差の割合（面積分布の割合）が２％以上であるパターンを含む、請求項１から７の何れか１項に記載の発熱体。
【請求項９】
前記導電性発熱パターンは、直径２０ｃｍの任意の円に対する透過率偏差が５％以下である、請求項１から８の何れか１項に記載の発熱体。
【請求項１０】
前記導電性発熱パターンは、ボロノイ図（Ｖｏｒｏｎｏｉ  ｄｉａｇｒａｍ）をなす図形の境界線形態またはドロネーパターン（Ｄｅｌａｕｎａｙ  ｐａｔｔｅｒｎ）をなす少なくとも１つの三角形からなる図形の境界線形態のパターンを含む、請求項１から９の何れか１項に記載の発熱体。
【請求項１１】
前記導電性発熱パターンは線幅が１００マイクロメータ以下である、請求項１から１０の何れか１項に記載の発熱体。
【請求項１２】
前記導電性発熱パターンの横方向の平均線間間隔は３０ｍｍ以下である、請求項１から１１の何れか１項に記載の発熱体。
【請求項１３】
前記導電性発熱パターンが備えられた前記透明基材の面に追加の透明基材が備えられる、請求項１から１２の何れか１項に記載の発熱体。
【請求項１４】
前記透明基材は、ガラス、プラスチック基板、またはフィルムである、請求項１から１３の何れか１項に記載の発熱体。
【請求項１５】
運送手段または建築物ガラス用である、請求項１から１４の何れか１項に記載の発熱体。
【請求項１６】
請求項１〜１５のうちのいずれか一項に記載の発熱体を含む、運送手段または建築物用ガラス。
【請求項１７】
前記ガラスは自動車用フロントガラスである、請求項１６に記載の運送手段または建築物用ガラス。
【請求項１８】
透明基材の一面に、縦方向の平均線間間隔が横方向の平均線間間隔よりも広い形態を有する導電性発熱パターンを形成する段階を含む、発熱体の製造方法。
【請求項１９】
前記導電性発熱パターンの両端に電気的に連結したバスバー（ｂｕｓ  ｂａｒ）を形成する段階、および前記バスバーと連結した電源部を準備する段階をさらに含む、請求項１８に記載の発熱体の製造方法。
【国際調査報告】
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