(57)【要約】      （修正有）【課題】曇りを短時間で除去することが可能な面状発熱体及び該面状発熱体の製造方法を提供する。【解決手段】樹脂製の基体１１と、基体上の所定領域に形成された導電性のセラミック層１２と、セラミック層上に接触して形成された第１の端子電極１３ａより分極された第１の内部電極１４ａ及び第２の端子電極１３ｂより分極された第２の内部電極１４ｂと、第１の内部電極、第２の内部電極、第１の端子電極、第２の端子電極及びセラミック層を覆って形成された樹脂フィルム１５と、セラミック層と樹脂フィルムとの間に形成された充填層１６とからなる面状発熱体で、樹脂基体の短辺の左右端部側の第１の端子電極及び第２の端子電極から引き出された複数の第１の内部電極及び第２の内部電極は、互いに対向する他の端子電極の方向に延び、相互に挿入された形態で配置されて、セラミック層が抵抗発熱体として機能する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の基体と、前記基体上の所定領域に形成された導電性のセラミック層と、前記セラミック層上に該セラミック層と接触して形成された第１の端子電極より分極された第１の内部電極及び第２の端子電極より分極された第２の内部電極と、前記第１の内部電極、前記第２の内部電極、前記第１の端子電極、前記第２の端子電極及びセラミック層を覆って形成された樹脂フィルムと、前記セラミック層と前記樹脂フィルムとの間に形成された充填層とからなる面状発熱体であって、
前記樹脂基体の短辺に沿っての左右端部側に、互いに対向するように形成された前記第１の端子電極及び前記第２の端子電極から引き出された複数の前記第１の内部電極及び前記第２の内部電極は、互いに対向する他の端子電極の方向に延びており、前記第１の内部電極及び前記第２の内部電極のうち、一の内部電極が他の内部電極の間に非接触状態で相互に挿入された形態で配置されており、前記セラミック層が抵抗発熱体として機能することを特徴とする面状発熱体。
【請求項２】
前記第１の端子電極と前記第１の内部電極、並びに、前記第２の端子電極と前記第２の内部電極は、それぞれ平面視櫛形状に形成されており、かつ、前記第１の端子電極と前記第１の内部電極、並びに、前記第２の端子電極と前記第２の内部電極は、前記一の櫛を構成する櫛の歯が他の櫛を構成する櫛の歯の間に非接触状態で相互に挿入された形態で配置されている請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項３】
前記セラミック層の厚さは、２０〜５００ｎｍである請求項１又は２に記載の面状発熱体。
【請求項４】
前記充填層は、前記樹脂フィルムと前記セラミック層との間に形成された空間を充填するとともに、前記樹脂フィルムと前記セラミック層とを接着する接着剤として機能している請求項１〜３のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項５】
前記基体は、ポリカーボネート系樹脂からなる請求項１〜４のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項６】
前記充填層は、シリコーン系樹脂からなる請求項１〜５のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項７】
自動車用のリアデフォッガーとして用いられる請求項１〜６のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項８】
前記セラミック層は、炭化ケイ素又は酸化物系セラミックよりなる請求項１〜７のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の面状発熱体の製造方法であって、
前記基体上に物理蒸着法により導電性の炭化ケイ素又は酸化物系セラミックよりなるセラミック層を形成するセラミック層形成工程と、
前記樹脂フィルム上に金属箔を貼り付ける工程と、
前記金属箔をエッチングすることにより、対向する前記第１の端子電極及び前記第２の端子電極から引き出された複数の前記第１の内部電極及び前記第２の内部電極は、対向する他の電極に向かって延びており、前記第１の内部電極及び前記第２の内部電極のうち、一の内部電極が他の内部電極の間に非接触状態で相互に挿入された形態で配置されるように、前記第１の内部電極、前記第２の内部電極、前記第１の端子電極及び前記第２の端子電極を形成するエッチング工程と、
前記第１の内部電極、前記第２の内部電極、前記第１の端子電極及び前記第２の端子電極が形成された樹脂フィルムに、接着剤として機能する充填層を形成する充填層形成工程と、
フィルム上に前記第１の内部電極、前記第２の内部電極、前記第１の端子電極及び前記第２の端子電極が形成された樹脂フィルムを、前記第１の内部電極、前記第２の内部電極が前記セラミック層上に配置されるように前記充填層を介して前記セラミック層に貼り付ける樹脂フィルム貼付工程とを含むことを特徴とする面状発熱体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状発熱体及び該面状発熱体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のウインドウに、樹脂板を用いる試みがなされているが、樹脂板を自動車用のリアウインドウとして用いる場合、雨や凍結等に起因する曇りの除去又は曇りを防止するための発熱線をどのように設けるかが問題となる。
通常、ポリカーボネート等からなる樹脂板は、ガラスと比べて熱伝導率が低いため、樹脂板上に導電線を設けても、導電線の発熱による熱が樹脂板全体に広がるのに時間がかかり、短時間で曇りを除去しにくいという問題があった。
【０００３】
特許文献１には、上記問題を解決するために、樹脂基材と、前記樹脂基材に設けられた導電性メッシュと、前記導電性メッシュに接続された給電部とを備え、前記導電性メッシュは、互いに間隔を空けて延在する複数本の第１の導電線と、互いに間隔を空けて延在する複数本の第２の導電線とを含み、開口部が形成されるように前記第１の導電線と前記第２の導電線とが交差してなる部材であり、前記給電部は、前記第１の導電線および前記第２の導電線に電流を流すことができるように前記導電性メッシュの両端に設けられている面状発熱体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−６０７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような面状発熱体では、メッシュ状に導電線のパターンが設けられているため、導電線より発生した熱が、導電線が設けられている領域の全体に広がり易いという効果はあるが、やはりガラスに比べると素早く曇りを除去することが難しく、充分に早く樹脂基材の温度を上げるために、メッシュの目開きを小さくすると、クリアな視界を確保するのが難しくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、雨や凍結等に起因する曇りを防止することができるとともに、曇りが発生した場合には、曇りを短時間で除去することが可能な面状発熱体及び該面状発熱体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】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の面状発熱体は、樹脂製の基体と、上記基体上の所定領域に形成された導電性のセラミック層と、上記セラミック層上に該セラミック層と接触して形成された第１の端子電極より分極された第１の内部電極及び第２の端子電極より分極された第２の内部電極と、上記第１の内部電極、上記第２の内部電極、上記第１の端子電極、上記第２の端子電極及びセラミック層を覆って形成された樹脂フィルムと、上記セラミック層と上記樹脂フィルムとの間に形成された充填層とからなる面状発熱体であって、
上記樹脂基体の短辺に沿っての左右端部側に、互いに対向するように形成された上記第１の端子電極及び上記第２の端子電極から引き出された複数の上記第１の内部電極及び上記第２の内部電極は、互いに対向する他の端子電極の方向に延びており、上記第１の内部電極及び上記第２の内部電極のうち、一の内部電極が他の内部電極の間に非接触状態で相互に挿入された形態で配置されており、上記セラミック層が抵抗発熱体として機能することを特徴とする。
【０００８】
本発明の面状発熱体では、セラミック層に第１の内部電極及び第２の内部電極が接触し、電気的に接続されているので、第１の内部電極及び第２の内部電極を介し、セラミック層に電流を流して発熱させることにより、窓等に曇りが発生するのを防止することができる。また、セラミック層に電流を流して発熱させることにより、短時間でセラミック層が発熱するため、窓等に曇りが発生している場合であっても、短時間で曇りが除去される。さらに、熱線を所定の間隔で設けた場合と異なり、熱が所定の領域全体で発生するので、一挙に曇りを除去することが可能である。
【０００９】
また、熱が所定の領域全体で発生するので、第１の内部電極及び第２の内部電極を狭い間隔で設ける必要がなく、充分に窓等を通した視界を確保することができる。
さらに、上記セラミック層と上記樹脂フィルムとの間には充填層が形成されており、空気等のガスが基体と樹脂フィルムとの間に存在していないので、熱によりガスが膨張し、樹脂フィルム等が持ち上げられて剥離するおそれがない。
さらに、第１の内部電極、第２の内部電極、第１の端子電極及び第２の端子電極は、樹脂フィルムと充填層とセラミック層により囲まれており、空気や水分等と接触するおそれがないので、酸化等により上記電極が劣化するのを防止することができる。
【００１０】
本発明の面状発熱体において、上記第１の端子電極と上記第１の内部電極、並びに、上記第２の端子電極と上記第２の内部電極は、それぞれ平面視櫛形状に形成されており、かつ、上記第１の端子電極と上記第１の内部電極、並びに、上記第２の端子電極と上記第２の内部電極は、上記一の櫛を構成する櫛の歯が他の櫛を構成する櫛の歯の間に非接触状態で相互に挿入された形態で配置されていることが好ましい。
【００１１】
上記第１の端子電極と上記第１の内部電極、並びに、上記第２の端子電極と上記第２の内部電極を櫛状に形成するとともに、上記一の櫛を構成する櫛の歯が他の櫛を構成する櫛の歯の間に非接触状態で相互に挿入された形態で配置されているので、上記した本発明の効果を充分に発揮することができる。
【００１２】
本発明の面状発熱体において、上記セラミック層の厚さは、２０〜５００ｎｍであることが好ましい。
上記面状発熱体において、上記セラミック層の厚さが２０〜５００ｎｍであると、発熱体として充分に機能し、短時間で窓等に発生した曇りを除去することができる。
上記セラミック層の厚さが２０ｎｍ未満であると、セラミック層が薄すぎるため、抵抗が高くなりすぎ、充分に発熱しない。一方、上記セラミック層の厚さが５００ｎｍを超えると、セラミック層を形成するのに時間がかかりすぎ、面状発熱体の製造コストが高くなってしまう。
【００１３】
本発明の面状発熱体において、上記充填層は、上記樹脂フィルムと上記セラミック層との間に形成された空間を充填するとともに、上記樹脂フィルムと上記セラミック層とを接着する接着剤として機能していることが好ましい。
本発明の面状発熱体において、上記充填層が、上記樹脂フィルムと上記セラミック層との間に形成された空間を充填していると、空気等のガスが基体と樹脂フィルムとの間に存在しないので、熱によりガスが膨張し、樹脂フィルム等が持ち上げられて剥離するおそれがない。また、充填層が樹脂フィルム及びセラミック層と強く接着しているため、樹脂フィルム、第１の内部電極、第２の内部電極、第１の端子電極及び第２の端子電極がセラミック層より剥離しにくい。
【００１４】
本発明の面状発熱体において、上記基体は、ポリカーボネート系樹脂からなることが好ましい。
本発明の面状発熱体において、上記基体は、ポリカーボネート系樹脂からなると、透明性に優れるとともに、機械的特性にも優れ、自動車用の窓として最適である。
【００１５】
本発明の面状発熱体において、上記充填層は、シリコーン系樹脂からなることが好ましい。
本発明の面状発熱体において、上記充填層がシリコーン系樹脂からなる場合、耐熱性、耐候性に優れているので、熱線が発熱を繰り返しても変性等が発生しにくく、また、充填層が高硬度であるので、面状発熱体が変形しにくい。
【００１６】
本発明の面状発熱体は、自動車用のリアデフォッガーとして用いられることが好ましい。
本発明の面状発熱体は、上記のような効果を有するので、自動車用のリアデフォッガーとして最適である。
【００１７】
本発明の面状発熱体において、上記セラミック層は、炭化ケイ素又は酸化物系セラミックよりなることが望ましい。
上記セラミック層が、導電性の炭化ケイ素又は酸化物系セラミックよりなると、容易にセラミック層に電流を流して発熱させることができ、しかも時間により劣化しにくい。
【００１８】
本発明の面状発熱体の製造方法は、上記面状発熱体の製造方法であって、上記基体上に物理蒸着法により導電性の炭化ケイ素又は酸化物系セラミックよりなるセラミック層を形成するセラミック層形成工程と、上記樹脂フィルム上に金属箔を貼り付ける工程と、上記金属箔をエッチングすることにより、対向する上記第１の端子電極及び上記第２の端子電極から引き出された複数の上記第１の内部電極及び上記第２の内部電極は、対向する他の電極に向かって延びており、上記第１の内部電極及び上記第２の内部電極のうち、一の内部電極が他の内部電極の間に非接触状態で相互に挿入された形態で配置されるように、上記第１の内部電極、上記第２の内部電極、上記第１の端子電極及び上記第２の端子電極を形成するエッチング工程と、上記第１の内部電極、上記第２の内部電極、上記第１の端子電極及び上記第２の端子電極が形成された樹脂フィルムに、接着剤として機能する充填層を形成する充填層形成工程と、フィルム上に上記第１の内部電極、上記第２の内部電極、上記第１の端子電極及び上記第２の端子電極が形成された樹脂フィルムを、上記第１の内部電極、上記第２の内部電極が上記セラミック層上に配置されるように上記充填層を介して上記セラミック層に貼り付ける樹脂フィルム貼付工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明の面状発熱体の製造方法では、物理蒸着法を用いるので、樹脂製の基体上に炭化ケイ素又は酸化物系セラミックよりなるセラミック層を形成することができ、光リソグラフィー等の方法を用いエッチングによりフィルム上に第１の内部電極、第２の内部電極、第１の端子電極及び第２の端子電極のパターンを形成することができ、接着剤として機能する充填層を形成した後、基体に貼り付けることにより、セラミック層及び基体との密着性に優れる面状発熱体を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）は、本発明の面状発熱体の一例を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す面状発熱体のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の面状発熱体の他の一例を模式的に示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す面状発熱体のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２１】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明の面状発熱体について詳述する。
【００２２】
本発明の面状発熱体は、樹脂製の基体と、上記基体上の所定領域に形成された導電性のセラミック層と、上記セラミック層上に該セラミック層と接触して形成された第１の端子電極より分極された第１の内部電極及び第２の端子電極より分極された第２の内部電極と、上記第１の内部電極、上記第２の内部電極、上記第１の端子電極、上記第２の端子電極及びセラミック層を覆って形成された樹脂フィルムと、上記セラミック層と上記樹脂フィルムとの間に形成された充填層とからなる面状発熱体であって、上記樹脂基体の短辺に沿っての左右端部側に、互いに対向するように形成された上記第１の端子電極及び上記第２の端子電極から引き出された複数の上記第１の内部電極及び上記第２の内部電極は、互いに対向する他の端子電極の方向に延びており、上記第１の内部電極及び上記第２の内部電極のうち、一の内部電極が他の内部電極の間に非接触状態で相互に挿入された形態で配置されており、上記セラミック層が抵抗発熱体として機能することを特徴とする。
【００２３】
本発明の面状発熱体は、上記のように構成されており、セラミック層に第１の内部電極及び第２の内部電極が接触し、電気的に接続されているので、第１の内部電極及び第２の内部電極を介し、セラミック層に電流を流して発熱させることにより、窓等に曇りが発生するのを防止することができるとともに、セラミック層に電流を流して発熱させることにより、短時間でセラミック層が発熱するため、窓等の曇りが発生している場合であっても、短時間で曇りが除去される。また、熱線を所定の間隔で設けた場合と異なり、熱が所定の領域全体で発生するので、一挙に曇りを除去することが可能である。
【００２４】
また、熱が所定の領域全体で発生するので、第１の内部電極及び第２の内部電極を狭い間隔で設ける必要がなく、充分に窓等を通した視界を確保することができる。
さらに、上記セラミック層と上記樹脂フィルムとの間には充填層が形成されており、空気等のガスが基体と樹脂フィルムとの間に存在していないので、熱によりガスが膨張し、樹脂フィルム等が持ち上げられて剥離するおそれがない。
さらに、第１の内部電極、第２の内部電極、第１の端子電極及び第２の端子電極は、樹脂フィルムと充填層とセラミック層により囲まれており、空気や水分等と接触するおそれがないので、酸化等により熱線が劣化するのを防止することができる。
【００２５】
上記した本発明の面状発熱体の形状、構造等の一例について、さらに詳述する。
図１（ａ）は、本発明の面状発熱体の一例を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す面状発熱体のＡ−Ａ線断面図である。
図１（ａ）及び（ｂ）に示す面状発熱体１０は、基体１１と、基体１１の表面に形成された炭化ケイ素又は酸化物セラミックよりなる導電性のセラミック層１２と、基体１１の短辺に沿っての左右端部側に、互いに対向するように形成された第１の端子電極１３ａ（１３）及び第２の端子電極１３ｂ（１３）と、セラミック層１２上にセラミック層１２と接触して形成された、第１の端子電極１３ａ（１３）より分極され、引き出された複数の第１の内部電極１４ａ（１４）と、第２の端子電極１３ｂ（１３）より分極され、引き出された複数の第２の内部電極１４ｂ（１４）と、第１の内部電極１４ａ（１４）、第２の内部電極１４ｂ（１４）、第１の端子電極１３ａ（１３）、第２の端子電極１３ｂ（１３）及びセラミック層１２を覆って形成された樹脂フィルム１５と、セラミック層１２と樹脂フィルム１５との間に形成された充填層１６とからなる。なお、第１の内部電極１４ａ（１４）と第２の内部電極１４ｂ（１４）とは、セラミック層１２と電気的に接続されている。
【００２６】
第１の内部電極１４ａ及び第２の内部電極１４ｂは、互いに対向する他の端子電極１３（１３ａ、１３ｂ）の方向に延びており、第１の内部電極１４ａ及び上記第２の内部電極１４ｂのうち、一の内部電極１４（１４ａ、１４ｂ）が他の内部電極１４（１４ａ、１４ｂ）の間に非接触状態で相互に挿入された形態で配置されている。
従って、第１の内部電極１４ａ及び上記第２の内部電極１４ｂに存在するセラミック層１２は、抵抗発熱体として機能し、第１の内部電極１４ａ及び上記第２の内部電極１４ｂに間には電流が流れ、発熱する。このため、窓等に曇りが発生するのを防止することができ、窓等に曇りが発生している場合であっても、短時間で曇りが除去される。
【００２７】
本発明の面状発熱体を構成する基体は、樹脂製である。上記基体を構成する透光性樹脂としては、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これらの中では、ポリカーボネート（ＰＣ）系樹脂等が好ましい。
【００２８】
本発明の面状発熱体において、基体の表面の表面粗さＲｚＪＩＳは、１０〜５０ｎｍが望ましい。上記した表面粗さＲｚＪＩＳは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）で定義される十点平均粗さである。
上記基体の粗化面の表面粗さＲｚＪＩＳが１０ｎｍ未満であると、基体の表面積が小さくなるため、基体上に形成するセラミック層や充填層との密着性が充分に得られにくくなり、セラミック層や充填層が剥離し易くなる。一方、基体表面の表面粗さＲｚＪＩＳが５０ｎｍを超えると、気体の透明性が劣るようになる。
なお、基体表面の表面粗さＲｚＪＩＳは、レーザー顕微鏡（キーエンス社製ＶＫ−Ｘ２００ｖｉｏｌｅｔ仕様）を用いて表面の輪郭曲線を測定した後、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）に準拠して、走査距離を３０μｍとして測定することができる。
【００２９】
本発明の面状発熱体を構成する基体の表面には、セラミック層が形成されている。
セラミック層は、その上に接触状態で形成され、電気的に接続された第１の内部電極及び第２の内部電極間に電圧が負荷されると、電流が流れ、発熱し、曇りを除去する。
セラミック層は、導電性を有する炭化ケイ素又は酸化物系セラミックよりなる。セラミック層の厚さは、２０〜５００ｎｍが望ましい。セラミック層は、物理蒸着法により形成されていることが望ましい。
セラミック層は、導電性を有するとともに透明であることが好ましいが、このようなセラミック層としては、上記した炭化ケイ素が挙げられる。また、透明、導電性の酸化物セラミックとしては、例えば、Iｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｇａ２Ｏ３、ＭｇＩｎ２Ｏ４、ＩｎＧａＺｎＯ４、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）等が挙げられる。
【００３０】
セラミック層の厚さが２０ｎｍ未満であると、セラミック層が薄すぎるため、抵抗が大きくなりすぎ、発熱しにくくなる。一方、上記セラミック層の厚さが５００ｎｍを超えると、セラミック層を形成するのに時間がかかりすぎ、面状発熱体の製造コストが高くなってしまう。
【００３１】
セラミック層の上には、セラミック層に電圧を負荷し、電流を流すために、第１の内部電極及び第２の内部電極がセラミック層に接触し、電気的に接続された状態で形成されている。以下、第１の内部電極及び第２の内部電極に関し、両者を特に区別する必要がない場合には、単に内部電極ということとする。
内部電極は、銅、ニッケル、モリブデン、タンタル、タングステン、ニッケル−クロム系、鉄−クロム−アルミ系等の導電性の金属又は合金により形成されている。
内部電極とセラミック層とは、例えば、導電性接着剤を介して接着されていることが望ましい。内部電極とセラミック層とは、半田等を介して接着されていてもよい。
【００３２】
内部電極の形状は特に限定されるものではなく、種々の形状を取り得る。最も基本的な形状としては、第１の内部電極及び第２の内部電極が、互いに平行する直線として所定の間隔で交互に形成されたパターンが挙げられる。また、第１の内部電極及び第２の内部電極の形状は、互いに平行する複数の波形状の曲線又は直線の組み合わせが所定の間隔で繰り返されるパターンであってもよい。波形状の曲線としては、サインカーブや上に凸の半円と下に凸の半円が水平方向に繰り返された形状が挙げられる。また、直線の組み合わせとしては、水平方向に対して４５°の直線と−４５°の直線が繰り返された形状が挙げられる。
内部電極が直線の組み合わせの場合、屈曲している部分は、曲線から構成されるように、内部電極の形状を変えてもよい。なお、第１の端子電極及び第２の端子電極に関しても、両者を特に区別する必要がないときには、端子電極という。
【００３３】
内部電極の厚さは、５〜５０μｍが好ましく、内部電極の幅は、０．２〜０．８ｍｍが好ましい。内部電極の幅が０．２ｍｍよりも細い場合には、内部電極が細すぎるため、内部電極の抵抗が大きくなり、内部電極として機能しにくくなる。一方、内部電極の幅は、０．８ｍｍで充分であり、それより広くしても利点は得られないばかりでなく、施工が目立ち、デザインの観点よりふさわしくないものとなる。
【００３４】
第１の内部電極及び第２の内部電極の両端には、第１の端子電極及び第２の端子電極が接続されており、この第１の端子電極及び第２の端子電極を介して第１の内部電極及び第２の内部電極に電流が流れ、セラミック層が発熱する。この端子電極は、電源に接続されている。
端子電極を構成する材料は、特に限定されるものではないが、内部電極と同じ材料であることが好ましい。樹脂フィルム上に貼付された金属箔をエッチングすることにより内部電極を形成する際、同時に端子電極を形成することができるからである。
【００３５】
また、本発明の面状発熱体では、樹脂フィルムが第１の内部電極、第２の内部電極、第１の端子電極、第２の端子電極及びセラミック層を覆って形成されている。
樹脂フィルムは、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、又は、シリカハイブリッドコンポジットからなることが好ましい。上記樹脂フィルムは、高い硬度を有するので、面状発熱体の表面が傷つきにくい。
【００３６】
シリコーン系樹脂は、４官能型のテトラアルコキシシランを主成分に、トリアルコキシシラン等を組み合わせたもので、最終的には、樹脂中にＳｉＯの３次元的な構造が形成される。また、シリコーン系樹脂は、触媒を用いることにより、又は、加熱により硬化させることができる。このように、樹脂フィルムとしてシリコーン系樹脂を用いた場合、ＳｉＯの３次元的な構造を有するので、硬く、耐摩耗性に優れている。
【００３７】
アクリル系樹脂は、多官能モノマー／単官能モノマー／ポリマー系からなり、多官能モノマーの種類、量によって架橋度を制御したものである。多官能モノマーとしては、ポリオールアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等が挙げられる。このように、樹脂フィルムとしてアクリル系樹脂を用いた場合、紫外線により短時間で硬化させることができという特徴を有している。
【００３８】
シリカハイブリッドコンポジットとは、シリカゾル等の無機微粒子又は上記したシリコーン系樹脂を用いたＳｉＯの３次元的な構造体とハードコート層の形成に用いられるアクリル系樹脂やその他の樹脂を組み合わせたものであり、ラジカル重合性のアクリロイル基（ＡＣ）とメタクリロイル基（ＭＡＣ）、またはカチオン重合性のオキセタニル基（ＯＸ）を有しているラジカル重合性のアクリロイル基（ＡＣ）、メタクリロイル基（ＭＡＣ）、又は、カチオン重合性のオキセタニル基（ＯＸ）を有する樹脂を組み合わせることにより、紫外線等の光により硬化させることができる。
【００３９】
基体と樹脂フィルムとの間には、充填層が形成されている。この充填層は、樹脂フィルムと基体との間に形成された空間を充填するとともに、樹脂フィルムと基体とを接着する接着剤として機能している。
この充填層を構成する材料は、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ系樹脂接着剤、アクリル系樹脂接着剤、シリコーン系樹脂接着剤、変性シリコーン系接着剤等が挙げられる。
この面状発熱体では、樹脂フィルムと基材上のセラミック層とに挟まれた内部電極が発熱するため、上記接着剤は、耐熱性が要求されるとともに、発熱により溶剤等が揮発すると、剥離し易くなるので、溶剤等が含まれていない接着剤が好ましい。
【００４０】
本発明の面状発熱体において、セラミック層、内部電極、端子電極、樹脂フィルム等の厚さは、例えば、レーザー顕微鏡を用いて測定することができる。
基体の表面にセラミック層、内部電極、端子電極、樹脂フィルム等が形成された部分とセラミック層、内部電極、端子電極、樹脂フィルム等が形成されていない部分がある試料を準備し、基体の表面にセラミック層、内部電極、樹脂フィルム等が形成された部分とセラミック層、内部電極、端子電極、樹脂フィルム等が形成されていない部分の境界の段差をまたぐようにレーザー顕微鏡を走査して、その段差の高さをセラミック層、内部電極、樹脂フィルム等の厚さとして測定することができる。
上記測定用試料は、形成したセラミック層、内部電極、端子電極、樹脂フィルム等の一部を除去することによって作製してもよい。
【００４１】
本発明の面状発熱体は、防曇性能を必要とする用途に使用することができ、例えば、自動車、航空機、船舶、鉄道、２輪車等の窓に防曇性能を備えた面状発熱体を使用することができる。
このため、基体は、平板である必要はなく、自動車のフロント部分やリア部分の窓のように、曲面からなるものであってもよい。
【００４２】
次に、本発明の面状発熱体の製造方法について説明する。
（１）基体の準備
本発明の面状発熱体の製造方法では、はじめに、基体を準備する。
基体としては、本発明の面状発熱体を構成する基体の説明で説明した材料を使用することができる。
樹脂材料を基体として使用する場合、使用する用途に応じて所定の形状に切削加工又は押出成形した板状の材料を準備する。
【００４３】
また、基体の表面の不純物を除去するために洗浄処理を行うことが好ましい。
上記洗浄処理としては特に限定されず、従来公知の洗浄処理を用いることができ、具体的には、例えば、水やアルコール溶媒中で超音波洗浄を行う方法等を用いることができる。
また、スパッタリング装置内に基体を設置し、プラズマを発生させることによって基体の表面をプラズマ洗浄してもよい。この場合、プラズマ洗浄の後にそのままスパッタリング等の方法によりセラミック層を形成してもよい。
【００４４】
また、上記洗浄処理後には、必要に応じて、基体の表面の粗さを調整するために、基体の表面に鏡面化処理や粗化処理を施してもよい。具体的には、例えば、サンドブラスト処理、エッチング処理等の処理を施してもよい。これらの処理は単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
上記処理の後に、さらに洗浄処理を施してもよい。
基体を構成する材料や基体表面の好ましい表面粗さ等については、既に本発明の面状発熱体を構成する基体の説明で説明したので、ここでは、その説明を省略する。
【００４５】
（２）セラミック層形成工程
本発明の面状発熱体の製造方法では、続いて、セラミック層形成工程として、基体上に物理蒸着法により炭化ケイ素又は酸化物系セラミックよりなるセラミック層を形成する。
セラミック層は、物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いて形成することができる。
物理蒸着法によりセラミック層を形成する場合、基体の温度が高温にならず、基体に樹脂材料を用いた場合であっても、樹脂材料の耐熱温度以下の温度でセラミック層を形成することができるので、セラミック層の形成方法として適している。
具体的には、物理蒸着を５〜２００℃で行うことが好ましい。この温度はチャンバー内の設定温度であり、常温（２５℃±１５℃）であることも好ましい。
【００４６】
本発明の面状発熱体の製造方法では、物理蒸着法は、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング、又は、イオンビーム蒸着により行われることが好ましい。
これらの中でもスパッタリングにより行われることがより好ましく、スパッタリングは、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、２極スパッタリング法、反応性スパッタリング法、又は、ＥＣＲスパッタリング法であることが好ましい。
特に、ＲＦ（交流、高周波）スパッタリング法であることが好ましく、ＲＦマグネトロンスパッタリング法であることがより好ましい。
ＲＦスパッタリング法であると、絶縁体であるセラミックターゲットについてもスパッタリングが可能であり、ＲＦマグネトロンスパッタリングを行うことによって成膜速度を速くすることができる。
【００４７】
ＲＦマグネトロンスパッタリングによる物理蒸着を行う場合には、スパッタリング装置にセラミック層の材料となるターゲットを設置して、反射層が形成された基体をチャンバー内に載置し、チャンバー内をアルゴン雰囲気としてチャンバー内の圧力を例えば０．２〜１．２Ｐａに減圧する。
そして、高周波電圧を印加してスパッタリングを所定時間行い、上記面状発熱体の説明において説明した幅、厚さのセラミック層を基体上に形成する。
【００４８】
セラミック層のパターンは、フォトリソグラフィーの手法を用いて形成することができる。すなわち、基体にレジストを塗布、固化した後、マスクを介して光を照射し、セラミック層を形成する部分を除く。その後、物理蒸着を行い、エッチング等により不要な部分を除くことにより、所定パターンのセラミック層を形成する。
【００４９】
（３）金属箔貼付工程
本発明の面状発熱体の製造方法では、上記セラミック層形成工程とは別に、金属箔貼付工程として、樹脂フィルム上に金属箔を貼り付ける。
金属箔は、接着剤を用いて貼り付けるが、接着剤は、銅張積層板等を作製する際に用いる接着剤を用いて接着することができる。
金属箔を構成する材料や厚さ等の特性については、本発明の面状発熱体の説明において説明したので、ここでは、その詳しい説明を省略する。
【００５０】
（４）エッチング工程
上記金属箔貼付工程の後、エッチング工程として、金属箔をフォトリソグラフィーの手法を用いてエッチングすることにより所定パターンの内部電極及び端子電極を形成する。すなわち、金属箔上に内部電極のパターン及び端子電極のパターンに対応した部分以外の部分が露出したエッチングレジストを形成し、その後、エッチングを行うことにより所定パターンの内部電極及び端子電極を形成することができる。
内部電極及び端子電極を構成する材料や厚さ等の特性については、本発明の面状発熱体の説明において説明したので、ここでは、その詳しい説明を省略する。
【００５１】
（５）充填層形成工程
上記エッチング工程の後、充填層形成工程として、内部電極及び端子電極が形成された樹脂フィルムに、接着剤として機能する充填層を形成する。
塗布方法としては、例えば、スキージを用いた塗布方法、スプレー塗布法、ローラー塗布法、静電塗布法、カーテン塗布法等を用いることができる。ただし、内部電極は、セラミック層と電気的に接続される必要があるので、内部電極上には、導電性接着剤の層を形成する必要がある。導電性接着剤としては、例えば、導電性金属の粒子等を含有した樹脂接着剤が挙げられる。また、半田等により内部電極とセラミック層を接続してもよい。
接着剤の形成方法としては、第１の内部電極及び第２の内部電極以外の部分が露出するように形成されたマスク等を用い、樹脂フィルム上の第１の内部電極及び第２の内部電極を除く部分に充填層を形成するための接着剤層を形成する。一方、セラミック層上の第１の内部電極及び第２の内部電極を形成する部分には、第１の内部電極及び第２の内部電極を形成する部分が露出するように形成されたマスクを用い、第１の内部電極及び第２の内部電極を形成する部分に導電性接着剤を塗布し、導電性接着剤の層を形成することが望ましい。
充填層を構成する材料（接着剤）や厚さ等の特性については、本発明の面状発熱体の説明において説明したので、ここでは、その詳しい説明を省略する。
【００５２】
（６）樹脂フィルム貼付工程
上記充填層形成工程の後、樹脂フィルム貼付工程として、セラミック層上の第１の内部電極及び第２の内部電極を形成する部分に導電性接着剤層が形成された基体に、内部電極を形成する部分以外の部分に接着剤層が形成された樹脂フィルムを、内部電極がセラミック層上の所定の位置に配置されるように配置し、充填層（接着剤）及び導電性接着剤を介して両者を貼り付ける。
【００５３】
上記充填層形成工程で、セラミック層が形成された基体上に充填層として機能する接着剤を塗布し、一方、樹脂フィルム上の内部電極に導電性接着剤を塗布し、上記樹脂フィルム貼付工程で、充填層（接着剤）及び導電性接着剤層を介して上記基体を樹脂フィルムに接着してもよい。
【００５４】
上記した本発明の面状発熱体の形状、構造等の他の一例について、説明する。
この面状発熱体は、上記面状発熱体と同様に、樹脂製の基体と、上記基体上の所定領域に形成された導電性のセラミック層と、上記セラミック層上に該セラミック層と接触して形成された第１の端子電極より分極された第１の内部電極及び第２の端子電極より分極された第２の内部電極と、上記第１の内部電極、上記第２の内部電極、上記第１の端子電極、上記第２の端子電極及びセラミック層を覆って形成された樹脂フィルムと、上記セラミック層と上記樹脂フィルムとの間に形成された充填層とからなる面状発熱体であって、上記樹脂基体の短辺に沿っての左右端部側に、互いに対向するように形成された上記第１の端子電極及び上記第２の端子電極から引き出された複数の上記第１の内部電極及び上記第２の内部電極は、互いに対向する他の端子電極の方向に延びており、上記第１の内部電極及び上記第２の内部電極のうち、一の内部電極が他の内部電極の間に非接触状態で相互に挿入された形態で配置されており、上記セラミック層が抵抗発熱体として機能することを特徴としている。
ただし、この面状発熱体では、内部電極（第１の内部電極及び第２の内部電極）は、上に凸の半円と下に凸の半円が水平方向に繰り返された形状とからなる。
【００５５】
上記面状発熱体でも、セラミック層に内部電極を介して電流を流して発熱させることにより、窓等に曇りが発生するのを防止することができるとともに、セラミック層に電流を流して発熱させることにより、短時間でセラミック層が発熱するため、窓等に曇りが発生している場合であっても、短時間で曇りが除去される。また、熱線を所定の間隔で設けた場合と異なり、熱が所定の領域全体で発生するので、一挙に曇りを除去することが可能である。
【００５６】
上記した本発明の面状発熱体の形状、構造等の他の一例について、さらに詳述する。
図２（ａ）は、本発明の面状発熱体の他の一例を模式的に示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す面状発熱体のＢ−Ｂ線断面図である。
図２（ａ）及び（ｂ）に示す面状発熱体２０は、基体２１と、基体２１の表面に形成された炭化ケイ素又は酸化物セラミックよりなる導電性のセラミック層２２と、基体２１の短辺に沿っての左右端部側に、互いに対向するように形成された第１の端子電極２３ａ（２３）及び第２の端子電極２３ｂ（２３）と、セラミック層２２上にセラミック層２２と接触して形成され、第１の端子電極２３ａ（２３）より分極され、引き出された複数の第１の内部電極２４ａ（２４）と、第２の端子電極２３ｂ（２３）より分極され、引き出された複数の第２の内部電極２４ｂ（２４）と、第１の内部電極２４ａ（２４）、第２の内部電極２４ｂ（２４）、第１の端子電極２３ａ（２３）、第２の端子電極２３ｂ（２３）及びセラミック層２２を覆って形成された樹脂フィルム２５と、セラミック層２２と樹脂フィルム２５との間に形成された充填層２６とからなる。第１の内部電極２４ａ（２４）と第２の内部電極２４ｂ（２４）とは、セラミック層２２と電気的に接続されている。この面状発熱体２０では、内部電極２３（第１の内部電極２３ａ及び第２の内部電極２３ｂ）は、上に凸の半円と下に凸の半円が水平方向に繰り返された形状とからなる。
【００５７】
上記他の一例に係る面状発熱体を製造する際には、内部電極を上記した形状とする他は、上記した面状発熱体の製造方法と同様にして面状発熱体を製造することができる。
図２（ａ）及び（ｂ）に記載の面状発熱体は、内部電極の形状が異なるほかは、図１（ａ）及び（ｂ）に示した面状発熱体と全く同様に構成されている。
【００５８】
以下に、本発明の面状発熱体の作用効果について列挙する。
（１）本発明の面状発熱体では、セラミック層に内部電極を介して電流を流して発熱させることにより、窓等に曇りが発生するのを防止することができるとともに、セラミック層に電流を流して発熱させることにより、短時間でセラミック層が発熱するため、窓等の曇りが発生している場合であっても、短時間で曇りが除去される。また、熱線を所定の間隔で設けた場合と異なり、熱が所定の領域全体で発生するので、一挙に曇りを除去することが可能である。
【００５９】
（２）本発明の面状発熱体では、熱領域全体で発生するので、第１の内部電極及び第２の内部電極を狭い間隔で設ける必要がなく、充分に窓等を通した視界を確保することができる。
【００６０】
（３）本発明の面状発熱体では、上記セラミック層と上記樹脂フィルムとの間には充填層が形成されており、空気等のガスが基体と樹脂フィルムとの間に存在していないので、熱によりガスが膨張し、樹脂フィルム等が持ち上げられて剥離するおそれがない。
【００６１】
（４）本発明の面状発熱体では、第１の内部電極、第２の内部電極、第１の端子電極及び第２の端子電極は、樹脂フィルムと充填層とセラミック層により囲まれており、空気や水分等と接触するおそれがないので、酸化等により熱線が劣化するのを防止することができる。
【００６２】
（実施例）
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６３】
（実施例１）
鏡面加工された厚さ２ｍｍ、縦３００ｍｍ、横３００ｍｍのアクリル樹脂製の基体をスパッタ装置に搬入し、１×１０−５Ｐａとなるまで排気した。
【００６４】
次に、ＳｉＣターゲットを使用し、ＲＦ電源を用いて５００Ｗで２０ｎｍの厚さのＳｉＣ膜（セラミック層）を形成した。セラミック層の形状は、図１に描かれたセラミック層１２の形状と同様の四角形であった。ＳｉＣ膜からなるセラミック層を形成する際には、セラミック層を形成する部分以外の部分には、テープを張り付けてマスクし、ＳｉＣ膜（セラミック層）を形成した後、テープを剥がすことにより、図１に示すセラミック層を形成した。すなわち、セラミック層の水平方向の幅は、１２００ｍｍで、垂直方向の長さは、６００ｍｍであった。
【００６５】
次に、シリコーン樹脂製の厚さ０．２ｍｍ、縦２９０ｍｍ、横２９０ｍｍの樹脂フィルムに銅箔を接着剤により貼り付け、フォトレジストを銅箔上に形成した後、第１の内部電極、第２の内部電極、第１の端子電極及び第２の端子電極を形成する部分に光を照射して硬化させた。この後、エッチングにより硬化していないフォトレジスト及びフォトレジストの下の銅箔を除去し、図１に示すパターンの第１の内部電極、第２の内部電極、第１の端子電極及び第２の端子電極を形成した。
【００６６】
次に、スキージを用い、第１の内部電極、第２の内部電極、第１の端子電極及び第２の端子電極が形成された樹脂フィルムに対し、第１の内部電極及び第２の内部電極以外の部分が露出するように形成されたマスクを、第１の内部電極及び第２の内部電極以外の部分が露出するように載置し、接着剤として機能するシリコーン系樹脂を塗布した。
一方、セラミック層が形成された基体には、第１の内部電極及び第２の内部電極のみが露出するように形成されたマスクを、第１の内部電極及び第２の内部電極のみが露出するように載置し、導電性接着剤を塗布した。
続いて、第１の内部電極及び第２の内部電極がセラミック層上の導電性接着剤が形成された部分に配置されるように、シリコーン系樹脂層が形成された樹脂フィルムを、セラミック層上等に導電性接着剤が形成された基体に貼り付け、熱プレスにより硬化させた。
【００６７】
（比較例１）
基体上にセラミック層を形成しなかったほかは、実施例１と同様にして面状発熱体を製造した。
【００６８】
（実施例１及び比較例１に係る面状発熱体の効果の測定）
製造された実施例１及び比較例１に係る面状発熱体を、温度５℃、相対湿度１０５％の部屋に搬入し、基体の表面に曇りを発生させた後、基本セルの集合体である内部電極に通電した。
その結果、実施例１に係る面状発熱体では、約３．８分後に曇りが除去されたが、比較例１に係る面状発熱体では、曇りを除去しきれなかった。
【符号の説明】
【００６９】
１０、２０  面状発熱体
１１、２１  基体
１２、２２  セラミック層
１３（１３ａ、１３ｂ）、２３（２３ａ、２３ｂ）  端子電極
１４（１４ａ、１４ｂ）、２４（２４ａ、２４ｂ）  内部電極
１５、２５  樹脂フィルム
１６、２６  充填層
【図１】
2017091686.tif 000003
【図２】
2017091686.tif 000004